瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出一直是煤矿生产的两大威胁,采用技术手段使煤层瓦斯形成水合物,防止在开采过程中大量瓦斯突然释放导致事故的发生,可开辟预防瓦斯灾害的新途径。通过活性剂对瓦斯水合物生成和融化分解过程影响的实验研究,找出瓦斯水合物生成和分解的热力学条件、动力学特性与影响因素的关系,建立相关数学模型,筛选能有效促使水合物生成的表面活性剂及其配比,提出相关理论。重要结果①体系中表面活性剂的种类及其浓度影响水合物的生成速度和含气量;②化学添加剂对瓦斯水合物生成的热力学条件有明显的影响,通过实验可以找到对瓦斯水合物生成热力学条件改善有促进作用的化合物;③甲烷水合物在常温、常压下分解速度缓慢(0.028m3/h),远小于吸附瓦斯的解吸速度。在浓度为(0.001mol/L)的T40水溶液中,在22.65~23.14MPa压力范围内,瓦斯水合物在前次融化的水溶液中生成其平衡温度显著升高,初次生成温度为15.3℃,第二次为20.9℃,第三次为22.6℃。说明表面活性剂可以改变瓦斯水合物生成的热力学条件,筛选利用适合的表面活性剂,在常见煤层温度下,利用气体水合作用防止瓦斯灾害在技术上是可行的。
英文主题词gas; coal and gas outburst; hydration; porous medium;surfactant