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煤临界表面张力测定及分析被引量：6: 2012年; 临界表面张力是反映固体表面润湿性能的一个重要常数。利用自制的成型模具压制煤样试片,配制不同浓度(不同表面张力)的JFC溶液,利用FTA200表面张力仪及接触角仪测定了煤水接触角,获得了4组煤样的临界表面张力。结果表明:煤的临界表面张力为20.94～28.59mN.m-1,属于低能固体表面;在实际煤层注水过程中,普通矿井水表面张力大于煤的临界表面张力,煤体润湿效果差;在注入水中添加表面活性剂,将水的表面张力降低至煤的临界表面张力以下,煤体能够被充分润湿,取得良好的降尘效果。; 陈绍杰金龙哲马德翔; 关键词：煤层注水防尘润湿

添加表面活性剂注水对煤体解吸瓦斯的影响分析被引量：14: 2013年; 利用自制的吸附—注水—解吸实验装置,开展了注纯水和注添加复配的表面活性剂溶液对吸附平衡煤样瓦斯解吸规律的影响实验。研究结果表明:在相同解吸时间内,注纯水煤样的瓦斯解吸量比注表面活性剂溶液煤样的瓦斯解吸量大;随着注水压力的升高及添加表面活性剂注水,压力水能够进入煤体的更细微孔隙,水分对瓦斯的封堵作用更明显,煤样瓦斯解吸量均减小;添加表面活性剂可大幅度降低水的表面张力,提高煤体的润湿效果,对煤体解吸瓦斯影响显著。; 陈绍杰金龙哲陈学习孙成坤; 关键词：表面活性剂煤层注水瓦斯解吸

压力水溶液中煤体湿润性能试验与研究被引量：4: 2014年; 煤层注水能有效降低煤炭开采过程中产生的粉尘量,提高煤体吸水性能对降低产尘率具有重要意义。文章通过自行设计制作的注水模拟装置,对不同煤样在不同水压条件下进行压力吸水试验,得到不同煤样的吸水方向性和注水压力参数;分析选取多种表面活性剂进行复配,得到多种表面活性剂配方,通过对活性剂配方的表面张力和与煤饼的接触角测试试验,得到最优表面活性剂配方;通过煤样在表面活性剂配方溶液和纯水中吸水情况的对比,验证所得到的表面活性剂配方能有效提高煤的湿润性能。; 马德翔金龙哲陈绍杰; 关键词：煤层注水接触角

新型联合带压瓦斯抽放封孔技术及应用被引量：3: 2013年; 在分析现有瓦斯抽放封孔技术的基础上,研制了一种双层膨胀胶管,注水加压外部能够膨胀密封抽放钻孔,内部收缩密封抽放管,耐压1.5 MPa,保压时间不小于20 h,提出了新型双层膨胀胶管-聚氨酯-膨胀水泥联合带压封孔技术。在开滦集团林西矿1723中工作面和1881工作面对这种新型联合带压封孔技术进行了高位孔瓦斯抽放封孔应用。现场应用表明,与原封孔技术相比,抽放瓦斯浓度大幅提高,单孔日抽放瓦斯纯量显著增大,抽放效果显著。"; 陈绍杰朱建芳陈学习; 关键词：瓦斯抽放

煤层注水驱替瓦斯前缘的渗流规律研究被引量：3: 2015年; 煤层注水驱替瓦斯前缘在数学上是一个气水交接的间断界面,渗流过程比较复杂。为了研究间断界面上水驱气前缘水相饱和度的变化规律,采用Comsol Multiphysics有限元多物理场耦合模拟软件对煤层注水驱替瓦斯渗流过程进行了数值模拟。根据模拟得出的气水两相相对渗透率的变化情况,引入一维块网格系统的三阶TVD格式和四阶TVD格式进行驱替前缘的计算。从而得出注水前沿的水相饱和度分布规律：两相驱替前缘水相饱和度在0.2-0.7之间下降很快,呈先下降,后保持平稳值的趋势。该方法具有很好的间断捕捉能力,对于间断的可压缩流体运动有较高的分辨率又不产生虚假数值震荡,为进一步研究分析注水提高煤层瓦斯运移的机理提供基础。; 姜楠楠金龙哲陈绍杰; 关键词：煤层注水 TVD格式渗流规律

煤层注水促抽瓦斯及其影响因素的数值模拟被引量：9: 2017年; 为有效预防煤矿瓦斯灾害,获取煤层注水促抽瓦斯的合理参数,以常村煤矿2103工作面为例,依据多相渗流理论,采用Fluent软件的VOF模型及多孔介质模型耦合求解,对煤层注水促抽瓦斯技术及其影响因素进行数值模拟,并将模拟结果应用于现场,对比分析数值模拟与现场实测数据,二者基本吻合.研究结果表明:煤层瓦斯含量以注水孔为中心径向逐步降低,以抽采孔为中心径向逐步升高;注水前抽采阶段,随着抽采时间的增加,抽采范围逐渐增大,抽采孔瓦斯流量先快速下降,后逐步缓慢降低;注水促抽阶段,随着注水时间的增加,注水范围逐渐增大,注水流量逐步降低,煤层瓦斯含量缓慢升高,抽采孔瓦斯流量逐渐增加;注水后抽采阶段,随着抽采时间的增加,压力水覆盖范围持续增大,煤层瓦斯含量逐渐降低,抽采孔瓦斯流量逐渐减小.注水时机、注水时间、注水压力、注水方式、布置方式及钻孔间距是影响煤层注水促抽瓦斯效果的6个主要因素.瓦斯正常抽采20 d后,按照一注一抽方式及5 m间距布置注抽钻孔,在8 MPa煤层注水压力下间歇注水10 d,煤层注水促抽瓦斯效果较好.; 陈绍杰陈绍杰汲银凤李改革李改革; 关键词：煤层注水多相渗流瓦斯抽采影响因素数值模拟

有压源下煤层注水表面活性剂湿润煤体的研究被引量：3: 2014年; 通过煤体在表面活性剂溶液中的浸润时间的长短选取适合的表面活性剂进行复配,对活性剂配方溶液的表面张力和接触角测定,得到煤体最优表面活性剂配方。通过煤样在表面活性剂配方溶液和纯水中吸水试验的对比,进一步验证表面活性剂配方对煤体润湿性能和降低粉尘浓度方面有一定的促进作用。最后采用Comsol Multiphysics多物理场耦合软件进行注入纯水与低浓度活性剂溶液润湿范围对比,得出结论:加入表面活性剂可以减低表面张力,提高润湿范围。; 姜楠楠陈绍杰金龙哲; 关键词：煤层注水表面活性剂复配压力源

可拓学理论在煤层注水效果评价中的应用被引量：5: 2015年; 将可拓学理论引入煤层注水效果评价中,建立了煤层注水效果评价的物元模型,并应用可拓集合的关联函数,建立了基于物元和关联函数的煤层注水效果评价方法,通过引入简单关联函数确定各评价指标的客观动态可变权重,对山西某矿煤层注水效果进行了评价与分析。评价结果表明:该矿的煤层注水效果评价等级为Ⅱ级,且偏向Ⅲ级,评价结果与现场工程实际和模糊综合评价结果相符合,表明将可拓学理论应用于煤层注水效果评价是合理、可行的。可拓方法以定量化的形式给出评价结果,而且等级变量特征值能反映出评价结果的偏向性及程度,采用客观权重确定方法能够避免主观因素的影响,使评价结果更为准确。; 陈绍杰金龙哲姜楠楠; 关键词：可拓学煤层注水效果评价指标

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国家自然科学基金(51074015)