煤层防尘注水复合湿润剂实验研究.pdf

学科分类号 6 2 0 。3 0 论文编号 安徽理工大学 硕士学位论文 煤层防尘注水复合湿润剂实验研究 作者姓名 韭文麽 专业名称安全科堂皇工程 研究方向安全理论皇撞苤 导师姓名昌品教授 导师单位能源生安全堂院 答辩委员会主席处国渲 论文答辩日期2 0 1 5 年6 月7 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 5 年6 月7 日 万方数据 AD i s s e r t a t i o ni ns a f e t yt e c h n o l o g ya n d e n g i n e e r i n g E X _ P E R I M E N T A LS T U D Yo NC O M P o U N D W E T T I N GA G E N TO FD U S TP R E V E T I o N A N DW A T E RI N J E C T I o NF o RC o A LS E A M C a n d i d a t e S u p e r v i s o r Z h a n gW e n q i n g L VP i n S c h o o lo fE n e r g ya n dS a f e t y A n H u i U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y N o ．16 8 ，S h u n g e n gR o a d ， H u a i n a n ，2 3 2 0 01 ，P ．R ．C H I N A ⋯0帅4㈣2帅8吣6Ⅲ7，㈣2洲Y 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和 致谢的地方以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究 成果，也不包含为获得塞邀堡至太堂或其他教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做 的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名毽量叁日期坦区年j 月上日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞邀堡至太堂有保留、使用 学位论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的 知识产权单位属于塞鲎壅三盍堂。学校有权保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅 和借阅。本人授权塞邀堡王太堂可以将学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位 论文在解密后适用本授权书 学位论文作者签名绌炙定 签字日期≯万年C , A 知日 导炜签名＼j 桨签字目期如心霉石，嗣扣日 万方数据 摘要 捅要 煤矿井下粉尘的爆炸及其职业危害严重制约着我国煤矿事业的发展，从保 证企业安全生产及保护职工职业安全与健康角度考虑，降低采掘工作面现场粉 尘浓度，是我国大多数煤矿迫切需要解决的主要问题之一。 煤层注水是煤矿井下除尘最为积极有效的措施，针对工作面注水困难这一 问题，本文首先分析研究了煤层注水的润湿理论及表面活性剂的复配机理，得 出煤体表面润湿主要由界面张力、煤体表面自由能决定，微观方面煤对水的吸 附主要由煤大分子与水分子之间相互作用力决定，构建了水在煤体内渗流连续 性方程；阴离子与非离子表面活性剂的复配并加入一定量无机盐可以显著提高 溶液对煤体的湿润性能。通过实验测定了快T 、S D S 、J F C ．S 、A E 0 ．9 等表面活 性剂的表面张力及它们在气煤、焦煤界面上接触角，研究了添加各表面活性剂 溶液对煤尘的亲水程度，提出了复合湿润剂的复配方案，并考察了其湿润效果， 结果显示0 ．1 ％快T O ．0 4 ％A E O ．9 0 ．0 4 ％C a C l 2 的复合湿润剂使煤液界面接触角 在1 5 S 内降低到1 0 0 以下，0 ．5 ％S D S 0 ．2 ％A E O ．9 0 ．0 4 ％C a C l 2 的复合溶液在 2 0 m i n 内使试管内焦煤煤尘的亲水高度达到3 0 m m 以上。通过煤岩样渗透率测 试平台首先考察了注水入口水压对煤样渗透率的影响，得出随着注水入口水压 的增大，煤样渗透率逐渐增大，煤样渗透率与注水压力之间近似存在三次方关 系，入口水压超过一定值时对渗透率影响减弱。研究了添加复合湿润剂注水时 入口水压及注水流量的变化关系，与注清水时相比入口压力明显减小，注水流 量增大，注水量与入口水压成线性关系，进一步确定了复合湿润剂的复配配方。 在2 6 7 1 1 2 E 作面进行了工程现场试验，添加复合湿润剂注水现场与实验研 究结果吻合，注水压力降低，注水流量明显增大，工作面煤体的湿润半径提高 到1 4 ～1 6 m ，各工序处的产尘量得到控制。 图[ 3 8 ] 表[ 2 3 ] 参[ 5 8 ] 关键词[ 煤层注水] ；[ 湿润剂] ；[ 实验研究] ；[ 实例考查] 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 A b s t r a c t T h ee x p l o s i o no fd u s ti nc o a lm i n ea n di t so c c u p a t i o n a lh a z a r d ss e v e r e l yr e s t r i c t t h e d e v e l o p m e n to f C h i n a ’Sc o a lm i n e sc a u s e ，c o n s i d e ro fs a f ep r o d u c t i o ni n e n t e r p r i s ea n dp r o t e c t i o no fe m p l o y e eo c c u p a t i o n a ls a f e t ya n dh e a l t h ，d e c r e a s i n gt h e c o n c e n t r a t i o no fd u s ti nw o r k i n gf a c e ，i so n eo ft h em a i np r o b l e m st h a to u rc o u n t r y u r g e n tt os o l v e ． C o a ls e a mW a t e ri n f u s i o ni St h em o s tp o s i t i v ea n de f f e c t i v em e a s u r ei n d e d u s t i n gf o r t h ew o r k i n gf a c e ，a n da c q u i r e dt h ec o n c l u s i o nt h a tc o a ls u r f a c ew e t t i n g w a sm a i n l yd e t e r m i n e db yi n t e r f a c i a lt e n s i o na n ds u r f a c ef r e ee n e r g yo fc o a l ，i n m i c r o s c o p i ca s p e c t st h ea d s o r p t i o no ft h ec o a lt ow a t e rw a sm a i n l yd e t e r m i n e db y t h em u t u a li n t e r a c t i o nb e t w e e nc o a lm a c r o m o l e c u l e sa n dw a t e rm o l e c u l e s ，b u i l d i n g t h ec o n t i n u i t ye q u a t i o no fw a t e ri nc o a l ；t h ec o m p o u n do fa n i o n i ca n dn o n - i o n i c s u r f a c t a n t sw i t hac e r t a i na m o u n to fi n o r g a n i cs a l tc o u l ds i g n i f i c a n t l yi m p r o v et h e w e t t i n gp r o p e r t i e so fs o l u t i o nt oc o a l ；d e t e r m i n e dt h es u r f a c et e n s i o no fs u r f a c t a n t s o fr a p i dp e n e t r a n tT 、S D S ，J F C S ，A E 0 - 9a n dt h e i rc o n t a c ta n g l eo nt h ei n t e r f a c eo f g a sc o a l ，c o k i n gc o a l ，s t u d i e dh y d r o p h i l i c t oc o a l d u s tb y a d d i n g s u r f a c t a n t s o l u t i o n ，p u tf o r w a r dc o m p o s i t i o n a lf o r m u l a t i o no fc o m p l e xs o l u t i o na n di n v e s t i g a t e d i t s w e t t i n ge f f e c t ，t h e r e s u l ts h o w e dt h a tc o m p o s i t ew e t t i n ga g e n to f0 ．1 ％r a p i d p e n e t r a n tT 0 ．0 4 ％A E O - 9 0 ．0 4 ％C a C l 2m a d et h ea n g l eo ft h ec o a l l i q u i d i n t e r f a c ed o w nt o10 。o rl e s si n15 S ，c o m p o s i t ew e t t i n ga g e n to f0 ．5 ％S D S 0 ．2 ％ A E O 一9 0 ．0 4 ％C a C l 2m a d et h eh e i g h to fw a t e rw e t t a b i l i t yo fc o k i n gc o a ld u s ti n t u b er i s et o3 0 m mo rm o r ew i t h i n2 0 m i n ．T h i sp a p e rf i r s t l yi n v e s t i g a t e de f f e c tf r o m i n j e c t e dw a t e ri n l e tp r e s s u r eb yp e n e t r a t i o nt e s tp l a t f o r mo fc o a ls a m p l e ，a c q u i r et h a t a st h ep r e s s u r eo fs p r u ei n c r e a s e s ，c o a lp e r m e a b i l i t yi m p r o v e se v e n t u a l l y , t h e r ei s a l m o s tat h r e ec u b e dr e l a t i o nb e t w e e nc o a l p e r m e a b i l i t ya n dt h ep r e s s u r e o f s p r u e ，a n dt h e r ew i l lb eaw e a k e ne f f e c to np e r m e a b i l i t yw h e nw a t e ri n l e tp r e s s u r e e x c e e dav a l u e ．T h i sp a p e rs t u d i e dt h ec h a n g e a b l er e l a t i o nb e t w e e ni n l e tp r e s s u r e a n dw a t e ri n j e c t i o nr a t eb ya d d i n gc o m p o s i t ew e t t i n ga g e n t ，c o m p a r e dw i t hc l e a n w a t e r ，t h ei n l e tp r e s s u r ed e c r e a s e do b v i o u s l y ，w a t e ri n j e c t i o nr a t ei m p r o v e d ，a n dt h e r e w a sal i n e a rr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e m ，f u r t h e re n s u r e dt h ec o m p o u n df o r m u l ao f c o m p o s i t ew e t t i n ga g e n t ． Ⅱ 万方数据 摘要 F i n a l l y , af i e l de x p e r i m e n td o n ei nn u m b e r2 6 71 1 w o r k i n gf a c es h o w st h a t i n l e tw a t e rw i t hc o m p o s i t ew e t t i n ga g e n tw a ss i m i l a rw i t ht h es t u d y ，t h ei n l e tw a t e r p r e s s u r ed e c r e a s e d ，a n dw a t e ri n j e c t i o nr a t ei n c r e a s e da p p a r e n t l y , t h er a d i u so ft h e c o a lw a si m p r o v e dt o14 - 16 mi nw o r k i n gf a c e ，d u s tp r o d u c t i o na te a c hs t e pw a s c o n t r o i l e d ． F i g u r e [ 3 8 】t a b l e 【2 3 】r e f e r e n c e 【5 8 ] K e yW o r d s [ w a t e r i n f u s i o n i nc o a l s e a m ，w e t t i n ga g e n t ，e x p e r i m e n t a l s t u d y ，i n v e s t i g a t i n go fe n g i n e e r i n ge x a m p l e 】 I H 万方数据 安徽理工大学硕上学位论文 I V 万方数据 目录 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I A b s t r a c t ⋯．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．X 1 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1 选题目的及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一l 1 ．2 国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 1 ．2 ．1 煤层注水润湿理论国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 1 ．2 ．2 煤层注水技术国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 1 ．2 ．3 煤层注水湿润剂国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 1 ．3 研究内容与方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 1 ．4 研究技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 煤层注水湿润理论分析研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．1 煤体表面湿润宏观机理分析研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 2 ．2 煤体表面润湿微观机理分析研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 ．2 ．1 煤体表面自由能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1l 2 ．2 ．2 水分子与煤大分子之间的作用能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 ．3 煤层注水中水的运移状态及动力分析研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 5 2 ．3 ．1 水在煤层中运动的状态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 5 2 ．3 ．2 水在煤层中运移动力分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 7 2 ．4 水在煤体内渗流连续性方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 l 2 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 3 表面活性剂复配及在煤体表面的吸附作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 3 3 ．1 表面活性剂胶束理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 3 ．2 表面活性剂复配机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 3 ．3 表面活性剂在煤体表面的吸附⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 3 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 4 复合湿润剂实验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 9 4 ．1 表面活性剂表面张力的测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 4 ．2 复合湿润剂的接触角实验及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 4 ．2 ．1 接触角实验试样制备与方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 4 ．2 ．2 表面活性剂溶液界面接触角测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 l V 万方数据 安徽理工大学硕上学位论文 4 ．2 ．3 复合湿润剂溶液接触角实验及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 4 ．3 复合湿润剂煤尘亲水性实验及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3 4 4 ．3 ．1 煤尘亲水性实验原理与方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 4 ．3 ．2 表面活性剂煤尘亲水性实验及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 4 ．3 ．3 复合湿润剂煤尘亲水性实验及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 4 ．4 复合湿润剂在煤体内渗流实验与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 3 4 ．4 ．1 煤岩样渗透率测试装置概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 4 ．4 ．2 实验煤样制备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 4 4 ．4 ．3 煤岩样液相渗透率测试原理与实验步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 ．4 ．4 入口水压对煤样渗透率的影响研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 4 ．4 ．5 添加湿润剂注水入口水压与流量关系研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 4 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 2 5 试验工作面实例考察⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 3 5 ．1 试验矿井工作面概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 5 ．2 试验钻孔注水效果考察⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 5 ．2 ．1 注水压力与注水流量的考察⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 4 5 ．2 ．2 注水湿润半径的考察⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 6 5 ．3 注水前后工作面粉尘浓度测定与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 7 5 ．3 ．1 工作面粉尘浓度测定方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 7 5 ．3 ．2 注水前工作面粉尘浓度测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 5 ．3 ．3 注水后工作面粉尘浓度测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 5 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 l 6 结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 3 6 ．1 结{ 金⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 3 6 ．2 展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 4 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 5 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 8 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 V I 万方数据 目录 C o n t ．e n t s A b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I 1 ．I n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1T h e a i ma n dm e a n i n go fs e l e c t i n gt h i st h e s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．2 R e s e a r c ha th o m ea n da b r o a d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 ．2 ．1R e s e s r c hs t a t u so fw e t t i n gt h e o r yi nc o a ls e a mi r r i g a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 ．2 ．1R e s e s r c hs t a t u so ft h et e c h n o l o g yi nc o a ls e a mi r r i g a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯一3 1 ．2 ．2 R e s e s r c hs t a t u so fw e t t i n ga g e n t i nc o a ls e a mi r r i g a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 ．3 M a i nc o n t e n ta n dr e s e a r c hm e t h o d s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 1 ．4 S t u d yt e a c h n i c a lr o u t e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯．．7 2 ．S t u d ya n da n a l y s i so nw e t t i n gT h e o r e t i c a li nc o a ls e a n li r r i g a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．1S t u d ya n da n a l y s i so fw e t t i n gm a c r om e c h a n i s mo nc o a ls u r f a c e ⋯⋯⋯⋯⋯一9 2 ．2 S t u d ya n da n a l y s i so fw e t t i n gm i c r om e c h a n i s m o nc o a ls u r f a c e ．．．．．．．．．．．．．．．11 2 ．2 ．1T h es u r f a c ef r e ee n e r g yo fc o a l ⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．11 2 ．2 ．2 T h ei n t e r a c t i o ne n e r g yb e t w e e nw a t e rm o l e c u l e sa n d c o a lm a c r o m o l e c u l a r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 ．3 R e s e a r c ha n da n a l y s i so fw a t e rt r a n s f e rs t a t ea n dd y n a m i ci nc o a l s e a mi r r i g a t i o n ⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．15 2 ．3 ．1 W a t e rt r a n s f e rs t a t ei nc o a ls e a mi r r i g a t i o n ⋯⋯．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 5 2 ．3 ．2 W a t e rt r a n s f e rd y n a m i ci nc o a ls e a mi r r i g a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 7 2 ．4 C o n t i n u i t ye q u a t i o no fw a t e rf l o wi nc o a lb e d ．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 2 ．5S u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 3 ．S u r f a c ea c t i v ea g e n t s c o m p o u n da n dt h ea d s o r p t i o no nt h es u r f a c eo fc o a l ⋯⋯⋯2 3 3 ．1S u r f a c ea c t i v ea g e n t sm i c e l l e st h e o r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 3 3 ．2T h em e c h a n i s mo fs u r f a c ea c t i v ea g e n t sc o m p o u n d ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 4 3 ．3 T h ea d s o r p t i o no fs u r f a c ea c t i v ea g e n t so nt h es u r f a c eo fc o a l ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 5 3 ．4 S u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯j ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 7 4 ．E x p e r i m e n t a lr e s e a r c ho nc o m p o s i t ew e t t i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 9 4 ．1 D e t e r m i n a t i o no fs u r f a c et e n s i o no fs u r f a c ea c t i v ea g e n t s ．．．⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯．2 9 4 ．2 E x p e r i m e n t sa n da n a l y s i so nc o n t a c ta n g l eo fC o m p o s i t ew e t t i n g ．．．．．．．．．．．3 0 4 ．2 ．1T h ec o n t a c ta n g l et e s ts a m p l ep r e p a r a t i o na n dm e t h o d ．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 0 Ⅶ 万方数据 安徽理工大学硕上学位论文 4 ．2 ．2 D e t e r m i n a t i o no fc o n t a c ta n g l eo fs u r f a c ea c t i v ea g e n t ss o l o t i o n ⋯一31 4 ．2 ．3 E x p e r i m e n t sa n da n a l y s i so nc o m p s i t ec o n t a c ta n g l ew i t h s u r f a c ea c t i v ea g e n t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 2 4 ．3 E x p e r i m e n t sa n da n a l y s i so nc o a ld u s th y d r o p h i l i co fc o m p o s i t ew e t t i n g ．3 4 4 ．3 ．1 E x p e r i m e n t a lp r i n c i p l ea n dm e t h o do fc o a ld u s th y d r o p h i l i c ．．．．．．．．．．．．3 4 4 ．3 ．2 E x p e r i m e n t sa n da n a l y s i so nc o a ld u s th y d r o p h i l i co fs u r f a c e a c t i v ea g e n t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 6 4 ．3 ．3 E x p e r i m e n t sa n da n a l y s i so nc o a ld u s th y d r o p h i l i co f c o m p o s i t ew e t t i n g ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1 4 ．4 E x p e r i m e n t sa n da n a l y s i so nc o m p o s i t ew e t t i n gf l o wi nc o a lb e d ．．．．．．．．．．．．．．4 3 4 ．4 ．1O u t l i n eo fc o a lp e r m e a b i l i t yt e s t i n ga p p a r a t u s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 3 4 ．4 ．2 E x p e r i e n c ec o a ls a m p l ep r e p a r e t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 4 4 ．4 ．3 T e s t i n gp r i n c i p l ea n dm a i ne x p e r i e n c es t e p so fc o a lp r e m e a b i l i t y ⋯．4 5 4 ．4 ．4 S t u d yo nt h ei n f l u n c eo fe f f e c t i v ec o n f i n i n gp r e s s u r e t oc o a lp e r m e a b i l i t y ．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 6 4 ．4 ．5S t u d yo nt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ne n t r a n c ew a t e rp r e s s u r e a n df l o ww h e nj i o nw e t t i n gi nt h ew a t e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 4 ．5 s u m m a r y ．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．⋯．．．5 2 5 ．I n v e s t i g a t i n go fe n g i n e e r i n ge x a m l e sf o rt e s t i n gc o a lf a c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 3 5 ．1I n t r o d u c t i o no ft e s t i n gc o a lf a c e ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．5 3 5 ．2 E f f e c to fw a t e ri n j e c t i o nf o rt e s td r i l l i n g ⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3 5 ．2 ．1 I n v e s t i g a t i n go f w a t e ri n j e c t i o np r e s s u r ea n da m o u n t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 4 5 ．2 ．2 T e s t i n gw e t n e s sz o n er a d i u s ．．．．．⋯．．．⋯．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 6 5 ．3 T e s tr e s u l t sa n da n a l y s i so fw o r k i n gf a c ed u s tc o n c e n t r a t i o nb e f o r e a n da f t e ri n j e c t i n gw a t e r ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 7 5 ．3 ．1 T e s t i n gp r i n c i p l eo f w o r k i n gf a c ed u s tc o n c e n t r a t i o n ⋯．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．5 7 5 ．3 ．2 T e s t i n go f w o r k i n gf a c ed u s tc o n c e n t r a t i o nb e f o r ei n j e c t i n gw a t e r ．．5 9 5 ．3 ．3 T e s t i n go fw o r k i n gf a c ed u s tc o n c e n t r a t i o na f t e ri n j e c t i n gw a t e r ⋯．．5 9 5 ．4 S u m m a r y