添加螯合剂煤层注水防治冲击地压灾害研究

发布时间：2023-03-27 02:13

　　冲击地压是一种破坏性极强的环境地质灾害,而煤层注水技术可以改变煤的物理力学性质及热力学性质,驱替煤中的瓦斯,防治煤矿冲击地压及瓦斯突出,同时又能降低煤尘,是最积极、有效的防治煤矿灾害的措施之一。在现场工程实践过程中发现,大多数煤矿的煤润湿性差严重影响现场注水效果,通常煤矿会采用添加表面活性剂来提高煤层的注水效果。但是随着开采深度的增加,在高地应力作用下,煤层矿物质胶结密实,堵塞孔喉,损害储层渗透性,导致煤层出现“强吸附、低渗透”的特征,严重影响煤层注水效果,而添加表面活性剂来提高深部开采煤层的注水的效果已经不显著。煤中矿物质是影响煤体物理力学性质与渗透性的关键因素之一,螯合剂因其与矿物质的特殊作用可以作为添加剂应用到煤层注水技术当中,实现煤矿冲击地压的高效防治。本文选用亚氨基二琥珀酸四钠(IDS)作为注水添加剂,研究IDS作用后煤物理力学性质及煤中矿物元素变化规律。实验结果表明IDS可以将煤中的矿物质解络下来,由不溶态转变为可溶态。随着IDS浓度的增加,溶液中矿物质离子的浸出浓度增加。矿物质解络后改变了煤的孔隙结构,使原本处于封闭状态的孔隙被打通,从而增加煤的渗透性。同时矿物质溶解后煤...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 问题的提出
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 煤层注水研究现状
        1.2.2 螯合剂研究现状
    1.3 研究主要内容与技术路线
        1.3.1 研究主要内容
        1.3.2 技术路线
第2章 平煤十一矿工作面简介
    2.1 井田地质构造
    2.2 工作面概况简介
        2.2.1 工作面位置
        2.2.2 工作面地质构造
    2.3 工作面注水效果评价
    2.4 小结
第3章 煤与螯合剂的特性分析
    3.1 材料与方法
    3.2 煤样物理特性分析
    3.3 煤的化学特性分析
        3.3.1 煤中矿物质简介
        3.3.2 煤中矿物质赋存状态分析
        3.3.3 煤中矿物质元素赋存状态分析
    3.4 添加剂的特性分析
        3.4.1 十一矿注水效果差原因分析
        3.4.2 螯合剂的选择
        3.4.3 螯合剂作用机理
    3.5 小结
第4章 螯合剂作用下煤中矿物质常量元素溶解规律
    4.1 材料与方法
    4.2 煤中可溶常量元素含量变化分析
    4.3 溶液中矿物质常量元素溶解的影响因素
        4.3.1 固液比对矿物质元素溶解的影响
        4.3.2 浸泡时间对矿物质元素溶解的影响
        4.3.3 螯合剂浓度对矿物质元素溶解的影响
        4.3.4 螯合剂pH值对矿物质元素溶解的影响
        4.3.5 其他影响因素
    4.4 小结
第5章 螯合剂作用下煤的孔隙结构变化特征
    5.1 材料与实验
    5.2 螯合剂作用后煤样表面结构变化特征分析
    5.3 螯合剂作用后煤体内部孔隙结构变化规律
        5.3.1 孔隙形态分析
        5.3.2 孔容变化特征
        5.3.3 孔径分布变化特征
        5.3.4 比表面积变化特征
    5.4 螯合剂作用后煤样含水率的变化情况
    5.5 小结
第6章 螯合剂对煤层性质的影响
    6.1 材料与方法
    6.2 螯合剂煤层冲击倾向性指标变化规律
        6.2.1 弹性能指数变化规律
        6.2.2 冲击能指数变化规律
        6.2.3 单轴抗压强度变化规律
    6.3 螯合剂作用后煤样的冲击倾向性变化机理
    6.4 巷道冲击地压的理论分析
    6.5 煤炭绿色利用的变化特征
    6.6 小结
第7章 煤层注水试验设计
    7.1 工作面简介
    7.2 注水参数设计
    7.3 小结
第8章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况



本文编号：3772174