【摘 要】
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冲击地压是煤矿开采过程中发生的一种危害极大的环境地质灾害。煤层注水技术因其可以有效湿润煤体,具有降低煤尘量、驱替瓦斯、防治冲击地压等作用,成为目前最有效、应用最为广泛的冲击地压防治方法之一。在煤层注水实际工程中,通常会通过添加表面活性剂降低溶液的表面张力,提高注水效果。但随着深部煤层的开采,煤层地应力增大、渗透性降低,添加表面活性剂的煤层注水不能有效润湿煤体,达到防治冲击地压的目的。基于上述问题,
【基金项目】
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兴辽人才项目（XLYC1801010）“煤矿冲击地压微震、电荷监测及吸能支护研究”； 国家自然科学基金项目（51904141）“矿井深部防水煤柱超低摩擦滑动型冲击地压机理研究”；
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冲击地压是煤矿开采过程中发生的一种危害极大的环境地质灾害。煤层注水技术因其可以有效湿润煤体,具有降低煤尘量、驱替瓦斯、防治冲击地压等作用,成为目前最有效、应用最为广泛的冲击地压防治方法之一。在煤层注水实际工程中,通常会通过添加表面活性剂降低溶液的表面张力,提高注水效果。但随着深部煤层的开采,煤层地应力增大、渗透性降低,添加表面活性剂的煤层注水不能有效润湿煤体,达到防治冲击地压的目的。基于上述问题,本文提出了一种由传统表面活性剂与螯合剂亚氨基二琥珀酸四钠（IDS）复配而成的复合湿润剂,能够充分发挥两者的优势,改变煤体的物理力学性质,增强煤体湿润性,提高煤层注水效果。通过测定不同质量浓度溶液的表面张力及接触角,对表面活性剂单体溶液的性质进行研究;将表面活性剂与螯合剂亚氨基二琥珀酸四钠（IDS）进行复配,通过复配溶液的表面张力、接触角及煤表面含氧官能团的变化情况,确定用于煤层注水的复合湿润剂最佳配方为螯合剂亚氨基二琥珀酸四钠（IDS）、脂肪醇聚氧乙烯醚（JFCS）,两者质量浓度均为0.05%,复配比例为1:1。对复合湿润剂作用后的煤体物理力学性质进行了测定,结果表明:复合湿润剂可以提高煤体的含水率,降低单轴抗压强度σc和冲击能量指数KE,增加动态破坏时间DT,从而降低煤的冲击倾向性,达到防治冲击地压的目的。基于冲击地压扰动失稳理论,对复合湿润剂注水防治冲击地压的机理进行分析,结果表明:复合湿润剂可以溶解煤中矿物质,改变煤的物理力学性质,降低冲击倾向性指数K,减小内摩擦角φ和单轴抗压强度σc,从而提高巷道发生冲击地压灾害时的临界软化区半径ρcr及临界载荷Pcr,降低冲击地压发生的危险。同时根据红阳三矿703工作面的实际工程情况,对现场注水方案进行设计。煤层注水添加复合湿润剂可以有效增强煤体润湿效果,改变煤体的物理力学性质,降低煤体的冲击倾向性,提高注水效果,为冲击地压的防治提供技术支持。
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