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国内刊号：11-2190/TD
国际刊号：0253-9993
发布日期:
作者：岳基伟, 王辰, 石必明, 王兆丰, 徐金林, 韩奇峻, 孙永鑫, 梁跃辉,
关键词：瓦斯压力, 煤层注水, 润湿, 表面张力, 煤水接触角,
煤层注水被广泛用于煤层瓦斯治理，其治理瓦斯的效果关键在于水分对含瓦斯煤体的润湿效果，然而高瓦斯煤层中瓦斯严重干扰着水分对煤体的润湿。为弄清瓦斯氛围下水分对煤体的润湿特性，采用自研的瓦斯氛围下煤–水接触角测试装备及自开发的瓦斯氛围下水的表面张力测试软件，研究了瓦斯氛围下煤–水界面润湿参数，阐释了瓦斯氛围下煤–水界面的润湿特性，并揭示了其影响机制。研究结果表明：瓦斯氛围下随着瓦斯压力的增加，水的表面张力、煤的表面能及黏附功逐渐减小，煤–水接触角及煤–水界面能逐渐增加，水对煤的润湿效果变差；基于煤的工业分析、元素分析及微光谱图分析，建立了无烟煤的分子结构模型，分子式为C99H54N2O3S，煤分子模型的桥碳比为0.61，其与13C-NMR谱图的桥碳比一致；瓦斯氛围下煤水微观润湿体系中，煤水交界面以下，水分子的相对浓度随着瓦斯压力的增大而减小；煤水交界面以上，瓦斯压力越大，水分子相对浓度峰值越大；瓦斯氛围下煤水微观润湿体系中，随着瓦斯压力的增加，水分子的吸附程度减弱，煤中瓦斯被置换的程度减小，甲烷分子的扩散系数减小，水分子分散程度增加，聚集程度减弱，水分子的扩散系数增加。
来源：2024年第10期
《煤炭学报》期刊编辑部
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