|
при обычных параметрах увлажнения не проникает. Давление газа, в порах также противодействует проникновению воды. Проникающая способность жидкости зависит не только от структуры пористой среды, но и от свойств жидкости. Доступность пор для фильтрации жидкости будет тем больше; чем меньше поверхностное натяжение жидкости, ее коагуляционные'свойства и краевой угол смачивания угля. Вытеснение свободного газа при движении жидкости через поры и трещины пласта в зоне влияния горной выработки приводит к истечению газа в рудничную атмосферу, вследствие чего повышается газообильность горных выработок. Наблюдения за изменением концентрации метана у забоя штрека показывают, что при нагнетании воды, 1% раствора жидкого стекла и 5% раствора хлористого натрия через длинные шпуры концентрация метана в процессе нагнетания возрастает на 0,2-0,5%. Это свидетельствует о вытеснении газа.” Увлажнение пласта через скважины при глубине герметизации 10-12 м исключает возможность истечения газа в выработки. В этом случае вследствие перемещения газа в пласте угля могут создаваться зоны с повышенным газосодержанием. На шахте им. Костенко осуществлен гидроразрыв пласта к]2 при расходе воды 0,018—0,024 м3/с и давлений 10 и 12 МПа [68]. В процессе нагнетания газовыделение из забоя на границах зоны гидроразрыва увеличилось в 2-2,5 раза по сравнению с газовыделением внутри зоны и за ее пределами. При увлажнении пластов растворами возможно вытеснение сорбированного газа. В угле адсорбция молекул метана происходит в основном на выступах поверхности, которые неоднородны в энергетическом отношении, т. е. имеют различный уровень поверхностных сил, обусловливающих прочность адсорбционной связи. В процессе сорбции метана вначале молекулы газа сорбируются на наиболее активных участках поверхности, а затем (по мере увеличения давления газа) происходит сорбция и на других менее активных участках. Чтобы выбрать составы жидкостей, способных вытеснять метан из сорбционного слоя, необходимо установить, на каких поверхностях он сорбируется. Молекулы метана являются молекулами неполярного диэлектрика и нс имеют 74 |
84 метана. Об этом свидетельствует тот факт, что давление газа впереди фронта нагнетания во время нагнетания значительно возрастает. В Карагандинском бассейне в основном применяется схема увлажнения пластов путем нагнетания жидкости через скважины, пробуренные в массиве параллельно забою. При такой схеме отсутствуют условия для истечения газа из пласта. Поэтому перемещение метана из увлажняемой части пласта в неувлажненную приводит к росту газового давления в массиве перед потоком фильтрующейся жидкости. Однако жидкость фильтруется в основном по крупным трещинам, поэтому фильтрующий объем составляет всего 0,8—1,3% объема угля или не более 7 12% его общей пористости [44]. Следовательно, количество перемещаемого газа может составлять около 10% общего количества свободного газа, находящегося в трещинах и порах пласта. Так как перед нагнетанием жидкости осуществляется предварительная дегазация пласта и перемещаемый при увлажнении газ частично сорбируется в неувлажненной зоне, то рост газового давления на границе зоны увлажнения нс превышает 8%. Основная часть пор в угле представлена микролорами и переходными порами, которые образуют сорбционный объем. В них происходит капиллярная конденсация и диффузия газа. В микропорах газ находится под действием поверхностных сил. Т 1оэтому выход газа из микропор затруднен. В переходных порах часть газа находится вне действия адсорбционных сил, вследствие чего имеется возможность более интенсивного перемещения газа. Микропоры и переходные поры имеют диаметр менее 0,1 мкм. Микропоры по объему в общей пористости угля составляют свыше 80%. В поры диаметром 0,1—0,2 мкм вода при обычных параметрах увлажнения не проникает. Давление газа в порах также противодействует проникновению воды. Проникающая способность жидкости зависит не только от структуры пористой среды, но и от свойств жидкости. Доступность пор для фильтрации 85 жидкостибудет тем больше; чем меньше поверхностное натяжение жидкости, ее коагуляционные свойства и краевой угол смачивания угля. Вытеснение свободного газа при движении жидкости через поры и трещины пласта в зоне влияния горной выработки приводит к истечению газа в рудничную атмосферу, вследствие чего повышается газообильность горных выработок. Наблюдения за изменением концентрации метана у забоя штрека показывают, что при нагнетании воды, 1%.раствора жидкого стекла и 5% раствора хлористого натрия через длинные шпуры концентрация метана в процессе нагнетания возрастает на 0,2-0,5%. Это свидетельствует о . I вытеснении газа. Увлажнение пласта через скважины при глубине герметизации 10-12 м исключает возможность истечения газа в выработки. В этом случае вследствие перемещения газа в пласте угля могут создаваться зоны с повышенным газосодержанием. На шахте им. Костенко осуществлен гидроразрыв пласта к12 при расходе воды 0,018—0,024 м3/с и давлении 10 и 12 МИа [67]. В процессе нагнетания газовыделение из забоя на границах зоны гидроразрыва увеличилось в 2-2,5 раза по сравнению с газовыделением внутри зоны и за ее пределами. При увлажнении пластов растворами возможно вытеснение сорбированного газа. В угле адсорбция молекул метана происходит в основном на выступах поверхности, которые неоднородны в энергетическом отношении, т. е. имеют различный уровень поверхностных сил, обусловливающих прочность адсорбционной связи. В процессе сорбции метана вначале молекулы газа сорбируются на наиболее активных участках поверх!гости, а затем (по мере увеличения давления газа) происходит сорбция и на других менее активных участках. Чтобы выбрать составы жидкостей, способных вытеснять метан из сорбционного слоя, необходимо установить, на каких поверхностях он сорбируется. Молекулы метана являются молекулами неполярного диэлектрика и не имеют водородных связей. Поэтому их взаимодействие осуществляется только за счет |