煤质特征对煤岩表面润湿性的影响研究

在煤层气的产出过程中,煤岩的润湿性控制着孔隙中气、水的分布,决定着岩石孔道中毛管力的大小和方向,影响煤层微粒的运移。通过测试煤岩的煤质特征和煤岩表面的润湿性,分析了煤岩的灰分、挥发分、水分、固定碳含量对煤岩表面润湿性的影响规律。研究认为:随着煤的灰分、固定碳含量的增加,接触角减小,煤岩中水分含量越大,煤岩表面越容易被润湿,而挥发分对煤岩的润湿性影响较小。     

煤层气的储层特征及其对煤层气解吸的影响

煤层既是煤层气的源岩又是储集层,煤层气从煤层中的解吸受众多因素影响,其中煤层的储层特征就是其重要影响因素之一。文中从煤储层的孔隙结构特征、渗透性、储层压力、埋藏深度、温度、水分、煤阶和煤岩显微组分等方面,分析了它们对煤层气从煤中解吸的影响,力求为煤层气解吸机理研究和煤层气开采提供一定的理论支持。     

煤质特征对煤岩表面润湿性的影响研究

在煤层气的产出过程中,煤岩的润湿性对煤岩孔隙中气和水的分布有较大的影响:控制着煤岩裂隙中毛管力的大小和方向,同时对煤岩微粒的运移有一定的作用。通过测试煤岩的煤质特征和煤岩表面的润湿性,分析了煤岩的灰分、挥发分、水分、固定碳含量对煤岩表面润湿性的影响规律。研究认为:随着煤的灰分、固定碳含量的增加,接触角减小,煤岩中水分含量越大,煤岩表面越容易被润湿,而挥发分对煤岩的润湿性影响较小。     

乌鲁木齐河东-河西矿区煤层气含量影响因素分析

结合煤层气含量及气成分的实际测量,通过含气量及气成分平面及纵向分布特征及变化规律研究,从镜质体反射率、煤层埋深、地温梯度、煤岩组分等方面,进行乌鲁木齐河东-河西矿区煤层气含量影响因素分析.结果表明,本区煤层气含量的主要影响因素包括煤层埋藏深度、煤级及煤岩显微组分.由于煤层埋深、煤变质程度较低,煤岩显微组分主要以镜质组为主,表现为煤层气含量不足,不具备有效的煤层气开采条件,但同时也不足以影响煤层的开采.     

胡底井田15号煤层气储层物性及特征分析

文章从煤层与煤岩、煤层含气性、煤层渗透性、煤储层压力及煤的吸附特性等方面分析了胡底井田内15号煤层的煤层气储层物性及特征。结果得出:15号煤层的煤层气储层物性良好,对煤层气的勘探开发较有利,对后期煤层气开发亦具有一定指导意义。     

黔西地区煤层含气量主控因素解析

黔西煤层气储量丰富,同时成煤期地质条件复杂,不同区域煤层含气量差异较大,对煤层气含量差异因素研究有重要意义.通过对黔西煤层及煤层地质条件的研究,认为影响黔西煤层气含量的主控因素是煤层埋深、煤岩煤质、煤层分化带埋深和煤层厚度.并对以上主控因素与黔西煤层含气量的相关关系进行了研究,煤层含气量与埋深、煤阶、煤层厚度成正相关关系.     

煤层气洗井中煤粉分散剂对煤岩的影响

为了综合优选煤层气洗井液中煤粉分散剂,采用韩城矿区太原组11号煤及不同类型的阴离子分散剂,从分散剂对煤粉悬浮性、煤岩表面性质以及分散剂溶液进入煤储层的影响角度出发,开展了不同分散剂对煤粉分散稳定性、润湿性及分散剂进入煤岩中伤害的实验,探究了不同煤粉分散剂对煤岩的影响。研究结果表明,粒径300μm的贫煤煤粉在水中分散稳定性差,添加分散剂有助于提高煤粉的分散稳定性。综合不同分散剂溶液的表面张力、溶液在煤表面的接触角、铺展系数和黏附功的分析,不同分散剂对煤粉润湿程度不同,质量浓度为2 g/L的SDS溶液对煤粉表面的润湿性最好。不同分散剂溶液进入煤岩样品,煤岩样品的渗透率均发生变化,且存在水锁效应,渗透率损害程度表现为SDSCMNSN。随毛细管力的增加,分散剂溶液对煤储层的渗透率损害程度增大。针对韩城区块,在煤层气洗井液中加入SDS分散剂可使煤粉更易排出,同时也会对煤岩渗透率产生一定的伤害。因此,在洗井过程中,应保持井底流压稳定,尽量避免分散剂溶液进入近井地带的煤储层中。     

沁水盆地煤储层渗透性影响因素研究

渗透率是评价煤储层渗透性的重要参数，通过对沁水盆地煤储层渗透性影响因素的研究，认为渗透率取决于煤层裂隙特别是煤层割理的发育情况，同时煤级控制了煤层割理的发育，后期方解石等地下流体的充填作用对煤储层割理渗透性产生严重的负面影响，而煤岩成分、煤相、矿物质等因素对割理渗透性的作用有限；有效应力、煤层埋深与渗透率呈负指数关系；随着煤层气的开采煤基质的收缩作用增大了煤层渗透性。     

韩城矿区煤层气富集的影响因素剖析

本文以深入剖析煤层气富集的主控因素为切入点,充分利用和挖掘煤岩心化验分析、测录井、地震及排采动态等资料,从构造、沉积、煤岩变质、煤层顶底板沉积相组合及水文地质条件等方面入手,通过深入、系统地解剖影响煤层气富集的各个地质因素,查明研究区煤层气富集受多种因素的影响.     

赵石畔井田煤层气赋存特征分析

煤层气赋存特征研究,对煤层气的开发利用具有非常重要的意义。依据赵石畔井田煤炭资源勘查获得的地层、构造、煤层、煤质、煤层气等成果,通过对3#煤层地质特征、煤储层特征及煤层含气性的研究,结合3#煤层显微煤岩鉴定结果、煤的镜质组反射率、煤层含气量、等温吸附曲线、含气饱和度等参数,计算得到临界解吸压力及地解比。分析认为,3#煤层含气量低,属低饱和气藏,低地解比区,不利于煤层气勘查和独立气田开采,宜结合矿井生产进行抽采。     

基于主成分分析法的松软煤体煤尘润湿特性研究

矿井煤层产尘与煤体坚硬程度密切相关,而深部含瓦斯煤体往往呈现松软煤层的特征,为了研究松软煤层煤体润湿性的影响因素,以对粉化松软煤体产尘进行治理,以衡量煤样润湿性强弱和评价粉尘灾害的重要指标接触角为主线,从淮北煤田7个突出矿井选取了7种松软程度不同的煤样进行煤-水接触角测定,通过工业分析、煤与瓦斯基础参数测定、孔隙结构测定和红外光谱定量分析试验,采用主成分分析法系统探讨了松软煤体煤尘的润湿特性和主要控制因素。研究结果表明:松软煤体的润湿性主要取决于煤的灰分、水分、孔容、比表面积、坚固性系数、羟基含量,且影响程度依次减弱;其中灰分、水分、孔容、比表面积、羟基含量与接触角成负相关,是煤的亲水因素,而坚固性系数与接触角呈正相关,是煤的疏水因素;煤体强度越低,煤体越松软,煤-水接触角越小,煤的表面润湿性越好;通过主成分多元回归分析方法的结果得出灰分与煤-水接触角的相关程度最高,是煤表面润湿性的主控因素;瓦斯在煤层赋存过程中影响煤体的强度,瓦斯的吸附、放散作用促进原生裂纹的开裂和新生裂纹的产生,导致煤体物理化学性质的改变,间接影响了煤的润湿性。     

煤尘微细观润湿特性及抑尘剂研发初探——以平顶山矿区为例

煤矿开采逐渐向深部延伸,深部开采条件下煤尘灾害频发,防控难度高,除尘机理与技术仍然是深部开采科学高效除尘基础研究的难点与重点之一。以平顶山矿区丁、戊、己、庚4组煤层采集的原煤为研究对象,联合多种煤尘物理化学性质测试(工业分析,XRD,BET,SEM,FT-IR)、分子动力学模拟等手段,系统采用基础物性特征分析、润湿特性多因素影响探讨、分子层面润湿机理探索、抑尘剂改性讨论的研究思路,开展了基于煤尘微细观结构特征的除尘机理探索及新型抑尘剂研发初探。研究表明:平顶山矿区丁戊己庚4组煤层典型煤尘的润湿性大小顺序为戊>丁>庚>己,煤中有机质质量分数、水分质量分数、灰分质量分数、无机矿物成分质量分数、比表面积、含氧官能团等指标的显著差异将对煤尘润湿性能产生显著影响,比表面积、石英质量分数、羟基和醚键数量越多,润湿性越好,固定碳质量分数越高,润湿性越差。联合煤的红外光谱分析和分子动力学模拟,根据平顶山矿区煤尘亲水官能团特征,研究了水分子在不同数量羟基和醚键修饰的煤表面吸附过程,进一步揭示了煤尘润湿性能的强关联因素,表面羟基数量正相关于吸附水分子能力,而煤尘醚键数量对于吸附水分子能力存在极大值。基于煤尘微细观特征对其润湿性的影响机制,考察了3种非离子表面活性剂对4组煤尘的润湿除尘特性,基于表面活性剂分子结构对煤尘润湿的作用机理,针对平煤矿区煤尘提出了引入芳香环结构实现新型抑尘剂改性的解决思路。     

基于多元逐步回归的煤尘润湿性研究

煤尘的润湿性是影响煤矿湿式除尘的关键因素,受到多种物理化学因素的影响,且各影响因素间存在多重共线性。鉴于多元逐步回归在克服多变量多重共线性的优良有效性,利用SPSS软件,采用多元逐步回归的方法研究了煤尘的工业分析、元素分析、表面含氧官能团含量等因素对煤尘润湿性的影响。研究结果表明,影响煤尘润湿性的主要因素是煤尘表面的酚羟基含量和煤尘中固定碳含量,最优回归方程为θ=35.042-10.780[酚羟基]+0.859Wad(FC),最优回归方程的复相关系数为0.943,拟合优度较高,回归效果较好。     

不同变质程度煤尘的润湿性影响因素研究

为深入研究变质程度对煤表面润湿性的影响机理,选取了2种变质程度不同的煤样:褐煤和无烟煤。煤的润湿性与其结构有着密不可分的关系。利用FEI INSPECT F50场发射扫描电子显微镜对煤尘的表面形貌进行了观察;利用Bruker TENSOR27红外光谱仪分析可以在不破坏煤的原有结构的情况下更真实地反映其结构。通过煤尘的元素分析、红外光谱实验分析、SEM分析,研究不同变质程度煤的亲疏水性能。研究成果可为配制抑制煤尘配方提供依据。     

SDS溶液改变无烟煤润湿性与冲击产尘粒径分布的实验研究

为了提高无烟煤层注水效果,采用不同浓度的十二烷基硫酸钠(SDS)溶液对无烟煤样进行了浸泡改性,并对浸泡改性前后煤样的表面基团、煤/水动态接触角、自然吸水率以及冲击产尘粒径分布规律进行了测试和分析。结果表明:SDS溶液浸泡改性使无烟煤样润湿性增强,煤/水动态接触角随SDS溶液浓度的增加呈指数规律降低;改性煤样的自然吸水率随着SDS溶液浓度的增加呈指数规律增加。自然煤样和改性煤样在饱水状态下的冲击破碎产尘粒径-质量分布具有分形特征,煤样的自然饱水率越高,受冲击产尘粒径-质量分布的分形维数越小;随着SDS溶液浓度的增大,其改性煤样的冲击产尘粒径-质量分布分形维数减小,即产生的微细粉尘总量减少。     

Study on coal dust wettability measurement using cold briquetting technique

Quantitatively-measuring of coal dust wettability is essential for the R/D of chemical coal dust suppressants in the field of dust control with wetting-agent-added water. Analysed the causes which in present lab testing of coal dust wettability cause out-comes’ low repeat rate and poor consistency with coal dust suppression practices in fields, and investigated the influence of different briquetting pressure (from 0 to 6.5×10⁸ Pa) on the wet behavior of coal dust as a new way to evaluate quantitatively coal dust wettability. The study shows that there is a fairly high coincidence between the coal dust wettability data measured by briquetting technique and the results gained from the lab dust suppression tests using an apparatus MCYZ. Supported by the National Natural Science Foundation of China (90210014)     

煤尘抑尘剂的润湿性能研究

选取3种煤粉作为研究对象,分别对7种不同抑尘剂的润湿性能进行了测试。基于煤粉成分、粒径分析结果,结合抑尘剂电动电位、表面张力性能,通过抑尘剂在煤粉表面的接触角和正向渗透实验研究了抑尘剂对煤粉润湿性的影响。结果表明,抑尘剂在煤粉表面的接触角与煤粉的灰分成反比;抑尘剂溶液的表面张力、液—固之间的界面张力共同影响抑尘剂在煤粉表面的润湿能力;抑尘剂对不同粒径煤粉的渗透性能提升有较大差异,电动电位较小的抑尘剂能够有效改善较小粒径煤尘的表面润湿性。     

煤体内裂隙对润湿性能差的煤层注水效果的影响

煤体注水的好处很多,但是不同煤质会对注水效果造成不同的影响。以乌海能源公司平沟煤矿16#煤层为例,对润湿性能较差的煤体,运用分形几何的方法,有针对性地对煤体内裂隙进行研究,找出煤层注水困难的主要原因,认为该矿16#煤层基本可以满足煤体注水的要求。     

气泡在煤炭表面的碰撞和粘附过程

煤泥浮选中,煤的可浮性与其表面润湿性质密切相关,选用表面润湿性差异较大的褐煤和焦煤为对象,研究气泡与煤炭表面碰撞过程中的三相接触周边的形成过程。分析了两种煤炭界面性质的差异,并采用I-SPEED 3高速动态摄像机记录并分析气泡与煤炭表面碰撞和黏附的微观过程。结果表明,在一定的碰撞速度条件下,气泡和煤炭表面要经过“接触-弹回-再接触”的数次碰撞过程,并最终形成气液固三相接触周边。焦煤表面与气泡经过2次碰撞后形成的铺展面积为8.2 mm2,而褐煤表面的三相接触周边形成之前经过了3次碰撞,且气泡在其表面的最终铺展面积为4.6 mm2。煤炭表面的接触角越大,三相接触周边形成的时间就越短,气泡在煤炭表面的铺展面积也越大,这从微观角度验证了浮选过程中煤炭表面疏水性对气泡矿化过程的影响。     

瓦斯氛围下煤水固液接触特征

为了探明瓦斯氛围下煤水固液接触机制,搭建了瓦斯氛围下煤水润湿角测试系统,测试了CZ(山西成庄矿无烟煤)及DW(陕西大湾矿烟煤)2种煤样在不同甲烷及氦气压力条件下的润湿角变化,结合煤表面形貌测试、低压CO2吸附试验及XRD试验分析了瓦斯氛围下煤水接触角的变化规律.结果 表明,随着气体压力的增加,煤润湿角逐渐增加,但在吸附...