表面活性剂提升水润湿煤尘作用机制的分子改性研究

标题：“表面活性剂提高水润湿煤尘作用机理”深入探讨了在矿井开采过程中，如何通过表面活性剂的作用来优化煤尘的湿润性，这对于控制尘埃飞扬、改善工作环境和提升开采效率具有重要意义。该研究结合分子热力学和表面物理化学原理，解析了水与煤尘之间微观作用的机理，指出水润湿煤尘的本质是分子间短程和长程相互作用力的综合效应。 具体来说，表面活性剂作为改性剂，通过其独特的分子结构，能够在煤尘表面形成一层亲水性的薄膜，增强了水分子与煤尘颗粒间的吸附力。这不仅降低了水的表面张力，使得水更容易润湿煤尘，同时也减少了煤尘与水界面的表面张力，使得体系的自由能下降。这种变化使得煤尘更容易被水分润，对于减少粉尘爆炸风险以及提高湿式作业条件下的采掘效率具有积极影响。 文章中提到了一个实际的案例，例如SS参-003水平井，通过对地应力的测量，研究者发现最大主应力为30.76MPa，最小主应力为19.53MPa，垂直主应力为20.79MPa，这些数据为理解煤层压力分布提供了依据。同时，煤层压裂地应力测试结果显示，随着深度增加，地应力呈现出线性增长的趋势，并且特定于平顶山十三矿的应力分布特性与全球地应力分布特征相吻合。 然而，由于煤层的特殊性和测试深度较深，传统的裂缝监测方法如印模和钻孔相机难以准确测定裂缝延伸方向。因此，尽管不能直接获取实测应力方向，但通过统计分析发现，区域地应力的最大主应力主要朝北东东方向，中间主应力接近垂直，而最小主应力则为北北西方向，且存在明显的水平分布特征。 这项研究不仅提供了理论上的指导，也为实际矿井操作中的水处理和尘埃控制提供了科学依据，对于保障矿工健康和提升生产效率具有重要的实践价值。通过深入理解表面活性剂在煤尘湿润过程中的作用，我们可以更好地控制和管理矿井环境，降低安全风险。