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瓦斯水合物生成控制因素探讨673441

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瓦斯 水合物 生成 控制 因素 探讨 673441
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  第 30卷 第 3期 煤     炭     学     报 30  3 2005年 6月 F   2005 文 章 编 号 : 0253 - 9993 (2005) 03 - 0283 - 05瓦 斯 水 合 物 生 成 控 制 因 素 探 讨吴   强 , 李 成 林 , 江 传 力(黑 龙 江 科 技 学 院 资 源 与 环 境 工 程 学 院 , 黑 龙 江 哈 尔 滨   150027)摘   要 : 提 出 了 向 煤 层 中 注 入 高 压 水 (含 增 溶 瓦 斯 的 表 面 活 性 剂 ) , 使 瓦 斯 和 水 生 成 固 态 水 合物 , 达 到 防 止 煤 与 瓦 斯 突 出 的 目 的 . 探 讨 了 在 煤 层 中 瓦 斯 水 合 物 生 成 的 控 制 因 素 , 并 通 过 实 验 观察 分 析 了 瓦 斯 水 合 物 生 成 和 分 解 的 特 性 . 到 目 前 为 止 , 通 过 改 变 表 面 活 性 剂 种 类 和 浓 度 , 生 成 实验 已 实 现 在 环 境 温 度 为 2217 ℃ 时 、 瓦 斯 压 力 为 2312 了 瓦 斯 水 合 物 ; 在 实 验 中 测 得 甲 烷水 合 物 分 解 速 度 为 218 × 10 - 2 h, 远 小 于 煤 层 瓦 斯 的 解 吸 速 度 . 可 见 , 一 般 矿 井 (非 高 温 )利 用 瓦 斯 水 合 作 用 防 治 瓦 斯 事 故 在 技 术 上 是 可 行 的 , 但 还 有 大 量 基 础 研 究 工 作 要 做 词 : 瓦 斯 ; 水 合 物 ; 控 制 因 素 ; 表 面 活 性 剂 ; 煤 与 瓦 斯 突 出中 图 分 类 号 :     文 献 标 识 码 : 日 期 : 2004 - 11 - 15基 金 项 目 : 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (50374037)作 者 简 介 : 吴   强 (1959 - ) , 男 , 山 东 临 沭 人 , 教 授 . 0451 - 88036481, E - on of ga s L I J 150027, of p to to to s at m or p D in of by Up to of in 10 - 2 h, is of in By of on 217 ℃ , p 312 It is it is to t in a of to be 水 合 物 是 分 子 量 较 小 的 甲 烷 等 气 体 在 一 定 条 件 下 与 水 相 互 作 用 形 成 的 类 似 冰 的 笼 型 晶 体 化 合 物 溶 液 中 含 有 的 可 生 成 水 合 物 的 气 体 在 一 定 的 温 度 和 压 力 下 过 饱 和 后 , 水 分 子 围 绕 气 体 分 子 通 过 氢 键 作用 形 成 多 面 体 笼 形 结 构 , 使 直 径 小 于 019 烷 、 乙 烷 、 二 氧 化 碳 等 气 体 分 子 被 包 络 , 形 成 这 些 气 体的 水 合 物 . 水 合 物 的 生 成 过 程 不 是 化 学 反 应 , 当 温 度 升 高 或 压 力 降 低 时 , 水 合 物 将 分 解 成 气 体 和 水 , 对 于饱 和 的 甲 烷 水 合 物 , 在 标 准 状 态 下 它 们 的 体 积 比 是 164∶ 1. 温 度 越 高 、 压 力 越 低 越 有 利 于 水 合 物 的 生 成 ,气 体 混 合 物 中 重 烃 比 例 越 高 越 有 利 于 水 合 物 的 生 成 瓦 斯 水 合 物 的 分 解 热 , 由 于 没 有 煤 体 等 多 孔 介 质 中 水 合 物 分 解 热 的 实 测 资 料 , 煤 层 瓦 斯 中 甲 烷 一般 所 占 比 例 在 90%以 上 , 笔 者 在 此 对 煤 体 中 甲 烷 水 合 物 分 解 吸 热 量 进 行 估 算 . 甲 烷 水 合 物 的 分 解 热 [ 1 ]取© 1995o.,   炭     学     报 2005年 第 30卷54119 按 煤 层 瓦 斯 含 量 10 t, 其 中 生 成 水 合 物 量 按 5 则 生 成 的 水 合 物 完 全 分 解 需 要12 096 量 , 常 温 下 煤 的 比 热 容 为 1100~ 1126 ( K) 计 , 如 果 水 合 物 分 解 所 需 热 量 全 部 来 自于 煤 体 , 可 以 使 煤 体 温 度 降 低 916~ 1211 ℃ / t. 假 设 水 合 物 分 解 所 需 热 量 来 自 煤 体 和 环 境 空 气 各 占 50% ,在 水 合 物 分 解 的 时 间 内 为 其 提 供 热 量 的 空 气 体 积 为 100 空 气 密 度 取 1125 kg/ 空 气 供 热 降 温 视 为定 压 过 程 , 比 热 容 取 11004 5 ( K) , 则 100 气 需 降 温 4812 ℃ , 意 味 着 工 作 面 温 度 如 果 是28 ℃ , 将 在 瞬 间 变 成 - 20 ℃ , 根 据 物 理 常 识 这 是 不 可 能 实 现 的 瓦 斯 主 要 以 甲 烷 为 主 , 但 也 含 有 数 量 不 等 的 乙 烷 和 丙 烷 等 重 烃 , 它 们 生 成 的 水 合 物 分 解 热 都 比 甲烷 高 , 分 解 时 需 要 更 多 的 热 量 . 大 部 分 瓦 斯 事 故 都 是 由 于 揭 煤 或 落 煤 时 大 量 瓦 斯 瞬 间 涌 出 造 成 的 , 因 此 ,延 缓 揭 煤 或 落 煤 时 瓦 斯 的 集 中 涌 出 是 防 止 瓦 斯 事 故 的 有 效 途 径 . 瓦 斯 水 合 物 具 有 高 密 度 吸 收 和 固 定 甲 烷 等小 分 子 气 体 和 在 分 解 时 需 要 吸 收 热 量 的 特 性 . 采 用 中 高 压 注 水 和 向 水 中 添 加 有 利 于 水 合 物 生 成 的 表 面 活 性剂 的 方 法 , 使 煤 层 中 的 大 部 分 瓦 斯 以 水 合 物 形 态 存 在 , 大 大 降 低 了 煤 层 的 瓦 斯 压 力 和 瓦 斯 压 力 梯 度 . 当 采掘 工 作 揭 露 煤 层 时 , 水 合 状 态 的 瓦 斯 分 解 需 要 吸 收 大 量 的 热 量 , 而 煤 和 空 气 的 热 容 小 、 导 热 性 差 , 破 煤 时由 于 热 量 供 给 不 足 , 瓦 斯 水 合 物 在 瞬 间 难 以 融 化 分 解 而 形 成 高 压 瓦 斯 流 , 就 可 避 免 煤 与 瓦 斯 突 出 事 故 的 发生 [ 2 ]. 因 此 , 研 究 甲 烷 水 合 物 在 煤 层 中 形 成 机 理 和 融 化 分 解 的 影 响 因 素 , 使 瓦 斯 水 合 原 理 防 治 瓦 斯 事 故实 现 工 业 化 应 用 , 将 对 煤 矿 安 全 生 产 具 有 重 要 意 义 瓦 斯 水 合 物 的 形 成 条 件一 般 来 说 , 瓦 斯 水 合 物 的 生 成 必 需 满 足 特 定 的 物 质 条 件 和 理 化 条 件 . 物 质 条 件 包 括 瓦 斯 、 水 、 储 存 水合 物 的 空 间 、 封 闭 水 合 物 的 盖 层 ; 理 化 条 件 主 要 包 括 水 合 物 形 成 必 需 的 温 度 和 压 力 条 件 瓦 斯 来 源在 煤 层 中 生 成 水 合 物 所 需 瓦 斯 来 源 于 煤 层 本 身 和 围 岩 及 煤 系 地 层 . 煤 岩 中 既 有 在 沉 积 成 煤 过 程 中 形 成的 原 生 孔 隙 , 又 有 成 煤 后 受 构 造 破 坏 所 形 成 的 次 生 孔 隙 , 其 孔 隙 类 型 和 连 通 程 度 变 化 很 大 , 它 们 互 相 组 合形 成 裂 隙 性 多 孔 介 质 , 为 瓦 斯 的 储 存 和 运 移 提 供 了 空 间 和 通 道 . 当 温 度 和 压 力 条 件 适 合 时 可 生 成 瓦 斯 水 合物 , 随 着 瓦 斯 水 合 物 的 生 成 消 耗 大 量 瓦 斯 导 致 该 处 的 瓦 斯 压 力 下 降 , 周 围 区 域 的 瓦 斯 在 压 力 梯 度 的 驱 动 下将 向 瓦 斯 水 合 物 生 成 区 域 运 移 , 而 且 煤 与 瓦 斯 突 出 煤 层 的 瓦 斯 含 量 高 和 瓦 斯 压 力 梯 度 大 , 因 此 生 成 水 合 物有 充 足 的 气 源 供 应 . 另 外 , 的 研 究 表 明 [ 3 ] , 在 天 然 多 孔 介 质 中 的 溶 解 气 体 生 成 水 合 物 要 比 在 气 相 环 境 中 容 易 , 在 多 孔 介 质 中 溶 解 气 体 含 量 比 水 合 物 在 游 离 气 中 生 成 时 所 达 到 的 气 体 峰 值 含 量 低40%的 情 况 下 , 仍 然 能 够 在 水 溶 液 中 生 成 水 合 物 煤 层 孔 隙 结 构煤 和 岩 石 是 具 有 不 同 直 径 的 孔 隙 和 不 同 宽 度 的 裂 隙 、 微 裂 隙 的 多 孔 介 质 . 孔 隙 率 由 原 生 结 构 形 态 和 后期 构 造 破 坏 程 度 决 定 , 一 般 受 构 造 破 坏 程 度 影 响 变 化 较 大 , 张 井 等 人 通 过 压 汞 试 验 和 扫 描 电 镜 观 察 对 淮 北矿 区 8号 煤 层 的 研 究 结 果 [ 4 ] (表 1) 充 分 证 明 了 这 一 点 . 国 内 外 瓦 斯 研 究 资 料 证 实 , 82%以 上 的 煤 与 瓦 斯突 出 发 生 在 地 质 异 常 区 , 这 类 地 区 煤 层 受 构 造 破 坏 在 煤 层 中 形 成 大 量 节 理 和 微 裂 隙 , 增 大 了 煤 岩 的 孔 隙 性和 相 互 间 连 通 性 . 因 此 , 研 究 这 类 煤 层 的 孔 隙 变 化 及 微 结 构 , 对 瓦 斯 水 合 物 在 煤 层 中 是 否 有 足 够 的 生 成 和储 存 空 间 具 有 特 定 意 义 指 出 的 是 , 在 20 ℃ 左 右 的 温 度 条 件 下 , 必 须 采 用 高 压 注 水 来 提 供 煤 层 中 瓦 斯 生 成 水 合 物 所 需 的压 力 . 这 意 味 着 瓦 斯 水 合 物 只 能 在 高 压 水 到 达 的 孔 隙 和 裂 隙 中 形 成 , 秦 文 贵 等 人 对 南 桐 等 5个 煤 矿 煤 样 的研 究 [ 5 ]表 明 , 当 水 压 为 5~ 8 在 煤 层 注 水 时 水 能 够 向 煤 体 中 渗 透 并 储 存 的 最 小 孔 隙 直 径 为 0107~0122μ m, 平 均 为 0114μ m. 以 鄂 尔 多 斯 煤 田 为 例 , 根 据 杨 起 等 人 对 部 分 煤 层 煤 样 压 汞 实 验 研 究 结 果 [ 6 ](表 2) , 煤 体 孔 喉 均 值 一 般 为 可 注 水 孔 隙 直 径 均 值 的 10~ 100倍 , 表 明 煤 层 既 有 足 够 的 注 水 通 道 , 又 有 储存 生 成 水 合 物 的 空 间 . 以 孔 隙 度 为 10%、 可 注 水 孔 隙 为 50%计 算 , 每 吨 煤 可 生 成 并 储 存 瓦 斯 水 合 物 为0105 换 算 成 气 态 约 812 1995o., 期 吴   强 等 : 瓦 斯 水 合 物 生 成 控 制 因 素 探 讨表 1  淮 北 矿 区 8号 煤 层 孔 隙 特 征  l ua im in 破 坏程   度孔 隙 总 体 积/ 孔 隙 率/%各 类 孔 所 占 空 隙 总 体 积 百 分 率 /%大 孔 中 孔 过 渡 孔 微 孔原 生 结 构 煤       01041 3 6135 46173 7175 30102 15150构 造 破 坏 程 度 居 中 01067 1 8142 56178 8194 23125 11103构 造 破 坏 程 度 严 重 01071 9 9111 38153 26101 26115 9132注 : 大 孔 喉 道 宽 度 > 110μ m; 中 孔 喉 道 宽 度 011~ 110μ m; 过 渡 孔 喉 道 宽 度 0110~ 0101μ m; 微 孔 喉 道 宽 度 < 0101μ   部 分 煤 层 样 品 压 汞 实 验 结 果  p im en t of l 孔 隙 度 /% 孔 喉 均 值 /μ m 产 地 孔 隙 度 /% 孔 喉 均 值 /μ 府 谷   6151 2181~ 1132 甘 肃 华 亭 矿 5120 10196~ 0164新 疆 裕 民   8176 14169~ 2174 东 胜 鑫 源 矿 29120 10125~ 0117山 西 柳 林   10131 5133 宁 夏 灵 新 矿 20100 10188~ 0141陕 西 韩 成   4130 13188~ 1196 神 府 华 石 岩 矿 10137 11162~ 1115山 西 河 津   5190 9160~ 0118 神 北 柠 条 塔 5140 11133~ 0165陕 西 宝 德   3160 9161~ 0124 榆 林 跳 沟 13180 13175~ 1165陕 西 畔 畔 塔 3110 10115~ 0135 宁 夏 汝 箕 沟 13150 11173~ 0177113  瓦 斯 水 合 物 形 成 的 热 力 学 条 件瓦 斯 水 合 技 术 能 否 应 用 于 矿 井 , 关 键 之 一 是 在 煤 (岩 ) 层 的 温 度 和 压 力 条 件 下 瓦 斯 能 否 生 成 水 合 物 形 成 水 合 物 都 有 临 界 温 度 , 一 般 情 况 下 当 温 度 超 过 其 临 界 温 度 时 , 无 论 压 力 多 高 也 不 会 生 成 水 合 物 瓦 斯 中 甲 烷 、 乙 烷 、 丙 烷 、 、 、 二 氧 化 碳 、 硫 化 氢 等 主 要 气 体 在 纯 水 中 单 独 生 成 水 合 物的 临 界 温 度 [ 7 ]分 别 为 4710, 1415, 515, 215, 110, 1010, 2910 ℃ 前 开 采 深 度 条 件 下 , 煤 层 温 度 一 般 在 15~ 40 ℃ , 因 此 , 从 理 论 上 讲 , 瓦 斯 中 乙 烷 以 上 的 重 烃 已不 可 能 单 独 形 成 水 合 物 , 只 有 当 甲 烷 压 力 足 够 高 时 , 才 能 在 煤 层 中 形 成 水 合 物 利 用 高 压 设 备 对 纯 水 体 系 中 甲 烷 水 合 物 生 成 平 衡 参 数 进 行 了 实 验 测 定 , 结 果 [ 8 ]见 表 3可 见 , 在 目 前 开 采 深 度 的 地 温 条 件 下 , 生 成 瓦 斯 水 合 物 需 要 较 高 的 瓦 斯 压 力 . 例 如 , 当 煤 层 温 度 为2218 ℃ 时 , 甲 烷 需 要 3318 力 才 能 生 成 水 合 物 . 虽 然 在 煤 层 中 由 于 地 温 的 原 因 在 原 始 瓦 斯 压 力 条件 下 不 能 自 然 生 成 瓦 斯 水 合 物 , 但 可 以 通 过 以 煤 层 注 水 的 方 式 来 提 供 水 合 物 生 成 所 需 的 压 力 . 我 国 防 尘 注水 大 多 采 用 中 压 或 中 高 压 , 高 压 注 水 压 力 为 16~ 32 而 超 高 压 注 水 压 力 大 于 32 已 有 的 注 水 泵(或 乳 化 液 泵 ) 和 成 熟 的 煤 层 注 水 工 艺 可 以 为 生 成 水 合 物 提 供 足 够 高 的 压 力   高 压 下 甲 烷 水 合 物 平 衡 参 数  of ga s te a t h 温 度 /℃ 1713 2218 2618 3313 3619 4012 4313 4613压 力 /6140 33180 58163 114120 157133 212156 279185 378186114  其 它 因 素在 煤 层 中 瓦 斯 水 合 物 的 生 成 还 要 受 瓦 斯 含 量 和 组 分 、 孔 隙 水 含 电 解 质 成 分 和 浓 度 等 的 影 响 . 甲 烷 中 混有 乙 烷 、 丙 烷 等 低 碳 烃 类 气 体 时 有 利 于 水 合 物 的 生 成 . 压 力 越 高 、 温 度 越 低 , 越 有 利 于 形 成 水 合 物 , 重 烃和 二 氧 化 碳 含 量 越 高 , 越 有 利 于 水 合 物 的 形 成 . 研 究 表 明 , 在 煤 化 作 用 过 程 中 , 重 烃 主 要 产 出 于 气 煤 到 瘦煤 的 煤 化 阶 段 , 含 量 高 时 可 以 达 到 10%以 上 , 甚 至 28183% (北 票 台 吉 ). 我 国 大 部 分 煤 田 的 煤 阶 属 中 阶582© 1995o.,   炭     学     报 2005年 第 30卷烟 煤 , 具 备 生 成 重 烃 的 条 件 [ 9 ] , 必 将 大 大 有 利 于 瓦 斯 水 合 物 的 生 成 初 步 实 验 结 果 与 分 析笔 者 利 用 自 制 设 备 开 展 了 瓦 斯 在 各 种 表 面 活 性 剂 水 溶 液 中 生 成 水 合 物 的 初 步 实 验 研 究 工 作 , 测 定 了 水合 物 生 成 过 程 中 高 压 釜 内 温 度 和 压 力 的 变 化 , 并 通 过 观 察 窗 对 水 合 物 的 生 成 和 生 长 过 程 进 行 了 摄 像 . 同时 , 对 甲 烷 水 合 物 在 常 温 、 常 压 条 件 下 融 化 分 解 过 程 进 行 了 观 察 . 到 目 前 为 止 , 最 理 想 的 实 验 结 果 是 环 境温 度 为 2217 ℃ 、 瓦 斯 压 力 为 2312 成 了 水 合 物 表 面 活 性 剂 对 水 合 物 形 成 的 促 进 作 用实 验 研 究 表 明 , 表 面 活 性 剂 在 水 溶 液 中 达 到 临 界 胶 束 浓 度 后 , 会 显 著 改 变 水 合 物 生 成 的 动 力 学 特 征 物 生 成 的 难 易 与 气 体 在 水 溶 液 中 的 溶 解 度 密 切 相 关 , 只 有 溶 解 在 溶 液 中 的 气 体 过 饱 和 后 , 才 会 有 水 合物 生 成 . 由 于 甲 烷 在 水 中 的 溶 解 度 很 小 , 所 以 在 静 止 的 纯 水 中 , 水 合 物 生 成 的 诱 导 时 间 长 , 而 且 生 长 速 度慢 . 实 验 研 究 表 明 , 在 静 止 的 纯 水 系 统 中 (在 415 276 下 ) , 28 水 合 物 生 成 , 而 在 静止 的 含 表 面 活 性 剂 系 统 中 , 大 约 115 成 水 合 物 . 表 面 活 性 剂 对 水 合 物 生 成 有 很 好 的 促 进 作 用 , 一 方面 在 水 溶 液 中 表 面 活 性 剂 将 显 著 降 低 溶 液 的 表 面 张 力 , 同 时 表 面 活 性 剂 胶 束 的 存 在 还 将 改 变 溶 质 和 溶 剂 分子 间 力 , 升 高 被 溶 解 气 体 的 化 学 势 而 起 到 增 溶 作 用 ; 另 一 方 面 , 在 纯 水 体 系 中 水 合 物 一 般 首 先 在 气 面 生 成 , 而 在 表 面 活 性 剂 水 溶 液 中 , 水 溶 液 中 形 成 的 表 面 活 性 剂 胶 束 中 溶 解 有 大 量 的 气 体 , 这 样 水 合 物 的生 成 也 同 时 可 以 在 水 溶 液 内 部 发 生 , 提 高 了 水 合 物 的 生 长 速 度 . 当 向 煤 体 注 入 的 高 压 水 中 含 有 适 量 的 表 面活 性 剂 时 , 部 分 活 性 剂 将 强 烈 地 吸 附 在 煤 体 裂 隙 内 表 面 并 以 胶 束 或 定 向 吸 附 的 形 式 存 在 . 这 样 , 在 煤 体 内表 面 的 胶 束 吸 附 层 更 易 于 捕 捉 瓦 斯 分 子 , 即 活 性 剂 吸 附 在 煤 体 内 表 面 使 瓦 斯 溶 解 度 增 加 , 从 而 有 利 于 水 合物 生 成 水 合 物 生 成 模 式实 验 发 现 , 在 可 视 化 钢 制 高 压 容 器 中 , 水 合 物 最 先 在 溶 液 与 甲 烷 的 交 界 线 上 生 成 (图 1) , 而 且 快 速向 上 、 下 扩 展 生 长 . 通 过 水 合 物 形 成 过 程 观 察 发 现 , 各 向 生 长 是 不 均 匀 的 , 生 长 快 的 部 分 达 到 一 定 质 量 即向 水 中 下 沉 , 生 长 所 需 水 分 靠 水 合 物 层 内 部 孔 隙 的 虹 吸 作 用 吸 上 来 的 水 提 供 , 凸 出 水 面 的 部 位 还 可 以 向 上生 长 , 加 上 挤 压 和 整 体 膨 胀 , 最 终 形 成 不 规 则 形 状 (图 2). 对 煤 体 而 言 , 孔 隙 结 构 使 瓦 斯 和 水 的 接 触 面大 大 增 加 , 将 降 低 水 合 物 生 成 的 诱 导 时 间 , 提 高 水 合 物 的 生 长 速 度 . 因 此 , 在 煤 层 中 水 合 物 会 快 速 生 成 水 合 物 的 透 气 性有 研 究 者 认 为 : 纯 水 体 系 中 水 合 物 的 生 成 可 能 首 先 在 气 - 液 界 面 发 生 , 而 生 成 的 水 合 物 覆 盖 在 水 面上 , 妨 碍 了 水 合 物 继 续 生 成 . 笔 者 实 验 发 现 , 水 合 物 气 面 生 成 后 , 还 会 迅 速 向 下 生 长 , 表 明 水 合 物是 非 致 密 的 固 态 物 , 取 出 的 水 合 物 外 观 类 似 于 家 用 冰 箱 冷 冻 室 生 成 的 白 色 不 透 明 的 冰 雪 冰 (图 3) , 孔 隙发 育 , 不 能 阻 碍 高 压 气 体 的 通 过 . 这 一 点 可 解 除 人 们 对 瓦 斯 水 合 物 在 气 界 面 附 近 生 成 后 , 水 合 物 带682© 1995o., 期 吴   强 等 : 瓦 斯 水 合 物 生 成 控 制 因 素 探 讨阻 碍 瓦 斯 进 入 水 溶 液 继 续 生 成 水 合 物 的 担 忧 甲 烷 水 合 物 的 融 化在 常 温 、 常 压 条 件 下 分 解 速 度 缓 慢 . 例 如 , 直 径 8 厚 3 柱 体 甲 烷 水 合 物 , 在 标 准 状 态 下完 全 分 解 耗 时 42 m 计 算 可 得 分 解 速 度 [ 10 ]为 218 × 10 - 2 h, 远 小 于 煤 层 瓦 斯 解 吸 速 度 . 甲 烷 水 合 物的 这 一 特 性 为 在 开 采 时 可 以 利 用 水 合 作 用 防 止 煤 与 瓦 斯 突 出 和 采 落 煤 炭 中 瓦 斯 大 量 涌 出 提 供 了 实 验 证 据 为 瓦 斯 水 合 物 融 化 时 在 表 面 产 生 的 气 泡 结     论根 据 已 取 得 的 实 验 数 据 分 析 , 从 技 术 角 度 来 说 在 温 度 不 高 于 22 ℃ 的 条 件 下 , 采 用 人 工 方 法 可 以 使 瓦斯 生 成 水 合 物 . 溶 液 中 表 面 活 性 剂 的 含 量 达 到 或 超 过 临 界 胶 束 含 量 时 , 表 面 活 性 剂 可 促 进 水 合 物 的 生 成 ,减 少 水 合 物 生 成 的 诱 导 时 间 . 这 一 作 用 可 用 于 控 制 水 合 物 生 成 时 间 . 实 验 发 现 , 表 面 活 性 剂 种 类 和 浓 度 不同 , 促 进 水 合 物 生 成 的 效 果 不 同 . 从 笔 者 已 试 用 过 的 表 面 活 性 剂 来 看 , 促 进 效 果 依 次 为 吐 温 40、 吐 温 80、十 六 烷 基 苯 磺 酸 钠 、 十 二 烷 基 硫 酸 钠 、 壬 基 酚 醚 . 以 瓦 斯 水 合 物 生 成 实 验 来 说 , 表 面 活 性 剂 主 要 改 变 的 是动 力 学 特 征 , 加 入 乙 烷 、 丙 烷 、 二 氧 化 碳 等 气 体 改 变 的 是 热 力 学 条 件 瓦 斯 水 合 作 用 原 理 预 防 煤 与 瓦 斯 突 出 技 术 上 是 可 行 的 , 但 还 有 大 量 的 基 础 研 究 工 作 需 要 做 文 献 :[ 1 ]   P. of in 5 70 K p of of as by J ]. 1986 (18) : 915~ 921.[ 2 ]   W u Q on p J ]. 2003, 13 (1) : 7~ 10.[ 3 ]   A. 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