|
от условий, имеющих место в массиве угля, не позволяет оценить водопроницаемость угольных пластов по данным этих лабораторных опытов. Интересные определения водопроницаемости угля в лабораторных условиях были проведены в Англии [118]. Вырезанные из угольного пласта кубики размером около 30*30x30 см помещались в специальный прибор, позволяющий подвергать их одностороннему сжатию с нагрузкой до 6,86*106 Н/м2 и одновременно профильтровывать воду в направлении, перпендикулярномприложенной нагрузке. Фильтрация воды производилась при давлении от 0,7 до 4,2 МПа при свободном истечении ее из испытуемого образца. Проницаемость угля оценивалась в условных единицах — по «объемному расходу воды в единицу времени». Основные выводы, к которым пришли исследователи, следующие. 1. При равных условиях проницаемость угля при фильтрации воды с течением времени несколько уменьшается, что объясняется увеличением объема угля при увлажнении и уменьшением размера фильтрующих пор. 2. Водопроницаемость по напластованию в 3 4 раза больше, чем вкрест напластования. 3. При увеличении давления воды проницаемость угля увеличивается, что предположительно объясняется деформацией испытуемого образца под действием давления воды. 4. Увеличение нагрузки на образец уменьшает проницаемость угля вследствие уменьшения размера фильтрующих пор при сжатии угля. Обобщение результатов исследований фильтрационных свойств углей, проведенных различными авторами, позволяет сделать вывод, что величина проницаемости угольного пласта определяется многими факторами и весьма различна даже для одного пласта. Это не позволяет определять ее по данным лабораторных опытов и требует проведения соответствующих экспериментов в условиях шахт. Вместе с тем, большинство предложенных способов определения фильтрационных свойств угольного пласта не позволяет объективно оценить величину водопроницаемости. 72 |
75 позволяет оценить водопроницаемость угольных пластов по данным этих лабораторных опытов. Интересные определения водопроницаемости угля в лабораторных условиях были проведены в Англии [107]. Вырезанные из угольного пласта кубики размером около 30x30x30 см помещались в специальный прибор, ( позволяющий подвергать их одностороннему сжатию с нагрузкой до /у 0,0686 Н/м" и одновременно профильтровывать воду в направлении, перпендикулярном приложенной нагрузке. Фильтрация воды производилась при давлении от 0,7 до 4,2 МПа, при свободном истечении ее из испытуемого образца. Проницаемость угля оценивалась в условных единицах — по объемному расходу воды в единицу времени». Основные выводы, к которым пришли исследователи, следующие. 1. При равных условиях проницаемость угля при фильтрации воды с течением времени несколько уменьшается, что объясняется увеличением объема угля при увлажнении и уменьшением размера фильтрующих пор. 2. Водопроницаемость по напластованию в 3 4 раза больше, чем вкрест напластования. 3. При увеличении давления воды проницаемость угля увеличивается, что предположительно объясняется деформацией испытуемого образца под действием давления воды. 4. Увеличение нагрузки на образец уменьшает проницаемость угля вследствие уменьшения размера фильтрующих пор при сжатии угля. Обобщение результатов исследований фильтрационных свойств углей, проведенных различными авторами, позволяет сделать вывод, что величина проницаемости угольного пласта определяется многими факторами и весьма различна даже для одного пласта. Это не позволяет определять ее по данным лабораторных опытов и требует проведения соответствующих экспериментов в условиях шахт. Вместе с тем, большинство предложенных 76 способов определения фильтрационных свойств угольного пласта не позволяет объективно оценить величину водопроницаемости. 3.3. Основные закономерности процесса нагнетания воды в угольный пласт 3.3.1. Параметры увлажнения угольных пластов Движение воды в угольном пласте при нагнетании является фильтрационным процессом. Главным свойством пористой среды при \ фильтрации является проницаемость, под которой понимается способность среды пропускать через себя жидкость (или газ). Основной закон фильтрации закон Дарси определяет связь между скоростью фильтрации У' и потерей напора Ар потока жидкости на длине Д/ в зависимости от свойств среды: где к — коэффициент проницаемости среды; р — абсолютная вязкость жидкости. В ряде случаев при изучении фильтрации одинаковой по вязкости жидкости (или газа) фильтрационную способность среды выражают через коэффициент фильтрации с, который одновременно характеризует как свойства среды, так и жидкости (или газа): Последнее определение фильтрационных свойств среды менее удобно, так как не позволяет непосредственно сопоставить результаты опытов по фильтрации жидкостей различной вязкости (например, метана и воды). Поэтому фильтрационные свойства среды могут выражаться через коэффициент водопроницаемости, имеющий размерность дарси d. ’ скорость фильтрации отношение расхода жидкости к площади пласта, через которую происходит фильтрация к Ар //•А/’ (3.13) (3.14) 98 2. Остаточная запыленность воздуха при применении увлажнения значительно превышает допустимый уровень, и поэтому увлажнение может явиться только частью комплекса обеспыливающих мероприятий. 3. При равных условиях проницаемость угля при фильтрации воды с течением времени несколько уменьшается, что объясняется увеличением объема угля при увлажнении и уменьшением размера фильтрующих пор. Водопроницаемость по напластованию в 3-4 раза, больше, чем вкрест напластования. 4. При увеличении давления воды проницаемость угля увеличивается, что. предположительно объясняется деформацией испытуемого образца под действием давления воды. Увеличение нагрузки па образец уменьшает проницаемость, угля вследствие уменьшения размера фильтрующих.пор. при-сжатии угля. 5. ЭффективностьЛ связывания пыли при термовлажностной химреагентной.обработке угольного массива определяется пылеобразующей способностью угольного пласта, удельным расходом и давлением нагнетаемой жидкости, временем увлажнения, концентрацией и температурой раствора смачивателя. 6. Пылеобразующая способность угля зависит от стадии его метаморфизма таким образом, что для углей высокой степени метаморфизма наблюдается относительно высокое одинаковое пылеобразование. Для углей средней стадии метаморфизма отмечается резкое увеличение пылеобразующей способности углей. При переходе к низкой степени метаморфизма пылеобразование резко падает. 7. Малые добавки Г1АВ: к воде способны резко уменьшить ее поверхностное натяжение, увеличить скорость пропитки пористых тел (смачиваемость), что благодаря физико-химической фиксации* на поверхности* угля позволяет изменять природу его поверхности (гидрофобиость). |