本发明专利技术提供了一种低渗透煤层注水防冲增强剂，增强剂选择螯合型表面活性剂N‑酰基ED3A与无极电解质作为增强剂组合添加剂。N‑酰基ED3A可以和煤体内胶结的矿物质作用，将不溶态的胶结物转变为可溶态，形成非常稳定的螯合物，增加煤内部孔隙内径，增加水在孔隙内的流动性，同时N‑酰基ED3A还具有表面活性剂的特性，降低表面张力及增加煤的湿润性。
Anti-scour Reinforcement Agent for Water Injection in Low Permeability Coal Seam
【技术实现步骤摘要】
低渗透煤层注水防冲增强剂
专利技术属于煤层注液领域，具体涉及一种低渗透煤层注水防冲增强剂及注水效果检测装置，属于煤矿防冲
技术介绍
冲击地压是煤矿重大自然灾害之一，关系到矿井生产效益与矿山命运。而煤层注水技术能够改变煤体物理力学性质及围岩应力场分布，降低工作面动力灾害危险性，是一种常用的煤矿动力灾害防治技术。近几年我国各大煤矿多采用煤层注水防治冲击地压。随着我国煤炭消耗的急剧增加，煤矿开采深度也越来越深，深部煤体结造和应力环境更为复杂，引起煤力性质为和物理相态发生较大变化，冲击灾害逐渐显现，并有逐渐严重的趋势。由于开采深度的增加煤层注水收效甚微，煤层呈现新的特点‘低渗透’，由于渗透性低致使所注溶液在煤层中流动性差。目前现行常规的煤岩动力灾害预测方法主要是钻屑法。但是钻屑法作业时间长，工作量大，预测作业时间也较长，对生产有一定影响。所以本文提供一种注水效果检测装置包括电荷、电测发射仪、声发射仪，用来检测注水效果。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种低渗透煤层注水防冲增强剂及注水效果检测装置，该增强剂具有解络曾渗、降低水表面张力、增加湿润性、抗硬水性和生物降解性等特点，具体为是一种螯合型表面活性剂，集螯合剂与表面活性剂的优点。煤表面通常难以被水湿润，所以在煤层注水中通常添加表面活性剂降低水表面张力，使水更容易在煤的孔隙及裂隙中流动。但是随着开采深度的增加煤层低渗透的特点致使添加普通的表面活性剂注水效果的收效甚微，本专利技术选用的N-酰基ED3A可以将煤体中的金属离子从煤表面解络下来，打开煤次生孔隙，增加煤本身的孔隙率，在增加渗透性的同时N-酰基ED3A又可以降低水的表面张力。添加N-酰基ED3A可以解决煤体不易被湿润、低渗透的难点，N-酰基ED3A通过改变煤体的物理力学性质，使煤体脆性减弱，增加煤的动态破坏时间、降低煤的冲击倾向性。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术手段：本专利技术提供了一种低渗透煤层注水防治冲击地压增强剂，其特征在于，包括以下重量份组分：无机电解质0.001%-20%，螯合型表面活性剂0.001%-30%，其余为水。进一步的，包括以下重量份组分：氯化铵5%、螯合型表面活性剂N-酰基ED3A5%、水90%。进一步的确定合适注水参数选择注水位置，确定注水时间、注水压力、注水孔及抽采孔间距等参数。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术所述的低渗透性煤层注液装置，安全、成本低廉、注液均匀。2.本专利技术所述的螯合剂型表面活性剂可以和煤中的易沉淀离子形成稳定常数非常高具有环状结构的螯合物，使易沉淀离子从煤体表面解络下来，由不溶态的矿物质转变为可溶态的离子，从煤中分离出来。而分离出来的螯合物可避免二次沉淀。螯合作用后煤此生孔隙增加，溶液在媒体中的流动性大大增加，驱替瓦斯效果明显。同时螯合型表面活性剂还具有表面活性剂的特征既：降低溶液的表面张力、增加煤表满湿润性。3.本专利技术所述湿润剂组合成本低廉、绿色环保、优异的表面活性、螯合性、阻垢性、易于生物降解及对人体无毒无刺激等一系列优越的性能。4.本专利技术所述湿润剂组合可以与矿物质作用，矿物质是煤中最坚硬的部分，作用后煤的动态破坏时间增加，冲击倾向性降低。具体实施方式本专利技术提供了一种低渗透煤层注水防治冲击地压增强剂及注水装置用以解决低渗透性煤层易发生冲击地压及煤层注水效果差的技术问题，包括以下步骤：1）在低渗透煤层工作面打注水孔，孔深为50m、孔径为50mm。同时取煤样进行煤冲击倾向性实验。2）选择合适的增强剂组合为：N-酰基ED3A5%，氯化铵5%，水90%。3）增强剂进入煤体后通过表面活性剂的特性进入到煤层深部，过程中发生螯合作用可以将孔隙中的矿物质解络下来，增加孔隙内径，同时也可以开通新的孔隙。4）注水结束后将探测装置装在带裂缝的空心铁管4，然后用螺纹连接套管9一段一段的将铁管伸进注水孔中，插到底后开动驱动装置5时几种探头在注水孔内滑动，然后开的数据采集仪11开始采集数据。该装置可以集中探头反复在注水孔内工作。实施例11）本专利技术提供了一种低渗透煤层注水防治冲击地压增强剂在所注煤层取煤样，对煤样力学性质进行测定，分析注增强剂之前与之后及注水进行对比分析结果如表所示：由于深部开采后煤层低渗透低所以为了提高煤层注水效果需要提高渗透性，所以本专利技术者选择螯合型表面活性剂N-酰基ED3A与无极电解质作为增强剂组合添加剂。N-酰基ED3A可以和煤体内胶结的矿物质作用，将不溶态的胶结物转变为可溶态，形成非常稳定的螯合物，增加煤内部孔隙内径，增加水在孔隙内的流动性。同时增强剂N-酰基ED3A还具有非常高的表面活性，可以降低溶液的表面张力，添加无极电解质后降低增强降低表面张力的程度，降低表面张力后可以使溶液能进入到更加细微的孔隙中，同时增强剂N-酰基ED3A可吸附在煤表面，将煤表面吸附的瓦斯及CO2驱替，使瓦斯解析出来。根据表中数据所示的力学性质可知增强剂可以十分有效的防治冲击地压。增强剂的各组分浓度为：N-酰基ED3A5%，氯化铵5%，其余为水。2）在煤层中确定好注水孔的位置，然后利用钻机开始打孔。孔经为50mm、孔深为50m，打孔结束后进行瓦斯抽采，抽采结束后将注水管插进注水孔。确定注水时间为10天、注水压力为15MPa。3）增强剂N-酰基ED3A与煤体内胶结的矿物质作用打开孔隙，致使煤孔隙二次发育。同时降低溶液的表面张力，表面张力降低后溶液可以进入更加细微的孔隙。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术原理和精神的情况下对本专利技术实施例进行多种修改、替换、变化和变形，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低渗透煤层注水防冲增强剂，其特征在于，包括以下重量份组分：无机电解质 0.001%‑20%螯合型表面活性剂 0.001%‑30%其余为水。
【技术特征摘要】
1.一种低渗透煤层注水防冲增强剂，其特征在于，包括以下重量份组分：无机电解质0.001%-20%螯合型表面活性剂0.001%-30%其余为水。2.如权利要求1所述的低渗透煤层注水防冲增强剂，其特征在于：所述的无机电解质为氯化钠或氯化铵。3.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐连满，路凯旋，潘一山，郝喆，马柳，秦志娇，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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