多因素影响表面活性剂喷淋煤体抑制瓦斯解吸实验研究

采动条件下,煤矿采煤工作面原始应力的改变在不同程度上加剧了原始吸附态瓦斯的解吸和游离态瓦斯的扩散与渗流,引发瓦斯超限等影响煤矿安全生产的事故隐患。为有效降低煤矿工作面局部瓦斯浓度,采用向特定高浓度瓦斯区喷淋表面活性剂的方式抑制瓦斯解吸,模拟了煤矿井下喷淋表面活性剂溶液抑制瓦斯解吸的工况,研究在通风条件下,表面活性剂溶液的质量分数和煤体粒径对瓦斯解吸的影响,揭示了实际煤尘环境下喷淋表面活性剂对不同粒度煤体瓦斯解吸的抑制效果;根据井下可能存在瓦斯超限的工作面概况,自主研发了表面活性剂喷淋煤体抑制瓦斯解吸实验台,经表面张力和沉降实验测定优选了润湿性能较好的溶液进行不同表面活性剂溶液质量分数和煤体粒径对瓦斯解吸的影响实验研究。研究结果表明:当表面活性剂溶液质量分数达到0.40%时,5种溶液中辛癸基葡萄糖苷APG溶液的临界表面张力为26.96 mN/m,煤粉沉降时间为18.19 s,表征其润湿性最好;当喷淋质量分数为0.01%APG~0.50%APG溶液时,不同质量分数的APG溶液与瓦斯浓度峰值呈一阶指数函数关系;当溶液质量分数达到一定程度时,其含氧基团的面积百分比随着溶液质量分数增大而趋于稳定;当喷淋质量分数为0.40%APG溶液且煤体粒径在2.80~30.00 mm之间时,粒径与测点瓦斯浓度峰值呈负相关关系,但衰减速度随粒径增大呈快速降低-缓慢降低-快速降低的渐变趋势。