CN103087680B

CN103087680B - 煤层注水增强剂

Info

Publication number: CN103087680B
Application number: CN201310040943.2A
Authority: CN
Inventors: 凌标灿; 常庆雪
Original assignee: ZHONGKUANG LONGKE ENERGY TECHNOLOGY (BEIJING) Co Ltd
Current assignee: ZHONGKUANG LONGKE ENERGY TECHNOLOGY (BEIJING) Co Ltd
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2033-02-04
Also published as: CN103087680A

Abstract

本发明提供了一种煤层注水增强剂组合物，其特征在于包括：a)30‑50重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；b)20‑40重量份的十二烷基苯磺酸钠；c)25‑35重量份的琥珀酸二异辛酯磺酸钠；d)1‑3重量份的氯化钾。本发明煤层注水增强剂组合物可使得水浸入煤体的时间快、在煤层中扩散半径扩大、环保性好等优点，因此具有很强的实用性。

Description

煤层注水增强剂

技术领域

本发明涉及一种在煤层注水作业中使用的适用于不同煤质煤层的煤层注水增强剂。

背景技术

煤层注水技术在煤矿井下已得到广泛的应用，用清水注入煤层的工艺往往达不到理想的效果，近年来，国内外已开始研究增加煤层注水量的方法。一方面是通过改进煤层注水的工艺，这种途径不能大量提高煤层注水量；另一方面是通过改变水的表面张力的途径，增强水润湿煤颗粒的能力，从而达到增加注水量的目的。将清水磁化后注入煤体是提高注水量的一种途径，但因其应用效果不理想未进行推广应用。应用表面活性剂因其降低水的表面张力作用明显，进行煤层注水可显著提高注水量。

许多国家重视矿用润湿剂的研究与开发，并取得了一些成果，但并未有广泛应用于煤层注水的润湿剂类产品报道。对于润湿类产品代表性的有美国开发的DCL-1803型黏结剂和Conherex型黏结剂，英国的Mine湿润剂，前苏联的YHИBEPCИH-A、B、C型湿润剂，日本路面高倍吸湿剂。有关化学湿润剂的研究与应用更多是指向路面湿润和堆料黏结。近年来，在润湿剂材料选择方面，国外研究开始向有机高分子粘性聚合物过渡，新发明的润湿剂由许多高分子聚合物组成，其吸水倍率达到数百倍甚至数千倍，这些润湿剂尽管有较高的润湿煤颗粒的能力，但它们成本比较高，难于推广。

目前，国内有关煤矿用润湿剂的研究还很有限。当前国内还没有能够广泛应用于煤矿的提高煤层注水量的润湿剂类产品。关于煤用润湿剂的研究还处于实验室阶段，研究内容比较分散，研究与开发的成果还不足以满足煤矿生产和煤炭加工利用的实践所需。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在于需要提供一种可使得水浸入煤体的时间快、在煤层中扩散半径扩大、环保性好的煤层注水增强剂组合物，从而弥补现有技术上的不足。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种煤层注水增强剂组合物，其特征在于包括：a)30-50重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；b)20-40重量份的十二烷基苯磺酸钠；c)25-35重量份的琥珀酸二异辛酯磺酸钠；d)1-3重量份的氯化钾。

其中，组合物由a)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、b)十二烷基苯磺酸钠、c)琥珀酸二异辛酯磺酸钠、d)氯化钾组成。

其中，a)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的含量为35-45重量份，b)十二烷基苯磺酸钠的含量为25-35重量份的，c)琥珀酸二异辛酯磺酸钠的含量为25-30重量份，d)氯化钾的含量为1-3重量份。

其中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中氧乙烯重复单元数为8-10，脂肪醇部分碳链长度为10-14。

其中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中氧乙烯重复单元数为9，脂肪醇部分碳链长度为12。

其中，a)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的含量为40重量份，b)十二烷基苯磺酸钠的含量为30重量份的，c)琥珀酸二异辛酯磺酸钠的含量为28重量份，d)氯化钾的含量为2重量份。

本发明还提供了一种煤层注水增强剂组合物在煤层注水中的应用。

本发明还提供了一种煤层注水增强剂水溶液，其包括0.1％～0.2重量％的煤层注水增强剂组合物。

本发明还提供了一种煤层注水增强剂组合物：其包括：a)30-50重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；c)25-35重量份的琥珀酸二异辛酯磺酸钠。

本发明煤层注水增强剂组合物取得了优异的技术效果，可使得水浸入煤体的时间快、在煤层中扩散半径扩大、环保性好等优点，因此具有很强的实用性。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明的煤层注水增强剂在增强注水性能方面具有协同作用，特定成分和含量的上述组合物实现了本发明的技术效果。

对于所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的选择，由于与煤的大分子结构接触，需要有一定的亲油基团。不易小于C10。从实验结果上看，碳链也不宜太长，比如16烷基的脂肪醇聚氧乙烯醚。实验数据表明脂肪醇聚氧乙烯醚中氧乙烯单元数为9，碳链为12时，药剂的作用较为突出效果好。在EO(氧乙烯单元)加成数较小的情况下，因为溶解性的影响，当EO为3～5时，表面活性剂的润湿力较弱，对于较易润湿的神华长焰煤煤尘，仅在0.8％浓度时可以润湿。

无机盐分子可以改善阴离子型表面活性剂溶液润湿低变质程度煤尘的能力，可以有效改善煤尘的润湿性能，增强注水效果。

本发明的煤层注水增强剂成分均为环境友好成分，环保性能好。

对煤进行一系列不同组分、不同配比的表面活性剂复配的润湿性测定实验，得到注水性能最优的表面活性剂复配方式，即脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠和氯化钾。上述组分的配合使用发挥了优异的协同作用，使得注水性能显著提高，当所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中氧乙烯重复单元数为9，脂肪醇部分碳链长度为12，且a)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的含量为40重量份，b)十二烷基苯磺酸钠的含量为30重量份的，c)琥珀酸二异辛酯磺酸钠的含量为28重量份，d)氯化钾的含量为2重量份时，水浸入煤体的时间尤其快、在煤层中扩散半径尤其大。

以下通过现场试验验证了其应用效果。

实施例

一、渗透润湿性能测定

一)、试验方法：

1.将煤样(试验使用的煤均为同种煤，以避免误差)粉碎后，筛取粒径100目的煤粉；

2.将定量的煤粉装入内径是15mm的测量管中，边加入边加压，加压压力为200Mpa，，使煤粉装到10mm为止；

3.配置质量浓度为0.2％，的煤层注水增强剂水溶液；

4.将测量管放到试管夹上，将表面活性剂放到载物台上，之后慢慢调节微调螺杆，使溶液与测量管刚接触开始记录完全润湿需要的时间。

二)渗透润湿性能实施例

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠1(吉化/AEO-9，济南长志商贸有限公司)：氧乙烯重复单元数为9，脂肪醇部分碳链长度为12；

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠2(吉化/AEO-10，济南长志商贸有限公司)：氧乙烯重复单元数为10，脂肪醇部分碳链长度为14；

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3(吉化/AEO-7，济南长志商贸有限公司)：氧乙烯重复单元数为7，脂肪醇部分碳链长度为12。

实施例1-6是采用中等变质程度的煤进行的试验，其与单纯使用同等浓度的十二烷基苯磺酸钠注水剂(润湿时间214s)相比，润湿能力显著提高，组分间发挥了协同作用，尤其是实施例5中的增强剂，润湿能力更是难以预料。

申请人还采用了高变质程度煤进行试验，试验结论与上述实施例一致。

二、现场注水能力试验

试验条件为：某煤矿(中等变质程度的煤质)，工作面走向长度500m，倾斜长度100m，倾角为25°，煤层厚度为5m，煤的普氏系数为1.69，工作面实测煤的原始含水份为1.61％，透气性系数为1.11m2/MPa.d，注水参数：钻孔直径42mm；钻孔长度6.0m；封孔长度1.5m；钻孔间距3m；离顶高度lm；注水压力14.8Mpa。

采用实施例4的注水剂，比使用同等浓度的十二烷基苯磺酸钠注水剂湿润的范围扩大2倍，注水量提高2.5倍，单孔注水时间降低40％。

采用实施例5的注水剂，比使用同等浓度的十二烷基苯磺酸钠注水剂湿润的范围扩大3倍，注水量提高3.5倍，单孔注水时间降低55％。效果尤其显著。

所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种煤层注水增强剂组合物，其特征在于由a)30-50重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、b)20-40重量份的十二烷基苯磺酸钠、c)25-35重量份的琥珀酸二异辛酯磺酸钠、和d)1-3重量份的氯化钾组成，其中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中氧乙烯重复单元数为8-10，脂肪醇部分碳链长度为10-14。

2.根据权利要求1所述的煤层注水增强剂组合物，其中，a)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的含量为35-45重量份，b)十二烷基苯磺酸钠的含量为25-35重量份，c)琥珀酸二异辛酯磺酸钠的含量为25-30重量份，d)氯化钾的含量为1-3重量份。

3.根据权利要求1所述的煤层注水增强剂组合物，其中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中氧乙烯重复单元数为9，脂肪醇部分碳链长度为12。

4.根据权利要求1所述的煤层注水增强剂组合物，其中，a)脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的含量为40重量份，b)十二烷基苯磺酸钠的含量为30重量份，c)琥珀酸二异辛酯磺酸钠的含量为28重量份，d)氯化钾的含量为2重量份。

5.如权利要求1所述的煤层注水增强剂组合物在煤层注水中的应用。

6.一种煤层注水增强剂水溶液，其特征在于包括0.1％～0.2重量％的如权利要求1-4中任意一项的煤层注水增强剂组合物。

7.一种煤层注水增强剂组合物，其特征在于由a)30-50重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠；c)25-35重量份的琥珀酸二异辛酯磺酸钠组成，其中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中氧乙烯重复单元数为8-10，脂肪醇部分碳链长度为10-14。