低級無煙煤綜放工作面煤層注水基礎研究.pdf

1、煤層注水作為預防煤礦煤塵爆炸、瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出等多種災害的較為有效的工業(yè)措施已成為業(yè)界共識，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，首先測定了該煤層基本物理力學性質(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，在大量實驗數(shù)據(jù)的基礎上，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°，幾乎不會產(chǎn)生毛細現(xiàn)象，屬潤濕性較差煤層。而孔隙孔徑分布測試結(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，從而增大了毛細作用力，顯著地改善了3[＃]煤的潤濕性。實驗選取添加不同數(shù)量的兩類表面活性劑，測定了添加表面活性劑溶液的表面張力值及其對煤水接觸角的改變，并做了添加有表面活性劑的水溶液對煤樣做浸泡對比試驗，得出了滿足煤炭部關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系，確定了添加表面活性劑的類型和添加量。通過對3[＃]煤在沖擊載荷下的產(chǎn)塵特性及煤樣水