吸附及非吸附性气体环境煤润湿特性研究  

作　　者：赵宇杰 冯江 李广兴 石磊 王依菲 

机构地区：[1]山西潞安郭庄煤业有限责任公司,山西长治市046000 [2]河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作市454000

出　　处：《采矿技术》2025年第2期247-252,共6页Mining Technology

基　　金：国家自然科学基金(52004083)。

摘　　要：为了了解气体环境对煤层注水润湿的影响,研究了吸附性气体(CH_(4))及非吸附性气体(He)环境下的煤水润湿规律。以陕西大湾矿的烟煤为研究对象,试验探究了不同气体环境下煤水接触角随气体压力的变化规律。通过分子动力学模拟,分析了吸附及非吸附性气体环境下煤水间吸附能的变化。研究结果表明:在CH_(4)和He环境下,煤水接触角均随着环境压力的增大而增加,且在CH_(4)环境下煤水接触角变化幅度更加明显,主要是由于CH_(4)的强吸附性,气体吸附和环境压力都会对煤水接触角产生影响,导致润湿性减弱明显;而在非吸附性气体He环境下,只有环境压力影响煤的润湿性能,煤水接触角变化幅度较小。分子动力学模拟结果显示:随着气体压力的升高,煤对H_(2)O的吸附能在CH_(4)环境下增加的更加明显,因为预吸附CH_(4)后,煤表面结构更稳定,同时CH_(4)占据了H_(2)O的吸附位点,使得H_(2)O的吸附量减少,煤的润湿性减弱。研究成果对于含瓦斯煤层工程应用注水润湿具有参考意义。

关 键 词：吸附性气体 煤润湿 煤水接触角 分子动力学 非吸附性气体 

分 类 号：TD713[矿业工程—矿井通风与安全] TD712