表面活性剂对低阶煤瓦斯放散性能影响的实验研究

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瓦斯浓度超限是瓦斯灾害发生的主要原因之一,表面活性剂溶液可增加润湿煤体的能力,进而影响煤体瓦斯放散性能,对预防工作面瓦斯浓度超限起到一定作用。因此,论文通过煤体瓦斯放散实验研究表面活性剂对瓦斯放散性能的影响规律,对预防采煤工作面瓦斯浓度超限及煤与瓦斯突出等有一定的意义。本文选取新疆硫磺沟煤矿4-5煤层煤样,通过煤的工业分析实验,测定了水分、灰分、挥发分和镜质组等基本参数;筛选出六种表面活性剂,测试其溶液的接触角和表面张力基本参数,计算出煤体表面的铺展系数、临界表面张力、黏附张力、黏附功和表面自由能等润湿性能参数,得出所选六种表面活性剂对煤体润湿性能的影响;利用自主研发的煤样瓦斯放散特性测定装置台,分别对复配与单一表面活性剂溶液处理煤样进行瓦斯放散特性测试实验,分析了表面活性剂对煤体瓦斯放散特性的影响规律;选取效果最明显的一组复配表面活性剂处理煤进行低温氮吸附实验,测试表面活性剂处理后煤样的孔隙结构变化,分析表面活性剂对煤体孔隙结构的影响规律;研究单一与复配表面活性剂在不同质量浓度时与煤体瓦斯放散量、放散速率和瓦斯扩散系数之间的关系,明确表面活性剂对瓦斯放散性能影响的机理。
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