基于LNMR的表面活性剂对高阶煤孔隙润湿效果研究

作     者：杨明 张涛 张学博 徐靖 韩龙祥 马骥 YANG Ming;ZHANG Tao;ZHANG Xuebo;XU Jing;HAN Longxiang;MA Ji

作者机构：河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003 煤炭−安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454003 煤矿灾害防治教育部重点实验室河南焦作454003 瓦斯地质与瓦斯治理省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454003 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2023年第51卷第S2期

页      面：111-120页

核心收录：

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52274186,52274187) 河南省高校基本科研业务费专项资金资助项目(NSFRF200317) 

主　　题：高阶煤 孔隙润湿 核磁共振 表面活性剂 微小孔 

摘      要：高阶煤微小孔发育但具有弱吸水性的特征。从微小孔隙角度出发研究不同类型表面活性剂对高阶煤润湿性的改善效果,对高阶煤防尘降尘具有重要意义。以山西赵庄矿、贵州糯东矿高阶煤为研究对象,利用低场核磁共振测定系统(LNMR),开展煤样沉降试验、煤样-溶液渗吸孔隙水分布测定试验,分析表面活性剂溶液在不同复配比例条件下对高阶煤样的微小孔隙润湿性改善规律。结果表明:8种表面活性剂单体溶液沉降中,煤样在表面活性剂溶液中的沉降速率随着质量分数的增加逐步增加,在质量分数0.5%时各溶液的煤样沉降速率趋于平衡,其中曲拉通X-100(X-100)、脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC-U)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的沉降效果较其他表面活性剂溶液要快。基于低场核磁共振试验T^(2)谱煤样润湿双定量评价方法,研究发现3种优选的表面活性剂溶液在质量分数均为0.5%的条件下,采取体积比为1∶1、1∶2、2∶1的复配方式时,复配溶液对高阶煤微小孔隙润湿性均起到了协同增效作用,且复配表面活性剂溶液的润湿改善效果均高于表面活性剂单体溶液;非离子表面活性剂JFC-U溶液与阴离子表面活性剂SDBS溶液进行体积比为2∶1复配时对于改善高阶煤润湿的效果较为明显;非离子型与非离子型表面活性剂的复配溶液中,复配表面活性剂溶液对煤样的润湿改善效果与JFC-U的含量呈正相关。研究结果可为煤矿湿式防尘时表面活性剂类型的选取以及煤样润湿性的研究方法提供参考。