新型煤矿钻孔泡沫除尘装置研究与应用
综掘工作面泡沫综合抑尘
测试地点选择
本次试验在掘进巷道 93226 巷、 92103 巷和 92104 巷进 行。其中 93226 为半煤岩巷，高 2.2m ，宽 3.6m ，矸石厚 约 0.6m ； 92103 为全煤巷，高 2.65m ，宽 4.3m ， 92104 为 全煤巷，高2.5m，宽4.8m。工作面配备有压缩空气，压 力为 0.2 ～ 0.4 MPa ，水压 1.5 MPa 左右，基本具备试验 的条件，可以开展上述工作。
操作简便，方便井下工人操作和使用；
安装在掘进机上，随掘进机行走，减少搬运工作。
四、现场应用及分析
晋城矿区粉尘治理现状
概况
晋城矿区煤质坚硬，硬度系数为2～4，机械化开采程度
高，开采强度大，煤尘亲水性差，产尘量极大。
掘进工作面防尘措施
喷雾降尘与除尘风机相结合的除尘方式。
防治粉尘效果
实验步骤：将发泡剂加入储液箱，打开空气压缩机和
水泵，通过阀门调节各流量计流量，观察压力表变化情况，
有规律的调节各仪表的读数，观察泡沫产生的变化，记录
流量、压力及发泡倍数等相关数据。
实验过程
实验结果
确定了适宜的发泡剂，主要成分是表面活性剂、增泡剂、湿润剂 等。应用时发泡剂与水的混合比为1：50。
应用泡沫抑尘工作面示意图
风筒 掘进工作面
高压风管 高压水管
司机操作台 煤 壁
泡沫除尘设备 掘进机
泡沫喷头
风筒
试验设备的安装方法
设备到达掘进工作面，先将矿用泡沫降尘装置按指定位置摆放于 掘进机上，用磁力吸盘将设备固定牢固，设备放置地点要以不影 响司机割煤视线、方便司机操作为原则。
煤矿新型除尘系统关键技术与创新点研究
煤矿新型除尘系统关键技术与创新点研究摘要：随着社会经济和科学技术的发展，煤炭行业中的机械化普及程度越来越高。
然而随之带来的粉尘浓度问题也是越来越严重。
本文结合过往经验及实际情况，对煤矿中的除尘系统进行研究和分析，以供参考。
关键词：煤矿；除尘系统；关键技术；创新点煤矿的粉尘问题是长久以来一直都存在的问题，因煤炭行业的特殊性，粉尘无法从根本上消除干净，对周边环境和工人的身心健康造成了严重威胁。
根据国家相关部门对粉尘及硫化物总量的控制要求，为了降低煤炭生产过程中的粉尘污染，给职工提供一个良好的工作生活环境，有必要对现有的除尘系统进行改造和升级，最大化降低粉尘污染带来的严重后果。
一、当前煤炭企业除尘现状有关于如何有效地降低粉尘浓度，国内外的煤炭企业及相关专家进行了多方面的研究和分析，从电力学、电磁学等多方面入手，力图研究出一种简洁高效的除尘技术。
比如煤炭科学研究总院重庆分院发明的声波雾化降尘技术，该技术利用凝聚声波、雾化空气的原理，提高尘粒与尘粒之间、雾粒与尘粒之间的凝聚效率，达到提高降尘效率的目的。
该技术雾化效果好，耗水量低且雾粒密度大，并且能够二次雾化，提高凝聚效果。
经实践验证，该技术在风压为0.3-0.6mpa，耗水量小于1m3/min，雾粒平均粒径＜30um，对呼吸性粉尘降尘率＞74%，总降尘率＞88%。
再比如磁化水降尘技术，该技术是在静磁学和共振磁学理论基础上发展而来的，水在经过磁化处理后结构和性质会发生短暂的变化，其黏度降低，晶构变小，会使水珠变小，有利于提高水的雾化程度，增加与粉尘接触的机会，提高降尘效率，该技术的降尘设备安装简单、性能可靠且成本比较低，一次投入长期有效，降尘效率明显高于其它物理化学方法，现场测试表明磁化水相比普通水源的降尘率可以达到282%。
另外还有预荷电高效喷雾技术，该技术也就是我们通常所说的荷电水雾技术，这种技术相对来说比较复杂一些，它对呼吸性粉尘的降尘效果是随着水雾荷质比的提高而现行上升的，最高可以达到75.7%，制约该技术发展的瓶颈是需要研究出耗水量小、雾化效果显著、雾粒密度大且水雾能够携带足够多的电荷的电介喷嘴，目前经过发展已经形成了五种电介喷嘴，可以满足不同尘源特点的不同需求。
泡沫排水采气工艺的应用
泡沫排水采气工艺的应用摘要：应用泡沫排水采气工艺在提高安全性、改善采气效率、降低瓦斯爆炸风险和减少环境影响等方面具有重要的必要性，有助于提高煤矿开采的可持续性和安全性。
本文通过列举实际案例与分析资料，围绕泡沫排水采气工艺展开研究，并对该种工艺的实际应用进行分析，以期可以为从业人员开展操作提供依据。
关键词：泡沫排水采气工艺;气田;水含量超标1应用泡沫排水采气工艺的必要性应用泡沫排水采气工艺在煤矿开采中具有多方面的必要性，主要包括提高安全性、改善采气效率、降低瓦斯爆炸风险以及减少环境影响。
泡沫可以有效抑制瓦斯的爆炸，减缓火源的蔓延速度，提高矿井的火灾安全性。
泡沫可以降低煤尘爆炸的可能性，对于煤矿井下的安全防范起到积极作用。
泡沫可以减少煤与岩石之间的摩擦，降低瓦斯的涌出速度，减轻矿井的瓦斯压力。
泡沫的应用可以改善排水液体的透明度，提高排水效率，减少煤层水的渗透。
泡沫作为一种特殊介质，可以改善煤层的透气性，提高瓦斯的采收率。
泡沫中的气泡能够稀释瓦斯浓度，减缓瓦斯爆炸的蔓延速度，提高矿井爆炸的控制能力。
泡沫可以形成一种防爆的屏障，减缓瓦斯爆炸传播的速度，提高矿井的防爆能力。
泡沫排水工艺可以减少对地下水的需求，降低对水资源的浪费。
泡沫排水工艺能够减少排水中的污染物，对环境的影响较小。
2消泡原理消泡是指通过某些化学物质或物理手段，将原本容易形成泡沫的液体中的泡沫破坏或抑制的过程。
在煤矿行业，消泡技术通常用于控制泡沫在排水、采气等过程中的影响。
消泡剂可以改变液体表面的张力，使其降低，从而破坏泡沫结构。
表面活性物质通过与液体分子相互作用，减少表面张力，使气泡破裂。
消泡剂的引入可以改变液体的极性，使其不再适合形成稳定的气泡结构。
某些消泡剂能够在气泡膜上形成一层薄膜，改变其表面性质，使其不再具有稳定的泡沫结构，导致气泡破裂。
通过引入一些高分子量的物质，如聚合物，可以增加液体的黏度，阻碍气泡的运动和相互聚集，从而破坏泡沫结构。
干式打孔除尘装置的研制与应用
干式打孔除尘装置的研制与应用【摘要】煤矿粉尘威胁矿井安全生产，严重影响职工身体健康，是煤矿五大灾害之一。
有效控制粉尘，改善矿井工作环境的空气质量，已成为煤矿企业一项系统工程，受到高度重视。
干式打孔是矿井产生粉尘的根源之一。
《煤矿安全规程》第十七条、第一百五十四条规定，“……不能采用湿式钻眼时，可采用干式钻眼，但必须采取捕尘降尘措施……”。
本文仅就干式打孔除尘装置的研制与应用进行探讨。
【关键词】干式打孔；除尘装置1 相关因素列举分析（1）矿井钻孔的一般用途有放炮、安装锚杆锚索、探放水、瓦斯等。
常用钻机型号有ZQS—50/1.4S型手持式气动钻机、7655型凿岩机、MKQB—55/1.8和MQT—130/2.4型锚杆钻机。
分有冲击钻进和无冲击钻进两种。
钻杆形状有圆形、六方形、螺旋形，均为中空钻杆。
（2）巷道表面凸凹不平；打钻时钻杆与水平面、与巷道内壁成任意角度的情况都存在。
（3）钻孔过程是钻杆旋转运动和进给运动的合成，进给动力有人力、风动、液压，有的钻机还辅以振动冲击。
由钻杆中心孔吹入压风返出钻屑（干式钻孔）2 干式打孔必要性与除尘可行性分析湿式钻孔虽不产生粉尘，但也有很多弊端。
如操作者淋水，穿防水服又妨碍操作；另一方面，钻杆中心孔通入的用于消尘返屑的水，返出时不易收集，落地后渗入底板影响巷道底板强度；汇集统一外排又会增加设备设施和工作量；更重要的一点是，水打孔时，孔内壁浸水，软岩易成泥状。
小康矿以往实践证明水打孔注入锚索，十之二三达不到规定强度。
而干打孔则几乎百分百保证强度。
正因为湿式钻孔额外增加打钻工作量的缺点，湿式钻孔在有些地方还不能百分之百做到。
如果疏于监管，不采取任何捕尘降尘措施的干式钻孔现象就会发生。
3 本领域技术背景在此之前，还没有一种简单实用的除尘装置解决矿井干式打钻产生的粉尘问题。
尽管网上也能搜索到一些专利设计，即使有其所描述的使用效果，由于整套装置过于繁琐，除尘比打钻工作量还大，远没达到简单实用要求，难以推广使用。
新型矿用湿式除尘器在钻孔施工中的应用
裹１ ＫＣＳ－３Ｚ型矿用打钻孔口水射流除尘器技术参数 项目名称
电动机型号
圈１矿用打钻孔口除尘嚣结构
２除尘器的技术参数
ＫＣＳ一３Ｚ矿用打钻孔口水射流除尘器主要技术 参数见表１。
①将集尘器安装在煤层打钻孔口位置，使集尘 器与需钻孔位置相对应，用矿用高压胶管连接喷雾
参数
ＹＢＫ２－１００Ｌ２．４ ３８０／６６０ ２．２ ５０ １５ ＞８５ ２３ ‘８５
・５６・
万方数据
新型矿用湿式除尘器在钻孔施工中的应用
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 张帆 义煤集团义安矿业有限公司,河南新安,471821 中州煤炭 Zhongzhou Coal 2012(2)
本文链接：/Periodical_zzmt201202023.aspx
１．１工作原理 ＫＣＳ．３Ｚ矿用打钻孔口水射流除尘器主要由架 柱、隔爆电机、喷雾泵、射流除尘管、射流盘、输尘管、 矿用高压胶管、集尘器等构成，其主要结构如图１所 示。该除尘器采用引射流直接将钻孔煤尘由集尘器 吸入射流除尘管，与水雾混合后使煤尘沉降在射流 除尘管的内壁，而后被水冲出从而达到除尘的目的。 根据现场调查，其除尘率在９０％以上，有效解决了 钻孔施工过程中浓度大的问题。
・５５・
万方数据
２０１２年第２期
中州煤炭
总第１９４期
３应用效果
２０１０年４月，义安煤矿在ＹＸ００１工作面胶带运 输巷防突作业现场使用了ＫＣＳ一３Ｚ型除尘器。水压 正常时可达到良好的效果，射流管内煤尘与雾化水 流在高压水喷雾作用下充分混合，以煤泥和煤水形 式从射流除尘管末端流出。 经现场实测，未使用ＫＣＳ－３Ｚ型除尘器前钻孔 口粉尘平均浓度为３００ ｍｇ／ｍ３，作业人员位置粉尘 平均浓度为２８０ ｍｇ／ｍ３；使用ＫＣＳ－３Ｚ型除尘器后钻 孔口粉尘平均浓度为２５ ｍｇ／ｍ３，作业人员位置粉尘 平均浓度为１８ ｍｇ／ｍ３。从使用前后的粉尘浓度实 测对比可以看出，使用后作业现场的除尘率在９０％ 以上，极大地改善了钻孔作业现场的空气环境，取得 了较好的效果。且除尘器具有操作简单、使用方便、 不影响现场作业等优点。
防治煤炭自燃的三相泡沫新技术与应用-中国矿业大学-王德明
0
0
10
20
30
40
发泡倍数
（水灰比 5：1）
2、三相泡沫发泡剂的研制
（3）浆液浓度与稳定性的关系
泡沫体积（ml） 稳定时间（小时）
500 450 400 350 300 250 200 150 100
50 0 0
35
30
25
20
15
泡沫体积曲线
10
泡沫稳定时间曲线 5
20 25 33 浆液浓度（%）
一、概述
1、问题的提出
我国新疆、宁夏、内蒙等省还存在大面积 的煤田火灾，每年烧损煤量2000万吨，破坏 开采煤量2亿吨，经济损失超过200亿元。 全国现有5000座左右的大小矸石山，共累 计堆积煤矸石约45亿吨，约有1700座矸石山 正在发生燃烧。
一、概述
1、问题的提出
2001~2005年，共发生死亡3人以上的火灾事故43起， 死亡614人。
B
J: 氧 化 钛 (TiO2)(少 )
K: 其 它 (晶 体物质 )(少 )
L: 其 它 (非 晶 物质 )
KK
E B
B
E
AC J
DG
F F
C IHJ
G
H GA
AACAG AI
LL L
A G
K
GJGHG A
A
G H
B
B AA
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
二、三相泡沫组成及特性
（1）气体
气体
空气
的溶解特性 溶解度（ml/L） 25.4
氮气 23.2
二氧化碳 1281.5
（2）气体 的吸附特性
空气泡沫钻进技术在煤田地质勘探中的应用研究
空气泡沫钻进技术在煤田地质勘探中的应用研究作者：王少杰来源：《科技资讯》2020年第03期摘 ;要：空气泡沫钻进作为一种增压钻进技术，相比于其他地质钻探技术，主要具有含水量较少、钻进时间较短、地层内应力释放效果好等优势，现在已经被广泛应用于石油钻探、水文水井钻探和煤田地质勘探等领域。
该文主要利用空气泡沫钻进技术方法分析，对不同地质环境下的煤田岩层、岩心进行钻探，以解决部分地区复杂地层的勘探与钻进难题。
關键词：空气泡沫钻进 ;煤田 ;地质勘探 ;应用中图分类号：P634.6 ; 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）01（c）-0031-02空气泡沫钻进作为一种增压钻进技术，可以通过泡沫液注入量、供风量等钻进要素的不断增加，提高地质钻进过程中的钻探速度、压力。
当前我国不同地区使用的空气泡沫钻进技术，能够对2000m以内的地质岩心进行钻探，钻进深孔地层的最大静水位可达500m左右，钻进时钻柱内部压力较高、空气泡沫沿内压流动，产生较强的负压作用力，促使地层岩石发生爆裂或破碎，从而满足不同煤田地质流速的勘探与钻进要求。
1 ;空气泡沫钻进技术的工艺及钻进规程1.1 空气泡沫钻进技术的工艺实现泡沫钻进主要采取绳索取芯硬质合金的钻头钻进工艺，对不同地质地层状况的煤田，进行地质勘探、钻进工作。
相比于金刚石钻进技术，泡沫钻进技术的钻头外出刃、底出刃较大，为满足深层钻进的静液流速要求，需对钻进供风量、泡沫液注入量等要素进行数值增大，以保证高速钻进条件下的碎石压力、排岩性能。
根据煤田地质勘探中不同的地层状况，选择泡沫液注入量、注入组分及气液比：（1）对于胶结性较强粘土层地质，要采用200∶1泡沫液气液比，并在其中加入稳泡剂、水解度50%交联剂等，形成干性普通泡沫。
（2）对于结构松散、易破碎的水溶性地层，可以采用100∶1泡沫液气液比，并加入稳泡剂、交联剂等泡沫溶液，进行碎裂、坍塌土层地质的钻进，钻进时的供气量为5～7m3/min，（3）对于地层岩石较硬、结构较稳定的钻进，则要采用300∶1泡沫液气液比，并适当增大钻进供风量至7～10m3/min，钻进压力提高为3～5MPa，以避免钻进过程中地层涌水、孔内静液柱高度增加等状况的发生。
矿用气动孔口除尘器的研究及应用
矿用气动孔口除尘器的研究及应用龚小兵（1），武全珍（2），刘涛（1），郭振新（1）1、中煤科工集团重庆研究院400037 重庆；2、新景煤业股份有限公司045008 山西摘要：针对煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工过程中产生大量粉尘，严重威胁作业工人职业健康和作业场所安全生产的问题，提出了新型的孔口除尘器进行粉尘治理的方案。
即以矿井压风为动力，抽吸钻进过程中产生的粉尘，通过惯性除尘、过滤除尘和旋流脱水除尘等多种除尘技术手段，达到除尘目的。
本除尘器采用矿井压风作为动力，设备本身无旋转和运动部件，使用环境不受瓦斯浓度的限制，除尘效率高。
通过在阳煤集团新景煤业股份有限公司北七正巷现场应用，除尘效率高达99%，有效的解决了打钻过程中粉尘污染现象。
关键词：气动孔口除尘器打钻粉尘封孔前言瓦斯抽放是防治煤与瓦斯突出事故的最有效措施之一，随着煤与瓦斯突出煤层开采深度及开采强度的增加，煤与瓦斯突出强度越来越大，瓦斯抽放钻孔的数量急剧增加。
目前钻孔主要分为干式打孔和湿式打孔两种方式。
若采用湿式钻孔，容易造成垮孔、堵孔、卡钻等故障，严重影响抽放效果。
采用干式打孔时，多利用压缩空气在孔底吹尘的排尘工艺，使干式钻孔产生的煤(岩)粉尘沿钻杆和孔壁间的缝隙排出，将产生大量的粉尘，不仅极大地污染巷道作业空间和工作面，严重危害作业人员身体健康，并造成粉尘局部积聚，埋下安全隐患。
目前针对干式钻孔所采取的除尘措施主要有普通喷雾除尘、泡沫除尘及除尘器除尘等，但在实施过程中存在以下问题：普通喷雾除尘装置没有采用负压抽吸装置，不能将孔口处得粉尘全部抽吸处理；泡沫除尘对泡沫药剂配方及添加比例要求较高，且操作工艺繁杂，费用高；除尘器体积大，多数采用电动除尘装置，影响了除尘器在高瓦斯突出矿井的使用。
为解决干式钻孔产生的粉尘污染问题，提出将矿井压风作为动力，通过除尘器产生的负压将钻孔处的粉尘抽吸进入除尘器内，通过惯性除尘、过滤除尘和旋流脱水除尘等多种除尘技术手段，进而达到除尘目的。
煤矿泡沫降尘发泡特性实验研究
■匪蟊蟊圜
煤矿 泡 沫 降 尘发 泡特 性 实验 研 究
陆新 晓 ，王德 明 ，任 万兴 ，
（ １ ．中国矿业大学 安全工程学院 ，江苏 徐州 ２ ２ １ １ １ ６ ； ２ ． 煤炭资源与安 全开采 国家重点实验室 ，江苏 徐州 ２ ２ １ ０ ０ ８ ）
073煤矿泡沫除尘技术研究现状及趋势
高 、耗水量小等显著优点 ,但该技术目前还存在以下 不足 。
(1)发泡方式不适用于井下条件 。在泡沫除尘 的研究过程中 ,科研人员设计的发泡器主要有两种 , 一种是网式发泡器 ,另一种是孔隙填充物式发泡器 。 网式发泡器的工作原理是泡沫液由喷头喷洒至发泡 网上 ,形成液膜 ,压缩空气鼓吹液膜发泡 。如果泡沫 液的压力过大会导致发泡网上形不成液膜 ,如果压 缩空气压力过大 ,会导致发泡网上的液膜雾化 ,不能 产生泡沫 ,而煤矿井下的水和压缩空气的压力都很 大 ,不利于网式发泡器在井下应用 。孔隙填充物式 发泡器的工作原理是靠发泡器中具有微小孔隙的填 充物增加气液混合强度而形成泡沫 ,由上文可知 ,虽 然 Deter公司设计的发泡器获得了应用 ,但对于煤 矿井下的水质而言 ,它在使用过程中很容易堵塞 ,且 清洗比较困难 。
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粉尘浓度过高 ， 严重污染巷道作业空间， 已成为影响 职工身体健康和制约矿井安全生产的重要隐患， 降
全可靠 、 体积小的新型钻孔泡沫除尘装置 。详细介绍 了该除尘装 置的总体构成 、 工作 原理及发泡 系统 。在薛 湖煤矿 的应用表 明 ， 全尘和呼吸性粉尘 的平均除尘率可达 ９ ６ ． ３ ％ 和９ ３ ． ８ ％， 该装置能够显著降低煤矿干式打
钻作业 环境 中的粉 尘浓 度。
关键 词 钻孔 除尘装 置
ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ｌ ｙ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ．
Ｋ ｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｄ ｉ ｒ ｌ ｌ ｉ ｇ ｎ ｆ ｏ ａ ｍ ｄ ｕ ｓ ｔ ｃ ｏ ｌ ｌ ｃｔ ｅ ｏ ｒ ｆ ｏ ａ ｍ ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｄ ｒ ｙ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｄ ｕ ｓ ｔ ｃ ｏ ｌ ｌ ｃｔ ｅ ｉ ｏ ｎ ｅ ￣ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ
２ ０ １ ４年第 ４ ｏ 卷第 １ 期
Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ ２ ０ １ ４
工业安全与环保
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泡沫引射
干式钻孔
除尘效率
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｎｅ ｗ Ｃ ｏ ａ ｌ ￣ ｑ ＿ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｄｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｆ ｏ ａ ｍ Ｄｕ ｓ ｔ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ
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０ 引言
果不好 ， 很多煤矿钻孔施工时采用干式钻孔风力排 渣工艺 ２ 。但风力排渣会产生大量粉尘 ， 造成局部
随着煤层采深的增加 ， 矿井瓦斯综合治理技术 中钻孔抽放瓦斯工程量不 断加大。 目前 ， 瓦斯抽放
钻孔 主要有湿 式钻 孔水 力排 渣和 干式钻 孔 风力排 渣 两种 工 艺… １。湿 式 钻 孔 水 力 排 渣 工 艺 粉 尘 污 染 较
ｄ ｓｔ ｕ ｏｌ ｃ ｌ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ Ｃ ａ ｌ ｌ ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ９ ６ ． ３ ％ ａ ｎｄ ９ ３ ． ８ ％ ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｔ ｖ ｅ ｌ ｙ ａ ｎ ｄｔ ｈ ｅ ｄ ｓｔ ｕ ｃ ｏ ｎ ｅｎ ｃ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎ ｄ ｒ ｙ ｄ ｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｇ ｎ ｅ ｎ ｖ ｉ ｏ ｒ ｍｅ ｎ ｎ ｔ ｃ ａ ｌ ｌ ｅ ｈ ｓ ｉ ｇ －
新型 煤 矿 钻 孔 泡 沫 除尘装 置 研 究 与 应 用
洪克宽 张仁贵 ２ 周福 宝 ， ２ 宋小林
（ １２ １ ０ ０ ８ ； ２ ． 煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室 江苏徐州 ２ ２ １ ０ ｏ ８ ）
摘
要 针对 干式钻孔 施工粉尘浓度高的问题 ， 在现有钻孔 除尘技术 的基础上 ， 研制 了一种无需用电、 安