|
стного натяжения от концентрации, обуславливает смачивающую-способность. ПАВ, можно считать, что-первые три группы .ПАВ-могут быть использованы с •*•,1. целью совершенствования гидровоздействия на угольные пласты. Наряду с малой-истинной растворимостью и. способностью снижать поверхностное и межфазное.натяжение поверхностно-активные вещества-при, так. называемой; критической* концентрации мицеллообразования в растворе начинают образовывать агрегаты молекул мицеллы. Вследствие этого общая растворимость ПАВ увеличивается. Образовывать мицеллы могут лишь те ПАВ, которые имеют большой углеводородный радикал, способствующий снижению растворимости в воде и достаточно сильную полярную группу, увеличивающую растворимость [114]. Дифильньтй характер строения молекул ПАВ, а точнее, число углеродных атомов в углеводородном радикале (длина радикала) и гидрофильность полярной группы, обуславливают свойства растворов ПАВ. Выбор поверхностно-активных веществ для применения их в качестве добавок к рабочей жидкости при-обработке угольных пластов обоснован рядом их полезных свойств, а именно:. □ малые добавки ПАВ 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 (гидрофобность); □ проникая в мельчайшие трещины, ПАВ могут способствовать увеличению их размеров [65]; □ мицеллярные растворы ПАВ способны растворять в себе (солюбилизировать) предельные углеводороды (метан) [114]. Вследствие существования ПАВ в растворе в виде ионов и в виде молекул на угле может происходить или ионная адсорбция (адсорбируются одни из ионов, содержащиеся в растворе), или молекулярная адсорбция (адсорбируются молекулы ПАВ). |
91 Присутствие в молекулах солей карбоновых кислот аминного катиона оказывает влияние на такие важные свойства, как растворимость, степень диссоциации, мицеллообразование, сольватацию и вязкость. Научная классификация ПАВ Штюпеля даёт представление о поведении ПАВ в растворе, о свойствах их молекул в растворенном состоянии. Классификация ПАВ Хетцера дополняет научную классификацию, связывая типичное строение молекул ПАВ с их свойствами, получившими практическое применение. Недостатком этих классификаций является отсутствие связи свойств ПАВ, их строения с характером поведения того или иного класса Г1АВ на различных твердых поверхностях, с характером их взаимодействия. Однако, учитывая, что поверхностная активность ПАВ, под которой понимается интенсивность снижения поверхностного натяжения от концентрации, обуславливает смачивающую способность ПАВ, можно считать, что первые три группы Г1АВ могут быть использованы с целью совершенствования гидровоздействия на угольные пласты. Наряду с малой истинной растворимостью и способностью снижать поверхностное и межфазное натяжение поверхностно-активные вещества при, так называемой, критической концентрации мицеллообразования в растворе начинают образовывать агрегаты молекул — мицеллы. Вследствие этого общая растворимость ПАВ увеличивается. Образовывать мицеллы могут лишь те ПАВ, которые имеют большой углеводородный радикал, способствующий снижению растворимости в воде и достаточно сильную полярную группу, увеличивающую растворимость [103]. Дифильный характер строения молекул ПАВ, а точнее, число углеродных атомов в углеводородном радикале (длина радикала) и гидрофильность полярной группы обуславливают свойства растворов ПАВ. Выбор поверхностноактивных веществ для применения их в качестве добавок к рабочей жидкости при обработке угольных пластов обоснован рядом их полезных свойств, а именно: 92 • малые добавки ПАВ 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 (гидрофобность); • проникая в мельчайшие трещины, ПАВ могут способствовать увеличению их размеров [63]; • мицеллярные растворы ПАВ способны растворять в себе (солюбилизировать) предельные углеводороды (метан) [103]. Вследствие существования ПАВ в растворе в виде ионов и в виде молекул на угле может происходить или ионная адсорбция (адсорбируются одни из ионов, содержащиеся в растворе), или молекулярная адсорбция (адсорбируются молекулы ПАВ). На гидрофобной поверхности угля адсорбируются углеводородные цепи, которые выталкиваются из воды. Полярные группы молекул остаются в воде. Адсорбция носит физический (обратимый) характер. Скорость образования адсорбционного слоя ПАВ на поверхности пористых сорбентов оказывает большое влияние на скорость смачивания и зависит от ряда физико-химических факторов, а именно: от скорости диффузии молекул ПАВ из объема жидкости на поверхность адсорбции, размера и количества ПАВ, вязкости раствора [103]. Скорость формирования адсорбционных слоев ПАВ на поверхности имеет особенно важное значение в тех случаях, когда время контакта раствора с углем ограничено и необходимо добиться смачивания за определённый, короткий промежуток времени [51]. Известно [102], что при увеличении концентрации ПАВ в растворе и соответствующем понижении поверхностного натяжения скорость пропитки пористых тел для всех ПАВ возрастает. Выше ККМ этот процесс стабилизируется. 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). |