阴离子三元裂变流体对气煤湿度调节和孔隙结构重塑的协同效应:实验和分子动力学研究
Gang Zhou1, Kai Huang1, Lianjie Zhu2
1College of Safety and Environmental Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China; State Key Laboratory of Disaster Prevention and Ecology Protection in Open-pit Coal Mines, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China.
一种新的复合式破裂液,包括一个阴离子三聚表面活性剂 (CSJT),增强了煤层的修改,以实现更安全的采矿. 这种流体改善了煤炭的湿透性和孔隙结构,有助于控制灰尘.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 采矿工程 采矿工程 采矿工程
背景情况:
- 煤层水注射裂解对于减少尘埃和安全采矿至关重要.
- 在煤层修改过程中,破裂流体的协同作用机制尚不清楚.
研究的目的:
- 为了合成一种新型的复合材料裂变流体,以提高煤层的修改.
- 研究流体对煤炭湿透性和孔隙结构的协同作用机制.
主要方法:
- 一种阴离子三聚表面活性剂 (CSJT) 的合成及其配制成一种用DTAB和KCl组成的复合裂解液.
- 使用接触角度测量和低温吸附的实验性评估.
- 分子动力学模拟以阐明扩散和吸附机制.
主要成果:
- 复合液显著降低了表面张力 (27.379 mN/m) 和接触角度 (19.8°),诱导了煤炭中的水友变化.
- 观察到水友性功能群增加和平均毛孔大小增加,表明毛孔扩张.
- 模拟显示了增强的水扩散 (17.98 × 10-9 m2 / s) 和吸附层厚度 (58.38 Å).
结论:
- 开发的复合材料破碎液在改变煤炭的湿透性和孔隙结构方面表现出协同效应.
- 这项研究提供了对增强湿透性的分子水平机制的见解.
- 这些发现提供了创新的策略,以改善煤层喷水压裂技术,以控制灰尘和绿色采矿.
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