煤层注水中添加粘尘棒降尘试验

提出了在煤层注水钻孔中,添加具有降低注水表面张力和防止水分蒸发双重功效的粘尘棒,提高注水效果的新方法。测定了不同注水方法润湿媒体的效果;分别采用浸润法和壁刻槽法测定了粘尘棒防蒸发性能;进行了普通注水与添加粉地棒注水降尘的对比试验。研究结果表明,注水时添加粉尘棒不仅可以有效地防止注入水分的蒸发,而且还可大幅提高煤层注水的降尘效果。     

应用渗透棒提高煤层注水综合效果的试验研究

为降低综采工作面空气粉尘浓度,减小粉尘对矿工及设备的危害,在阳泉二矿81201工作面开展渗透棒注水试验。通过渗透棒性能测试实验和渗透棒注水试验研究,分析渗透棒的性能及其注水效果。结果表明:渗透棒具有较强的抗蒸发能力、润湿保湿能力;渗透棒注水后,工作面主要生产工序处的降尘效率均在80%以上,较普通注水提高30%以上;煤体润湿半径达20 m以上,是普通注水的2～3倍,可减少注水钻孔数50%以上;渗透棒注水后,煤体失水率降低2～5倍,注水速度可提高50%以上,说明添加渗透棒能提高水的润湿能力,拓展注水润湿范围,改善注水效果,为类似条件下煤层注水提高降尘效果提供参考。     

深井低空隙率煤层注水技术研究与实践

通过对千米深井低空隙率煤层注水方式的研究,确定了适合3上煤层的注水参数、注水设备和注水工艺;研究了表面活性剂浓度与表面张力大小之间的关系、接触角与润湿效果之随的关系;确定了适合唐口煤矿的表面活性剂为0．2％～0．3％的石油磺酸钠。对1302综采工作面煤层注水后,全尘和呼吸性粉尘的沉降效率达到20％以上,取得了较好的效果。     

应用渗透棒提高煤层注水效果研究

从煤化学角度对煤层注水机理进行基础研究与实验,对影响注水因素进行了综合分析,提出了煤层注水机理的理论模型和完善的煤体孔隙表面润湿机理。通过大量的正交复配试验研制出了具有使用方便、性能良好的注水用渗透棒,并提出了简单易行的渗透棒生产工艺。淮北矿业集团现场实践证明,采用在煤层注水中添加渗透棒较好解决了煤层注水工艺中注水量少,降尘率低等问题,具有良好的推广应用前景。     

山西襄矿集团上良煤业3303综采面注水防尘技术研究

在上良煤业3303工作面进行了注水防尘试验,并对注水后的润湿效果和降尘效果进行了考察分析,分析结果表明,降尘率超过80%,添加润湿剂后,煤层注水降生效果非常显著.     

浅谈高压浅孔煤层注水工艺

煤层注水工艺是有效控制矿井生产煤层产尘量,提高矿井抗灾能力的有效措施,在我国已初见成效。原普通注水工艺存在着可操作性低、效果差、工艺复杂等问题,而高压浅孔注水工艺能大大降低产尘量,使综合防尘效果、职业病防治得到彻底改善。     

磁化水的理化特性及其煤层注水增注机制

为了提高煤层注水的效果,采用理论分析的方法,研究了磁化水的理化特性和进行煤层注水时的增注机制.结果表明,磁化水的水分子链(团)中的氢键会发生弯曲和局部断裂,水分子间的引力常数变小,水分子得到活化,导致水的表面张力降低,加大了煤体对水分子的吸附能力,提高了煤体的润湿效果;水的粘度系数的降低,加快了水在煤体中的渗流速度,提高了水在煤体中的渗透率.分析表明,磁化水在煤层注水方面的应用具有良好的应用前景.     

综放工作面注水降尘技术

赵庄二号井开采的3#煤层为厚煤层,选用的是综采放顶煤采煤方法,生产过程中粉尘浓度较大,传统的喷雾降尘方法不能够满足现场降尘的需要.为了进一步降低工作面粉尘浓度,改善工作面劳动环境,为创建安全、高效型矿井提供良好的生产条件,文中针对3#煤层孔隙率小、渗透性低、润湿性差等特征,采用混合注水方式进行煤层注水降尘技术分析研究及现场试验.分别从钻孔布置方式、注水封孔工艺、注水工艺及参数和降尘效果等方面进行了阐述,分析了煤层注水对工作面超前支承压力的影响变化,并提出了添加烷基酚聚氧乙烯醚TX-10表面活性剂改善煤体润湿性,增强了煤层注水润湿效果.结果表明,实施注水工艺技术后,煤层水分平均增量为1.61％,全尘平均降尘率达58.71％,呼尘平均降尘率为57.34％,大幅度降低了工作面粉尘浓度;添加润湿剂后,增加了钻孔注水量,缩短了注水时间,扩大了润湿范围,改善了注水效果.实践证明,该套注水降尘工艺用于综放工作面降尘是切实可行的.     

煤层注水降低综采工作面粉尘浓度的研究

通过对煤层注水减尘原理和煤层注水方式的研究,分析钱家营矿以煤层注水为工作面综合防尘措施,提出以煤层注水为工作面综合防尘的主要手段,采取先进的打钻、封孔、注水等方法,可提高煤层注水效果,从而有效的降低工作面煤尘浓度,改善工作面作业环境.     

含有机溶剂的水滴在不同固体壁面润湿性的分子动力学

采用分子动力学方法对液滴在固体壁面上的润湿行为进行模拟计算,分析了不同含量溶剂的水滴在硅表面和碳表面的润湿行为,以及液滴在硅表面和碳表面的张力和两者之间相互作用能。结果表明:随着液滴中有机溶剂质量分数的增大,液体的表面张力随之减小,液滴与固体壁面之间的相互作用能增加,接触角随之减小;改变固体表面材料也可改变液滴与固体壁面之间的作用能,亲水表面上液滴与固体壁面之间的相互作用能较大,固体表面对液滴的吸引力较强,使得液滴在表面上的接触角减小,液滴在固体表面的润湿性能液滴增强。温度升高导致表面张力减小,但表面张力变化较小,因此接触角几乎不变。     

表面自由能模型的改进及液滴浸润数值研究

通过优化极值点位置,对表面自由能模型进行了研究和改进,改进后的模型解决了原模型中表面粒子聚集和液滴形状畸变的问题.采用移动粒子半隐式法(MPS)结合改进后的表面自由能模型,对受表面张力作用的自由面运动问题进行了研究和分析.研究了包括气液、固液和不互溶液液界面在内的表面张力收缩和液滴浸润过程,并提取了接触角及浸润面积等特征量进行分析.数值计算结果与理论分析结果吻合较好,从结果中可以明显观察到固液浸润过程的3个发展阶段,浸润速度随时间递减且与浸润接触角成反比.研究结果验证了MPS方法结合改进后的表面自由能模型可以更加有效、准确地模拟多界面张力的作用.     

磁化水在煤层注水中的应用

为了防止煤与瓦斯突出、冲击矿压等灾害,预防自然发火等,探讨了磁化水的性质、磁场作用机理及磁技术在煤层注水方面的应用前景。研究结果表明,必须在合适的磁场作用下水的表面张力才能降低到最小;磁处理后,可以明显减少水中某些元素,这对于减少矿井水对管道的腐蚀具有重要意义：磁化水能够增加煤岩体的饱和吸水量,增加水在煤岩介质中的渗透性。磁场作用机理主要表现在可以使水分子缔合体分解成为单分子水或较小的缔合水分子,使水分子键长、键角加大,使水的活性增加、黏性降低。磁化水在煤层注水方面具有良好的应用前景。     

超亲水薄膜表面接触角的高精度测量

 作为极端润湿表面的一种,超亲水薄膜表面由于具有自清洁、防雾、防腐蚀等特性,成为现代工业、城市建设等领域的研究重点之一。界定极端润湿表面的一种方法为接触角的测量,因此获得更高精度的接触角对极端润湿表面工程具有重要意义。讨论了在超亲水薄膜表面提高接触角精度的3种算法,包括量高法、圆拟合法及椭圆拟合法,结果显示接触角在接近0°时通过圆拟合算法能够提高计算精度。     

煤样试片制备方法对煤水接触角测定影响分析

在分析研磨法制备煤样测定煤水接触角优缺点的基础上,采用压制煤样试片制备方法,压制了两组具有光滑表面的煤样试片.利用FTA-200新型动态接触角分析仪分别在两组煤样试片表面测定了其接触角,并对测定结果的标准差数值分析,结果表明:在压制煤样试片上测得的接触角比较准确,工作量小,可重复性好.     

低渗透煤层注入超临界二氧化碳渗透性试验研究

为了提高低渗透煤层中煤层气的采收率,利用煤岩体典型的双重介质结构特征和超临界CO2具有表面张力为零、粘度低、扩散度和溶解能力强的特性,对超临界CO2注入低渗透煤层煤样的渗透性规律进行试验研究。结果表明：在超临界状态下,煤样渗透率和渗透系数均随有效体积应力的增大呈负指数递减;渗透率随孔隙压力的增大呈指数变化规律,趋势受粘度和孔隙压力之间关系的影响;渗透系数随孔隙压力的增加呈正指数递增规律;渗透率和渗透系数均随温度的升高呈负指数降低规律。此外,在注入超临界二氧化碳后,煤样的宏观和微观上均发现大量网状裂隙带和孔隙带,对提高低渗透煤层渗透性具有良好的效果。     

基于格子玻尔兹曼的润湿性对降压效果的研究

改变油藏润湿性和降低油水界面张力是解决低渗/特低渗油田注水压力高问题的有效方法。而室内驱替实验时,表面活性剂浓度不仅影响油水界面张力,还会影响岩石表面润湿性能,无法准确评价表面活性剂的润湿性能对降压效果的影响。格子Boltzmann方法通过控制流体和固体间作用参数能够独立控制界面张力大小,并能够模拟任意接触角变化。因此,基于格子Boltzmann方法,应用二维平板模型,考虑粗糙表面,设置微观梯形结构,研究了毛管数、邦德数及黏度比等不同无量纲数条件下润湿性改变对降压率的影响。结果表明,毛管数越小,邦德数越大、黏度比越大、接触角越小,降压率越高、降压效果越明显;接触角存在一个最佳范围,超过此范围继续降低接触角,降压效果不明显;对于多孔介质,改变润湿性对降压率影响比单通道更加明显。     

一种新型浮选促进剂的研究

借助润湿热、接触角的测定及工外吸收光谱分析手段，对加入MO浮选促进剂的柴油与煤样的作用机理进行了研究分析，建立了MO药剂在煤表面的吸收模型，阐释了浮选促进剂能显著改善浮选效果的机理。     

表面活性剂与PTFE涂层结构对润湿性的影响

以粗糙的超疏水聚四氟乙烯(PTFE)涂层为基体,研究表面活性剂的加入对溶液在粗糙PTFE涂层表面润湿性的影响.利用粗糙PTFE涂层表面Cassie方程计算和原子力显微镜(AFM)对表面活性剂分子在涂层表面的形貌进行表征.结果表明,在低表面张力范围内表面活性剂溶液不能润湿粗糙的超疏水PTFE涂层,而具有相似表面张力的有机溶剂可以润湿涂层表面.表面活性剂溶液与粗糙PTFE涂层表面接触时的空气分率始终维持在0.5以上,溶液不能完全进入PTFE粗糙结构,这点是导致低表面张力的表面活性剂溶液在粗糙PTFE涂层上不能润湿的原因.