低級(jí)無煙煤綜放工作面煤層注水基礎(chǔ)研究.pdf

1、煤層注水作為預(yù)防煤礦煤塵爆炸、瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出等多種災(zāi)害的較為有效的工業(yè)措施已成為業(yè)界共識(shí)，但是由于煤變質(zhì)程度和賦存條件千差萬別，必將使得煤層注水效果相差很大。一般來說，在無煙煤中注水效果很難取得較為理想的結(jié)果。 本文以晉城伯方3[＃]煤為例，首先測(cè)定了該煤層基本物理力學(xué)性質(zhì)、變質(zhì)程度、顯微煤巖組分、工業(yè)分析、元素分析、及表面潤濕性、孔隙特性和裂隙特性，在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過分析確定了該煤層注水困難的最主要原因是潤濕

2、性差以及孔隙中微小孔徑孔隙占據(jù)總孔容中較大比例。3[＃]煤上下層煤樣表面煤水接觸角平均為81.56°，幾乎不會(huì)產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象，屬潤濕性較差煤層。而孔隙孔徑分布測(cè)試結(jié)果也顯示3[＃]煤中大于10000(A)的大孔徑孔所占總孔容中的14.5％，小于50(A)的小孔徑孔所占孔容份額為36.17％，潤濕性差使得水很難進(jìn)入微小孔徑孔隙，而微小孔卻占了總孔容中的較大份額，所以總體上表現(xiàn)出吸水率低。針對(duì)3[＃]煤基本特性采用水中添加表面活性劑的方法改變

3、其潤濕性。添加表面活性劑可以降低3[＃]煤煤水接觸角，降低了水表面張力值，從而增大了毛細(xì)作用力，顯著地改善了3[＃]煤的潤濕性。實(shí)驗(yàn)選取添加不同數(shù)量的兩類表面活性劑，測(cè)定了添加表面活性劑溶液的表面張力值及其對(duì)煤水接觸角的改變，并做了添加有表面活性劑的水溶液對(duì)煤樣做浸泡對(duì)比試驗(yàn)，得出了滿足煤炭部關(guān)于煤層注水建議的水分增量值要求的表面活性劑添加量及其成本關(guān)系，確定了添加表面活性劑的類型和添加量。通過對(duì)3[＃]煤在沖擊載荷下的產(chǎn)塵特性及煤樣水