|
4.3. Исследование кинетики влагонасыщения угля и десорбции сорбированных углеводородов при увлажнении угля газонаполненными растворами ПАВ Благодаря пористой структуре массив угля проницаем для жидкости (и газа) и способен вмещать некоторое количество ее в порах и трещинах, что и определяет возможность искусственного увлажнения угольных пластов. Трещины, пересекающие угольный пласт Е-5 весьма разнообразны по ориентировке по характеру поверхностей, образующихся при изломе, по частоте, протяженности и другим показателям. Проведенные расчеты по эскизам угля показывают, что количество трещин, нормальных к напластованию в 5 раз превышает количество трещин, расположенных в плоскости, перпендикулярной к напластованию угля. Для определения прироста влажности угля, обработанного газонаполненными растворами ПАВ, выполняли измерения прироста массы образца угля, для чего были рассчитаны коэффициенты влагонасыщения угля по формуле к =”bs=™S..10Q% (4.4) т о где то — масса исходного образца угля, г; mw масса увлажненного образца угля, г. Исследовался уголь пласта Е-5, марки Ж; куски массой 40 г. Объем автоклава 1000 мл, объем раствора смачивателя 100 мл. Увлажнение производили при следующих давлениях азота, МПа: 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0. Концентрации смачивателя составляли, %: 0; 0,5, 1,0. По рассчитанным по формуле (4.4) коэффициентам влагонасыщения были построены графики зависимости коэффициент влагонасыщения от давления азота (рис. 4.7). Графики представлены линейной зависимостью, которая может быть аппроксимирована уравнением: kw = кР + Ь, (4.5) где Р — давление азота, МПа; к коэффициент пропорциональности, b константа. 106 |
64 3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ УВЛАЖНЕНИЕ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ 3.1. Сущность метода Г1о современным представлениям ископаемые угли имеют сложную структуру. Первичными элементами ее являются кристаллиты, образованные отдельными молекулами вещества угля. Кристаллиты объединены в агрегаты-мицеллы. Как между кристаллитами, так и между мицеллами имеются пустоты (замкнутые и открытые), обуславливающие определенную пористость угля. Размер этих пустот (пор) по определению и расчетам различных авторов может быть до 200 мк. В угле имеются также и более крупные пустоты трещины тектонического происхождения, кливажные трещины и др. Общий, объем пустот пористость относительно велик и зависит от степени метаморфизма углей. В зоне влияния горных выработок в результате воздействия опорного давления объём угольного массива и его пористость могут уменьшаться. В призабойной части пласта при нарушении целостности массива и отжиме угля естественная трещиноватость увеличивается, и появляются дополнительные трещины, часто значительных размеров [25]. Благодаря пористой структуре массив угля проницаем для жидкости (и газа) и способен вмещать некоторое количество ее в порах и трещинах, что и определяет возможность искусственного увлажнения угольных пластов. Различные способы увлажнения сводятся к нагнетанию воды под давлением в пробуренные в угольном массиве и загерметизированные шнуры или скважины. В результате увеличения влажности угля достигается снижение запыленности воздуха при отбойке, погрузке и транспортировании. В ряде случаев при нагнетании происходит отжим угля, и крепость его уменьшается. Это позволяет применять менее энергоемкие способы отбойки, характеризующиеся меньшим пылеобразованием, что также сказывается на снижении запыленности воздуха в забое, и, следовательно, на безопасности труда и здоровье шахтеров. |