纳米技术在钻井液中的应用探讨

纳米技术是指在纳米尺度范围内,研究电子、原子和分子的内在规律和特征,并用于制造各种物质的一门崭新的综合性科学技术;纳米材料是指晶粒或颗粒尺寸在1～100nm范围的超细材料,纳米材料是纳米技术发展的重要基础和重要研究对象.介绍了纳米材料的特性,分析了纳米技术与胶体科技的区别.从胶体科技在钻井液中应用的角度,分析探讨了纳米技术在钻井液应用中存在的问题:不能简单地将粒径在纳米尺度范围的颗粒称作纳米材料,否则就会得出最原始的细分散钻井液就是纳米钻井液的荒唐结论;向钻井液中加入纳米级颗粒不仅会影响钻井液的流变性(尤其是塑性粘度),而且由于加入材料的高的比表面积,必然吸附一部分钻井液处理剂,减少了处理剂的有效含量,另外增大了细颗粒损害油气层的机会;纳米颗粒使用性能不稳定.对纳米技术在钻井液领域应用提出了建议.

LXC-005井胶质复合堵漏材料水泥浆堵漏技术

LXC - 0 0 5井在钻井、固井过程中陆续发生井漏 ,主要漏层为处于断裂带的煤层和漏失压力很低的砂层 ,先后用复合堵漏材料配成的复合堵漏钻井液和水泥堵漏 11次无效。针对砂层、煤层裂缝的严重漏失情况采用了混合法堵漏技术 ,先用复合堵漏钻井液堵漏架桥 ,然后应用复合堵漏钻井液与水泥混配而成的水泥浆即胶质复合堵漏材料水泥浆堵漏。该井应用胶质复合堵漏材料水泥浆堵漏技术堵漏 2次 ,取得了堵漏作业成功 ,为下套管、固井提供了一个稳定的井眼。下套管固井过程中未发生任何复杂情况 ,固井质量全优。实践证明 ,胶质复合堵漏材料 (大颗粒 )水泥浆适合于孔隙大的砂层和裂缝性煤层的堵漏作业。

煤矿矸石山灭火治理与自燃预警技术研究

为有效治理煤矿矸石山的自燃及防止灭火后的矸石山二次复燃,从矸石山自燃原理、灭火方法和灭火材料选择等方面进行了分析。以石灰、黄土、粉煤灰、电石渣为注浆材料,采用注浆法和自主研发的温度在线检测、远程无线传输和温度超限报警的自燃预警技术装置,对寺河煤矿自燃矸石山进行了灭火和自燃预警应用,取得了良好效果。

巷道防灭火新技术

为了提高井下防灭火特别是巷道防灭火的效果,对石门揭煤点巷道防灭火采用了新型防灭火材料,采用向巷道周边煤体注入 MEA 水浆液,取得了较理想的防灭火效果。与其他防灭火方法相比具有无污染、无毒、无害、简便易行、效果好、安全可靠、技术经济合理等特点,具有广泛的应用和推广价值,是当前巷道防灭火技术发展的方向之一。

纳米材料与消防技术

主要简述了纳米材料在消防中的应用 ,重点讨论了纳米阻燃剂、纳米灭火剂以及纳米火灾报警器的研究应用现状及发展前景 。

纳米加工技术的研究

对纳米加工技术的定义、特点和流程等相关课题进行了深入的研究。其中包括纳米粒子和纳米溶液的基本概念以及纳米加工技术的特色和优势等。结果表明:可以将纳米粒子视为一种新型微观粒子,纳米溶液视为传统胶体化学的溶胶。纳米溶液在纳米加工技术中具有十分重要的作用和深远的意义;纳米溶液模型的建立对于粉体表面实现纳米化和人类居住环境实现无害化都具有深远的影响。

煤矿三元复合胶体防灭火材料的制备与性能研究

用快硬硫铝酸盐水泥、大掺量粉煤灰、水玻璃,外加悬浮剂,一步混合法制备了三元复合胶体防灭火材料,研究了该材料的凝结时间、抗压强度和阻化性能,观察了微观形貌,探讨了胶凝机理.结果表明,材料胶结体的初凝时间在1~30min范围内可控,并具有良好的早期抗压强度;60℃阻化率达90%,70 ℃达80%,80 ℃不低于75%;胶结体内部存在大量絮凝状的CGSGH 凝胶,且与粉煤灰胶连,结构密实. 工业实验表明该防灭火材料具有良好的防灭火效果.

探究高分子胶体防灭火技术的原理及发展现状

主要介绍了胶体防灭火材料的特性、防灭火特点及作用机理,突出其相对于以往防灭火技术的优点,分析了我国现阶段矿井煤炭自燃发生的背景概况及所采用的胶体防灭火技术的实际应用情况,并介绍了效果检验的2种方法。

北马坊煤矿2134复采工作面自燃防控技术研究与实践

老空区煤层复采是大多数老矿区面临的新问题,北马坊煤矿2134复采工作面布置在上分层采空区下,针对2134复采工作面煤层发火条件和特点,采取了向大面积采空区压注黄泥复合胶体和向小面积区域压注高分子胶体的综合煤自燃防控技术,有效地对掘进期间巷道顶煤高温点进行了治理,对回采期间采空区的煤自燃进行了预防和控制,保障了2134工作面的安全顺利回采。

煤自燃火灾防治技术研究进展及趋势

煤自燃火灾作为煤矿生产过程中重大灾害之一,严重制约煤炭的安全高效绿色开采。针对煤自燃理论及煤火灾害防治技术研究多元化等特点,归纳分析煤自燃火灾的防治难点,对现有的煤层火灾预测预报方法及灾害防治技术的优点和局限性进行探讨,展望煤自燃火灾防治技术的发展前景,指出未来我国煤层火灾防治研究的重点方向主要包括:煤自燃的形成演化与阻化机理,煤自燃阶段的精细划分,煤自燃的动态监测与智能预警,煤自燃的主动、分级、协同防控。

易自燃煤层综采工作面回采期间防灭火技术研究

宁夏灵武矿区所采煤层均属易自燃煤层,矿区煤炭自燃防治形势严峻。常规的注水、灌浆、注阻化剂灭火、氮气防灭火难以有效达到矿井防灭火要求。针对以上难题,以灵武矿区枣泉煤矿为例,分析了工作面开采期间的CO气体产生机理,据此提出了煤自燃火灾预防及治理技术思路。通过胶体隔离带的注胶防灭火技术手段,防灭火效果显著,工作面CO的的体积分数持续下降(<6×10-6),有效得保证了矿井的安全生产。

瓦斯抽采钻孔封孔用新型胶体材料性能及其封堵效果

为了改善煤层瓦斯抽采效果,其关键在于改进钻孔的密封方法。针对本煤层顺层瓦斯抽采钻孔,研制了以粉煤灰为基料,辅以纤维素类增稠剂、树脂、膨胀剂、保水剂、超细水泥和表面活性剂的新型胶体材料,通过实验确定新型胶体材料的黏度、膨胀性和密封性能,在煤矿现场以每4个近水平本煤层顺层钻孔为1组进行对照实验,对比常规水泥砂浆、聚氨酯和新型胶体材料的封堵效果。结果表明,传统封孔方式密封钻孔30 d后抽采瓦斯浓度(甲烷体积分数)均在10%以下,而采用新型胶体材料封孔的可达到40%以上。采用新型胶体材料封孔技术的钻孔,其抽采瓦斯浓度和流量明显高于常规封孔方式,并且当钻孔发生变形后可进行二次补浆,实时封堵钻孔产生的新生裂隙,有利于煤矿瓦斯高效持续抽采。

环氧乙烷/乙二醇装置街区的消防设计

简要介绍了环氧乙烷/乙二醇的工艺生产方法及工业用途,并阐述了目前乙二醇的市场情况。根据某石化厂该装置主要工艺单元的火灾危险性及物料危险性,说明了该装置消防设计的重要性,并通过该装置街区的消防设计实例,对环氧乙烷/乙二醇装置街区的消防设计进行详细介绍。

新型防灭火材料在兴安煤矿实践中的应用

随着科学技术的进步,除传统的黄土、沙子防灭火材料外,又不断推出许多新型防灭火材料。20世纪80年代后随着改革开放,中国经济快速发展,用电量不断增加,燃煤火力发电仍占80%以上,发电相伴产生大量废渣粉煤灰,现已被广泛应用到防灭火灌浆工艺中,它具有阻燃、随水流动性好、质量比沙子轻、沥水快、益于沉积、充填巷道及采空区严密等特点。另外,在防灭火充填材料上还有传统的双灰(粉煤灰、水泥)、凝胶(水玻璃、小苏达)、阻化剂(MgCl26H20)。近几年来,新型防灭火材料如山东兖州中法合资生产罗克休及玛丽散、徐州中国矿大三相泡沫、陕西西安高分子充填材料、北京产MF固体充填材料等。阐述了新型防灭火材料在容易自燃发火矿井防灭火实践中的应用。

易燃煤层综放工作面采空区防火技术研究

该文主要介绍了采用新的复合胶体防火材料,运用于综放工作面在俯采、停采时采空区的防灭火技术,在新河矿业公司3302工作面停采时,运用该技术治理采空区发火,收到了很好的效果。

超长工作面综放设备回撤期间防灭火技术研究

针对S607综放工作面综放设备回撤耗时长、采空区遗煤自燃风险高以及回撤期间监测到CO浓度超限等问题,提出采用综合防灭火措施实现综放设备安全回撤。具体措施为通过采空区封堵、局部正压通风降低采空区漏风量;注氮、灌注黄泥以及高分子泡沫降低采空区内氧气浓度并消除采空区内潜在高温点。现场应用后,综放设备回撤期间采面位置CO浓度均处于正常范围内,可实现综放设备安全回撤。

王洼二矿综放工作面煤自燃灾害防治技术

王洼二矿215021综放工作面在撤架回收准备阶段,进风侧采空区内遗煤发生自燃,出现了工作面CO气体浓度超限的现象,影响了工作面支架的安全撤出。结合现场实际情况和煤层赋存条件,分析CO气体浓度超限的原因并制定了治理方案。采用高位钻孔压注黄泥浆和高分子胶体为主要防灭火技术,并配合降低风量、上下端头封堵等措施,使工作面架间CO气体浓度恢复正常;回风流的CO气体浓度从最高的77×10^(-6)下降到11×10^(-6),并一直稳定维持在24×10^(-6)以下,实现对火区的有效控制,保证了工作面支架的安全撤出。

高瓦斯矿井采空区防灭火及工作面端头封堵技术

针对高瓦斯矿井采空区遗煤易自燃、工作面端头封堵不严易造成瓦斯超限等问题,分析了目前常用的采空区防灭火技术及工作面端头封堵方法的缺陷,提出了超高水材料井下灭火技术及超高水材料泵送装袋封堵工作面端头方法,并在主焦煤矿成功应用,将作业时间缩减了50%,提高了劳动效率,改善了作业环境,为矿井绿色安全高效开采提供了技术支撑。

基于MEA胶体材料的煤巷高冒点煤炭自燃防治

针对煤巷高冒点自燃火灾具有更大隐蔽性和危险性的特点,分析了利用MEA胶体材料进行高冒点自然发火防治的技术。利用人工插管监测和束管监测相结合的检测手段,实现对高冒点自然发火现状的监测。介绍了MEA材料的防灭火机理和施工工艺,选择将MEA材料用于高冒点防灭火工作。选择典型试验矿井,利用MEA材料对部分高冒点进行堵漏和喷注,通过分析其中3个高冒点的温度变化趋势,可以看出使用MEA材料防治高冒点自然发火起到了很好的效果。