高家堡礦井煤層軟化技術(shù)研究.pdf

1、煤層注水是有效預(yù)防煤與瓦斯突出、煤塵爆炸等礦難事故的一項(xiàng)重要措施。但是由于煤自身的成因、構(gòu)成組分、變質(zhì)程度、裂隙發(fā)育等因素不同，致使各礦井煤層注水施工及注水效果差異很大，因此研究不同礦區(qū)煤層注水技術(shù)十分必要。
　　本論文以高家堡礦井煤為研究對象，通過測定煤的理化性質(zhì)，推測該煤層注水困難的主要影響因素是水與煤表面潤濕效果差及煤中微小孔隙含量偏高。借助于文獻(xiàn)資料和測試結(jié)果綜合分析，作者認(rèn)為若在水中加入表面活性物質(zhì)以降低水的表面張力，可

2、提高水溶液在煤層中的擴(kuò)散速度，最終達(dá)軟化煤層的目的。
　　實(shí)驗(yàn)初選了陰離子表面活性劑SAS、SDBS、肥皂、快T和非離子表面活性劑JFC、OP-10。根據(jù)其水溶液的表面張力、與煤接觸角和對煤粉潤濕性測試結(jié)果，篩選出4個(gè)表面活性劑分別是快T、SAS、JFC和OP-10作為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)藥劑。分別測定各單一表面活性劑溶液對煤的潤濕性能，并將優(yōu)選的表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，得到性能更優(yōu)的復(fù)配型表面活性劑：即快T與JFC，當(dāng)質(zhì)量濃度為0.01

3、％，體積比為1:4，其表面張力值31.37mN/m，與煤片接觸角為42.01°，在煤中的滲透速率為0.022cm/min。
　　通過對煤單軸抗壓強(qiáng)度和顯微硬度的測試，進(jìn)一步驗(yàn)證了表面活性劑溶液的軟化效果，結(jié)果是：水浸前后煤柱抗壓強(qiáng)度從30.08MPa降低到26.00MPa，軟化系數(shù)為0.84；溶液浸泡后抗壓強(qiáng)度降低到23.12MPa，軟化系數(shù)為0.77。煤柱水浸泡前后顯微硬度從28.62N/mm2降低到23.85N/mm2，下降了