發(fā)布時(shí)間：2017-04-28 17:19

  本文關(guān)鍵詞：表面活性劑對(duì)煤吸水效果影響的試驗(yàn)及應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采機(jī)械化程度的提高，工作面粉塵產(chǎn)生量對(duì)工人健康的影響越來(lái)越嚴(yán)重[1],采煤、掘進(jìn)、轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的大量粉塵給井下員工和安全生產(chǎn)帶來(lái)極大危害。煤層注水作為一種煤礦粉塵控制手段，在降低煤塵濃度、預(yù)防煤塵爆炸、減小塵肺病發(fā)生率等方面發(fā)揮著重要作用，但是由于煤塵的憎水性等原因致使煤層注水效果不理想,所以理論上加強(qiáng)注水降塵技術(shù)的研究日益迫切。在本項(xiàng)研究中，通過(guò)以不同注水壓力和在水中添加表面活性劑配方來(lái)改變注水參數(shù)，通過(guò)對(duì)煤樣在不同參數(shù)下吸水情況的對(duì)比，得到合適的煤層注水壓力和表面活性劑配方。 試驗(yàn)中，我們制作一個(gè)承壓筒來(lái)為煤樣提供一個(gè)壓力環(huán)境�？刂瞥袎和矁�(nèi)水壓力，即是控制注水時(shí)的壓力參數(shù)，從而來(lái)得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 對(duì)煤在純水中進(jìn)行2.5MPa、6MPa和10MPa壓力下吸水試驗(yàn)，可以看出，并非壓力越大，煤的吸水效果越好。試驗(yàn)1號(hào)煤樣在10MPa條件下，依然達(dá)不到注水要求；試驗(yàn)2號(hào)煤樣在2.5MPa條件下，注水效果已經(jīng)滿足要求。在純水條件下，注水的壓力參數(shù)不存在普遍適應(yīng)性，需要對(duì)不同煤進(jìn)行壓力試驗(yàn)，得到最為合適的注水壓力。 由于部分煤的吸水效果差，在高壓條件下仍然達(dá)不到一定的含水量，所以通過(guò)研究活性劑配方來(lái)改變?nèi)芤旱谋砻鎻埩团c煤的接觸角，從而提高注水效果十分必要。 試驗(yàn)中首先選取部分活性劑進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)觀察溶解效果、煤粉在溶液中的浸潤(rùn)時(shí)間和復(fù)配溶液的表面張力與接觸角來(lái)對(duì)活性劑進(jìn)行篩選，最終得到普遍適應(yīng)的在低濃度下可以明顯改善注水效果的表面活性劑配方P1。 配制低濃度活性劑配方溶液（0.05%），使煤樣在2.5MPa條件下，進(jìn)行吸收配方溶液試驗(yàn)。結(jié)果中可以看出，試驗(yàn)選取的三種煤樣在低壓條件下的吸水效果均能達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，即活性劑配方的作用很明顯，并且有普遍適應(yīng)性。 控制注水壓力和添加表面活性劑配方，均能改變煤的吸水效果。對(duì)于低壓吸水效果好的煤，只采用低壓注水已經(jīng)足夠；對(duì)于中、高壓吸水效果不好的煤，在水中添加少量活性劑配方，可以有效降低注水壓力，從而來(lái)降低注水成本，提高注水效率。
【關(guān)鍵詞】：煤層注水 壓力參數(shù) 表面活性劑配方 表面張力 接觸角
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TD714.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-14
• 1.1 研究背景12
• 1.2 課題研究的目的和意義12-13
• 1.3 技術(shù)路線13-14
• 第2章 文獻(xiàn)綜述14-18
• 2.1 國(guó)外研究進(jìn)展14-15
• 2.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展15-18
• 第3章 研究的理論基礎(chǔ)18-30
• 3.1 煤體的潤(rùn)濕18-20
• 3.1.1 沾濕過(guò)程18
• 3.1.2 浸濕過(guò)程18-19
• 3.1.3 鋪展過(guò)程19-20
• 3.2 煤巖體滲流20-22
• 3.2.1 流固耦合壓水過(guò)程20-21
• 3.2.2 擴(kuò)散貯水過(guò)程21
• 3.2.3 微觀吸附水過(guò)程21
• 3.2.4 有壓水源條件下滲流21-22
• 3.3 表面活性劑22-26
• 3.3.1 表面活性劑溶液的潤(rùn)濕效果23-25
• 3.3.2 溫度對(duì)表面活性劑的影響25-26
• 3.4 課題意義與研究?jī)?nèi)容26-27
• 3.4.1 課題意義26
• 3.4.2 研究?jī)?nèi)容26-27
• 3.5 課題研究方法和研究路線27-30
• 3.5.1 研究方法27-28
• 3.5.2 研究路線28-30
• 第4章 有壓源下煤吸純水效果30-42
• 4.1 壓力試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)30-35
• 4.1.1 承壓筒設(shè)計(jì)圖30
• 4.1.2 承壓筒安全計(jì)算30-34
• 4.1.3 壓力試驗(yàn)系統(tǒng)34-35
• 4.2 試驗(yàn)方法35-39
• 4.2.1 煤樣制備35
• 4.2.2 試驗(yàn)步驟35-36
• 4.2.3 試驗(yàn)結(jié)果36-39
• 4.3 本章小結(jié)39-42
• 第5章 表面活性劑配方研究42-62
• 5.1 試驗(yàn)煤樣制備42-43
• 5.1.1 磨制煤粉42
• 5.1.2 壓制煤餅42-43
• 5.2 配制溶液43
• 5.3 篩選合適表面活性劑43-45
• 5.3.1 觀察溶液篩選43-44
• 5.3.2 浸潤(rùn)時(shí)間篩選44-45
• 5.4 煤樣臨界表面張力測(cè)定45-56
• 5.4.1 固體臨界表面張力45-47
• 5.4.2 表面張力及接觸角測(cè)量?jī)x器及使用方法47-51
• 5.4.3 煤樣臨界表面張力測(cè)定步驟51
• 5.4.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖表51-55
• 5.4.5 煤樣工業(yè)分析55-56
• 5.4.6 試驗(yàn)結(jié)果及分析56
• 5.5 表面活性劑配方研究56-60
• 5.5.1 單體表面活性劑研究56-58
• 5.5.2 兩種活性劑復(fù)配研究58
• 5.5.3 多種活性劑復(fù)配研究58-59
• 5.5.4 兩種活性劑復(fù)配詳細(xì)比例研究59-60
• 5.6 本章小結(jié)60-62
• 第6章 有壓源條件下煤吸活性劑配方溶液效果62-66
• 6.1 有壓源條件下煤吸活性劑配方溶液試驗(yàn)62
• 6.1.1 配方添加量的確定62
• 6.1.2 試驗(yàn)壓力的確定62
• 6.2 試驗(yàn)方法62-63
• 6.3 試驗(yàn)結(jié)果63-64
• 6.3.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)63-64
• 6.3.2 試驗(yàn)結(jié)論64
• 6.4 本章小結(jié)64-66
• 第7章 表面活性劑在煤層注水中的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用66-82
• 7.1 煤層注水參數(shù)優(yōu)化的研究66
• 7.2 煤層注水參數(shù)技術(shù)要求66-73
• 7.2.1 長(zhǎng)鉆孔注水66-69
• 7.2.2 短鉆孔注水69-71
• 7.2.3 深鉆孔注水71-73
• 7.3 煤層注水參數(shù)確定73-76
• 7.3.1 該礦地質(zhì)概況73
• 7.3.2 注水方式73-75
• 7.3.3 安全技術(shù)措施75-76
• 7.4 表面活性劑在煤層注水中的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用76-82
• 7.4.1 粉塵濃度的對(duì)比76-79
• 7.4.2 全水分的對(duì)比79-81
• 7.4.3 試驗(yàn)結(jié)論81-82
• 結(jié)論82-84
• 致謝84-85
• 參考文獻(xiàn)85-88
• 作者簡(jiǎn)介88-89
• 附錄：JFC 溶液表面張力和接觸角測(cè)量圖89-93

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4 李毅　陳洪瑞 李國(guó)芳;新巨龍公司:“三個(gè)保障”提升煤層注水質(zhì)量[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2014年

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