不同含量纳米流体改性煤粉润湿性能研究

针对煤粉的润湿性较差、水-煤结合速度慢,井下水力排渣效果不明显等问题,选择二氧化硅(SiO_(2))纳米流体这一具有润湿岩体、改善煤体润湿性等特殊性质的新型液体材料,探究其作为排渣介质,强化煤粉表面润湿性,提升水力排渣能力的效果。选取去离子水和纳米流体进行煤粉润湿性实验,改变纳米流体质量分数、煤粉粒径和润湿剂-煤粉配比,采用接触角测量仪等设备量化煤粉表面润湿性,探究了SiO_(2)纳米流体强化钻孔排渣能力的效果及影响因素。结果表明,随着SiO_(2)纳米流体的质量分数增加,煤粉表面接触角逐渐减小,最低可达21.64°,使煤粉从油湿性转化为水湿性;分析过程中引入强化值与强化率,发现SiO_(2)纳米流体煤粉润湿值约为去离子水的8.5倍,强化率最高可达70.8%。本研究为钻孔排渣介质的选择提供了方向。

煤粉粒径及含量对纳米流体润湿强化效果的影响

针对深部井下钻孔抽采瓦斯钻孔施工面临巷道粉尘严重,钻孔排渣慢、危害作业人员健康、影响抽采效率等问题,提出将二氧化硅(SiO_(2))纳米流体作为煤粉润湿剂,探究其强化润湿煤粉表面的能力,查明其作为注水降沉剂的应用效果。实验选用去离子水和纳米流体进行煤粉润湿实验,改变煤粉粒径和润湿剂-煤粉配比,采用接触角测量仪等设备量化煤粉表面润湿性。研究表明,SiO_(2)纳米流体能将煤粉表面由亲油性改性为亲水性,通过SEM表征发现,煤粉经纳米流体润湿后表面被纳米颗粒覆盖,Si的表观浓度达到36.22,原子占比为11.39%。