金永飞，男，1975年生，博士，西安科技大学教授，博士生导师。兼任中国煤炭工业安全科学技术学会火灾防治专业委员会委员、中国职业安全健康协会通风安全与健康专业委员会青年常务委员。

    主要从事煤火灾害防控与应急救援方面的教学与科研工作。先后主持或完成了国家自然科学基金重点项目、“973”前期研究专项、“十一五”国家科技支撑、国家自然科学基金面上项目、中国博士后科学基金、陕西省科技攻关等纵向科研项目15项；主持校企合作科研项目90余项，参与完成横向科研项目200余项。荣获孙越崎青年科技奖、煤炭工业杰出青年科技工作者、陕西省“科技创新创业人才”称号、“挑战杯”大学生创业计划竞赛优秀指导教师、全国大学生电子商务“创新、创意及创业”挑战赛最佳指导老师等称号。研究成果获省部级科技进步一等奖6项、二等奖10项、三等奖6项，国家专利65项，出版专著3部，发表学术论文70余篇。

主要内容

1  实验部分

1.1   实验样品制备

将EMI原液稀释至质量分数分别为0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、2.0%、4.0%、6.0%、8.0%的混合溶液。实验煤样选取黄陵一号煤矿弱黏煤样，煤样工业分析结果见表 1。

表  1  煤样的工业分析

表  2  煤尘粒径与煤样编号对照

1.2   实验方法及装置

   1.2.1   表面张力测试

   1.2.2   EMI溶液与煤尘接触角测试

   1.2.3   煤尘在EMI溶液中的沉降测试

   1.2.4   EMI影响煤尘吸湿性测试

   1.2.5   EMI保水效果及煤样板结硬度测试

图  1  实验装置

2   实验结果与分析

2.1   EMI质量分数对表面张力的影响

图  2  不同质量分数EMI溶液的表面张力

图  3  EMI分子在水溶液中随质量分数变化的吸附状态

2.2  EMI质量分数对接触角的影响

图  4  不同质量分数EMI的溶液润湿煤尘接触角成像图

图  5  接触角与溶液中EMI质量分数的关系

2.3   EMI质量分数对煤尘吸湿性的影响

图  6  煤尘吸湿量与溶液中的EMI质量分数的关系

2.4   EMI质量分数对煤尘沉降效果的影响

图  7  煤尘沉降时间与EMI质量分数的关系

图  8  煤尘沉降速度与EMI质量分数的关系

2.5   EMI质量分数对煤尘保水效果的影响

图  9  不同质量分数EMI溶液中煤样保水率变化曲线

图  10  煤样板结硬度与溶液中EMI质量分数的关系

通过测定不同质量分数的EMI溶液的表面张力，并以不同粒径煤尘与EMI溶液的接触角、煤尘润湿速度、煤尘吸湿量及保水性为指标，实验得出以下结论：

1) EMI溶液可有效降低水的表面张力；

2) EMI分子在煤基质表面微孔内因摩擦阻力增大而稳定吸附，减少了水分流失；

3) EMI分子在煤尘表面吸附形成EMI吸附层，改变了煤尘表面特性，增强了煤尘润湿性；

4) EMI溶液提高了溶液的抗蒸发性。