煤矿用阻燃输送带的抗静电性能研究

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作为煤矿矿井生产过程中的主要运输工具，PVC阻燃输送带主要采用了经 PVC糊浸渍及塑化之后的涤/棉整体带芯而构成，贴合后的PVC覆盖胶片再经过平板塑化成型即形成了所谓的 PVC阻燃输送带 ，此类型输送带不仅带体轻、强力高、不脱层，且具有良好的阻燃及其抗撕裂性能，因此，在煤矿矿井中得到了广泛的应用及推广。但是，应当注意的是，由于PVC电阻极大，且导电性能相对较差，因而使用时极易因摩擦而引起带体正负电荷的失衡，并导致静电荷的大量产生，对于极富瓦斯的煤矿而言，无疑带来了巨大的安全隐患。

1煤矿静电的危害及其相应的抗静电措施分析1.1煤矿静电的产生及危害由于煤矿矿井下通常需要使用各种型号不同的输送机，其高速运行过程中，输送带同托辊、滚筒间会不断进行接触并分离，此过程中会出现摩擦的现象，此时，输送带上可能产生高达数千伏，甚至上万伏静电电位，并导致大量电荷的积累，-旦电荷量超过某值后，就会出现火花放电现象，若静电火花的最小能量值超过了四周可燃爆瓦斯气体的点燃能量时，就会导致火灾及其爆炸事件的发生，造成煤矿安全事故。

1.2煤矿抗静电措施分析1)保护接地措施，此技术主要是借助于接地导线来将带电体上所具有的静电荷迅速引入到大地中，以防高电位的出现，并实现物体及大地之间电位差的减校因此，必须对矿井已有接地保护系统进行充分利用，确保其满足煤矿安全规程的相关规定，以便对静电进行有效的防治。

2)旧能增加煤矿空间的湿度，对于高电阻材料而言，空间湿度情况直接关系着其表面及绝缘电阻值，通常，相对湿度越大，其绝缘电阻就越小，因而也越不容易产生静电。通常而言，煤矿矿井下相对湿度多为6o%，因而无需采取增湿措施，但是，若个别矿井相对湿度较小的，或者季节较为干燥时，必须采取有效的增湿措施，以防静电灾害的产生。

收稿日期：2013-04-17作者简介：荣文波(1983-)，男，毕业于南京炮兵学院经济管理专业，助理工程师，现在中煤科工集团上海研究院检测中心从事煤矿井下用阻燃防静电材料检测工作。

· 84·3)进行抗静剂或者导电填料的添加。这主要针对的是容易产生静电的输送带等，因其为电阻极高的材料，因而电荷不容易泄漏，若直接在煤矿井下进行使用十分危险。此时，必须对这类高电阻输送带进行改性，即进行导电材料的添加，例如炭黑、石墨或者金属粉末等等，加入后即可大大降低使其体积与表面电阻，从而实现静电泄露性的大幅提高，并达到了抗静电的效果。

此外，还可对高电阻输送带表面进行化学抗静电剂的涂布，通过均匀的抗静剂分子结构，有效地进行空气水分的吸收，并形成肉眼无法看到的-层含水层 ，从而为静电荷向空气中产生泄漏提供条件，以便有效地防止静电荷的积聚。

2煤矿用 PVC阻燃输送带的抗静电配方对于PVC阻燃输送带而言，如何通过配方的改变实现其抗静电性能是相当关键的问题之-，为了确保输送带使用及运行过程中所形成的静电荷能够通过自身及时泄漏掉，必须从经济性、工艺条件等多方面因素综合进行考虑，以便选择-种最为合理有效的抗静电剂以及导电材料，从而实现 PVC阻燃输送带表面电阻的大幅降低，使其旧能低于3×10 Q。

2.1抗静电剂的科学选取为了确保 PVC阻燃输送带能够拥有良好的抗静电性能，我国传统方法即在配方中进行季铵盐类抗静电剂的添加，实践表明，虽然季铵盐类抗静电剂的附着力相当强，且抗静电能力也很好，但是，其实际应用过程中仍存在诸多不足。-方面，其容易因为受热而发生分解，导致PVC树脂老化过程的加快；另-方面，其可同PVC阻燃输送带中的硬脂酸铅类的金属皂类热稳定剂产生化学反应，并形成-系列稳定的复合物，因而会对输送带抗静电性能造成不良影响。所以，应当旧能采用非离子型的抗静电剂。本文采用了非离子酯类抗静电剂来实现 PVC输送带表面电阻的降低。由于非离子型抗静电剂具有很好的耐热性，同助剂之间的配伍性能较好，不像离子型的抗静电剂那样容易导致塑料发生老化，且加工以及使用的过程中对于制品有关物理及其机械性能方面也没有什么不良的影响。对于此种类型的抗静电剂而言，其作用机理如下：-是具有亲水基团，能够显著提高制品表面所具有的吸湿能力，从而形成-层单分子导电膜； (下转第92页) 喷头要距离喷射点 80～120era为最佳，距离过大的话，喷浆过程中喷射料会分散，这样射捣无力，会影响喷射层质量也会影响回弹；距离也不能太近，这样泥浆会反溅回来，回弹剧增。

喷头与喷射点的角度也十分关键，当喷射两帮的时候，要采取自下而上喷射，喷混凝土可将喷头的下俯角度下调l0。-l5。，在喷浆时可将喷头的下俯角度调5。～10。，其他方向始终要求喷头的喷射方向垂直于受喷面。

(三)喷头保养和使用的相关技术喷头是喷浆设备的核心，必须要保证喷头的正常使用。这就要求做好保养工作，喷浆工人首先要保持喷头的完好，在工作中要做到以下几点：l、在使用喷头进行作业前要保证各部件之间的连接紧密，无漏水漏风的情况，使用完毕还要及时用水清洗干净，保持畅通；2、要时常检查拢料管、水环这些有连接功能部件的磨损程度，发现磨损或磨穿这些情况要及时更换，以免引起问题o ，在使用喷头的时候，喷头由喷射手掌握，需要再安排-人协助控制输料管，还要随时注意不能让胶管发生硬弯和死弯的情况。掌握喷头的正确方法是：-手握紧喷头，控制喷射方向和转动速度，另-手握住水环进水阀门，控制加水量。

当然可使用更加先进的风动液压传动喷浆设备和电动液压设备，这样可以提高工作效率。

三、处理喷浆过程中常见问题的技术(-)堵管堵管在喷浆的过程中时有发生，正确方法是马上关闭电动机、停料、停水，但不能停风，这样可以方便检查确定堵塞部位。之后再用脚逐步踩输料管，当发现踩不动的硬物，并且这个地方不能打弯，说明发现了输料管堵塞具体部位。如果没有发现有堵塞情况，便可以判断是出料弯管发生堵塞。再确定堵塞部位，之后应该停风，卸开堵塞处的接头，敲击输料管，让堵塞物松动后，然后上好接头，开始吹风，把管内堵塞物吹出。

在用压风吹管时，要保证在喷出口的前方及其附近不能有其他人员，要防止速度极大地喷出物伤人。

在敲击管路时，操作人员要把枪头朝下，靠近枪头的-段输料管要放直。拆管时，不得面对管口，管El应朝向岩石或无人处，以免排风不净突然出料伤人。

(二)粉尘产生粉尘的原因水泥。在使用干式喷射混凝土设备的时候大家都知道，需要的水是在喷头处往里加的，非常容易拌和湿润，但是也容易产生大量的粉尘。还有-个原因是因为，装干料时或设备密封不良时，也易产生粉尘。长期吸入水泥粉尘就会引起鼻炎、肺气肿和水泥尘肺病等。这就要求煤矿最好使用湿喷机，发展湿喷工艺，是消除或减少喷射混凝土粉尘的根本途径，初步表明，可降低粉尘浓度40%以上。当然，工人自己也应该做好相应的防护，带好防尘设备。

(责任编辑：焦蓬华)· 92·(上接第84页)二是在塑料制品的表面形成了有效的抗静电分子层，从而有效增强了表面的平滑性，进而实现了摩擦的大幅降低，减少了静电荷的产生。

2.2导电材料的合理选择作为-种天然半导体材料，炭黑具有持久且稳定的导电性能，因此，可对高分子材料电阻率进行大幅度的调整，再加上其来源相当广泛，且价格十分便宜，因而可选择炭黑作为PVC阻燃输送带的导电填料。出于生产成本以及其他多种因素的考虑，本配方采用了乙炔炭黑作为PVC阻燃输送带的导电材料，这样不仅降低了PVC塑料的固有体积电阻率，而且使其具有了-定的导电能力。通常而言，炭黑主要是以粒子的形式在PVC树脂中分散开来的，且炭黑添加量越多，其粒子之问的间距就越小，-旦粒子靠近或发生接触时，便会有大量的导电网络通道产生，这样-来，就大幅度提高了PVC塑料的导电性。虽然如此，并不代表着PVC塑料电阻率同炭黑添加量间即为正比例关系，据研究发现，-旦炭黑加人量超过 7份以后，已经形成 了炭黑导电网络，此时，即使再添加炭黑也不会对 PVC塑料的表面电阻带来显著的影响。反而由于炭黑的进-步增加，PVC塑料拉伸 冲击等强度以及伸长率方面均显著降低，导致硬度的升高，且PVC塑料在燃烧的过程中会有灰烬产生，从而对阻燃的效果造成影响。因此，为了真正解决PVC阻燃输送带有关抗静电方面的问题，仅仅-味地加人炭黑并不可取，应当对炭黑的最佳使用量进行确定。本文PVC阻燃输送带所拟定的最佳抗静电配方 如下：PVC，100；ILl-210，7；乙炔炭 黑，5；TCEP，9；稳定剂，6；适量的润滑剂及加工助剂。

3实验工艺及其结果分析3.1实验工艺的流程及其有关要求对于PVC阻燃抗静电输送带而言。其试制工艺的流程如下所示：PVC树脂及各助剂搅拌捏合塑炼压延 平板成型制样。其中，捏合温度控制在105- 115℃间；三辊压延机中，前、中、下辊的温度分别控制在 140-145oC、150-155、90-100℃。平板的成型温度则控制在 165℃以内。

3.2结果分析采用上述的抗静电配方，经生产及加工后所制成的PVC阻燃输送带送至检验后，其导电性及其阻燃性均满足相关标准的要求♂果表明，在PVC阻燃输送带生产时加入非离子型抗静电剂及乙炔炭黑可以有效降低生产成本，并大幅提高输送带的阻燃及其抗静电性能。