[發(fā)明專利]一種用于煤層注水高效滲透潤(rùn)濕型增潤(rùn)劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011212194.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN112321771B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周剛;張清濤;牛琛茜;邢夢(mèng)瑤;孫彪;王存民;王俊朋;王凱麗;段晉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F251/02
• 分類號(hào): C08F251/02;C08F220/68;C08F220/56;C09K3/22
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 盛君梅

本發(fā)明屬于礦井防塵用抑塵劑技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于煤層注水高效滲透潤(rùn)濕型增潤(rùn)劑及其制備方法，按照質(zhì)量百分比由1.25％的羥乙基纖維素、2.5％～4.5％的硬脂酰丙烯酸甲酯、1％～3％的丙烯酰胺、0.1％～0.5％的引發(fā)劑、0.0～0.5％的滲透劑、0.0～0.5％的潤(rùn)濕劑以及水組成。本發(fā)明的增潤(rùn)劑極大地提高了其自身的親油性，潤(rùn)濕性極好，能夠提高水對(duì)煤層的潤(rùn)濕性，有利于從源頭減少在煤炭開采的產(chǎn)塵量。本發(fā)明滲透劑為十二烷基硫酸鈉，為陰離子表面活性劑，潤(rùn)濕劑為脂肪醇聚氧乙烯醚，為非離子表面活性劑，不同離子的兩種表面活性劑相互作用，共同促進(jìn)溶液對(duì)煤層的滲透?潤(rùn)濕。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦井防塵用抑塵劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于煤層注水高效滲透潤(rùn)濕型增潤(rùn)劑及其制備方法。

背景技術(shù)

目前：煤炭作為我國(guó)的主要能源，具有無(wú)法替代的地位。隨著煤礦開采過(guò)程中機(jī)械化水平的不斷提高，作業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的粉塵也嚴(yán)重超標(biāo)，嚴(yán)重威脅著礦工身體健康。在因工作環(huán)境接觸各類職業(yè)危害引發(fā)的職業(yè)安全健康問題中，其中以煤工塵肺為主的職業(yè)病新發(fā)病例數(shù)、累計(jì)病例數(shù)和死亡病例數(shù)均居世界首位。截止2018年底，累計(jì)報(bào)告職業(yè)病97.5萬(wàn)例，其中，職業(yè)性塵肺病87.3萬(wàn)例，約占報(bào)告職業(yè)病病例總數(shù)的90％；據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)煤礦每年因塵肺病死亡人數(shù)約1900人，是礦難和其他工傷事故死亡礦工數(shù)量6倍之多，煤塵污染已成為煤炭安全高效生產(chǎn)的巨大威脅。因此，降低煤礦開采過(guò)程中的粉塵濃度，防止煤炭開采、儲(chǔ)存、裝卸及運(yùn)輸過(guò)程中二次揚(yáng)塵，是首要需要解決的問題。

因此為了從源頭減少粉塵的產(chǎn)生量，通常會(huì)采用煤層注水的方式預(yù)先潤(rùn)濕煤層，以減少在開采過(guò)程中的粉塵產(chǎn)生量。但是，隨著煤炭開采深度增加，低滲透性煤炭增多，使得水和煤炭之間的親和力更加羸弱，使得水很難潤(rùn)濕煤層，因此這也導(dǎo)致煤層注水的減塵效果并不理想。

通過(guò)上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺陷為：現(xiàn)有水對(duì)煤層潤(rùn)濕效果較差。

解決以上問題及缺陷的難度為：隨著開采深度的增加，低滲透性煤炭增多，使得水和煤炭之間的親和力更加羸弱，導(dǎo)致水很難潤(rùn)濕煤層，最終影響煤層注水的減塵效果。

解決以上問題及缺陷的意義為：有利于提高水與煤炭之間的親和力，更有效的使煤炭得到潤(rùn)濕，從而有利于降低在煤炭開采時(shí)的產(chǎn)塵量。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種用于煤層注水高效滲透潤(rùn)濕型增潤(rùn)劑及其制備方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于煤層注水高效滲透潤(rùn)濕型增潤(rùn)劑，所述用于煤層注水高效滲透潤(rùn)濕型增潤(rùn)劑按照質(zhì)量百分比由1.25％的羥乙基纖維素、2.5％～4.5％的硬脂酰丙烯酸甲酯、1％～3％的丙烯酰胺、0.1％～0.5％的引發(fā)劑、0.0～0.5％的滲透劑、0.0～0.5％的潤(rùn)濕劑以及水組成；水補(bǔ)足至100％。滲潤(rùn)劑為0時(shí)，是為了考察不添加滲透劑和潤(rùn)濕劑時(shí)增潤(rùn)劑的各項(xiàng)性能指標(biāo)，判斷不添加滲透劑和潤(rùn)濕劑的增潤(rùn)劑的潤(rùn)濕性是否優(yōu)于水的潤(rùn)濕性性

進(jìn)一步，所述引發(fā)劑為硝酸鈰銨。

進(jìn)一步，所述滲透劑為十二烷基硫酸鈉；所述潤(rùn)濕劑為脂肪醇聚氧乙烯醚。

進(jìn)一步，所述用于煤層注水高效滲透潤(rùn)濕型增潤(rùn)劑在400ml水中的最優(yōu)配比為羥乙基纖維素：硬脂酰丙烯酸甲酯：丙烯酰胺＝1:1:1，硝酸鈰銨：水＝1:500，十二烷基硫酸鈉：脂肪醇聚氧乙烯醚＝3:1。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備所述用于煤層注水高效滲透潤(rùn)濕型增潤(rùn)劑的制備方法，所述用于煤層注水高效滲透潤(rùn)濕型增潤(rùn)劑的制備方法包括：

步驟一，將羥乙基纖維素裝入有蒸餾水的三口燒瓶中并通入氮?dú)猓M(jìn)行糊化，得到第一溶液；

步驟二，待第一溶液糊化后進(jìn)行冷卻，并分別加入硬脂酰丙烯酸甲酯和丙烯酰胺，待硬脂酰丙烯酸甲酯和丙烯酰胺完全溶解后，加入硝酸鈰銨，保持水浴加熱；