|
этом изменяются число и размеры пор и трещин за.счет частичного перекрытия пустот. Кроме того, при гидровоздействии на угольный пласт возрастает объемная упругость жидкостей и газов, заполняющих поры. В случае, растворения' газа в жидкости упругие свойства й плотность сильно изменяются, а, следовательно, изменяется и прочность угольного пласта. Эффективность гидравлического воздействия: на угольный массив зависит, прежде всего, от равномерной насыщаемости угля рабочей жидкостью. В; , * свою очередь, полнота и равномерность обработки угольных пластов, зависит от свойств массива, свойств нагнетаемой жидкости, а также времени контакта рабочей жидкости с углём [22, 45, 65, 84]. Именно установление необходимой продолжительности контакта рабочей жидкости с углём позволяет максимально использовать свойства вводимых в нее добавок с заданной целью. Так в работе [76] для обеспечения эффективности увлажнения угля как средства борьбы; с пылью и газом, рекомендуется, чтобы время нагнетания в угольный пласт составляло не менее 25-30 суток. Однако при подземной гидрообработке угля не всегда этого придерживаются. Установлено [11], что при внедрении в уголь рабочих жидкостей происходит вытеснение метана и замещение части его в сорбционном объеме угля, что определяется скоростью и временем движения жидкости по трещинам и порам угольного пласта. Введение в рабочую жидкость добавок поверхностноактивных веществ способствует увеличению скорости пропитки, а, следовательно, сокращению времени дегазации пласта путем увеличения скорости вытеснения газа из сорбционного объема угля. Исследовано [39], что при производительности насосной установки 30 л/мин достигается эффект ослабления угольного массива, приводящий к раскрытию имеющихся и созданию дополнительных трещин в пласте. Рабочая жидкость в первую очередь движется по наиболее крупным пластовым трещинам, которые при этом расширяются, а затем фильтруется в более мелкие. Фильтрация является основным видом движения жидкости в пористой среде. 83 |
94 что соли жесткости воды (соли кальция, магния) должны улучшать действия ПАВ группы алкиларилсульфонатов (сульфонол, РАС), если содержание этих солей не будет столь большим, чтобы вызвать образование коллоидного осадка. Экспериментальные работы по нагнетанию воды и* различных растворов в угольные пласты с целью его изменения пылеопасности должны базироваться на физико-химических свойствах обрабатываемого пласта или его участка, что соблюдается нс всегда. Важной характеристикой пласта является прочность, оказывающая влияние на производительность угольных комбайнов. Прочность угольного пласта отражает его природные свойства: характер его структуры, плотность внутренних связей. Уголь представляет собой гетерогенное, структурно-неоднородное вещество, состоящее из твердого скелета, а также трещин и пор, заполненных газом и жидкостью. При механическом или гидровоздействии на него, производимом под давлением, происходит пластическая деформация угля, которая выражается в частичном дроблении твердых частиц, в нарушении перемычек между порами, т. е. в частичном преобразовании скелета угольного вещества. При этом изменяются число и размеры пор и трещин за счет частичного перекрытия пустот. Кроме того, при гидровоздействии на угольный пласт возрастает объемная упругость жидкостей и газов, заполняющих поры. В случае растворения газа в жидкости упругие свойства и плотность сильно изменяются, а, следовательно, изменяется и прочность угольного пласта. Эффективность гидравлического воздействия на угольный массив зависит, прежде всего, от равномерной насыщаемости угля рабочей жидкостью. J3 свою очередь, полнота и равномерность обработки угольных пластов зависит от свойств массива, свойств нагнетаемой жидкости, а также времени контакта рабочей жидкости с углём [22, 47, 63, 80]. Именно 95 установление необходимой продолжительности контакта рабочей жидкости с углём позволяет максимально использовать свойства вводимых в нее добавок с заданной целью. Гак в работе [73] для обеспечения эффективности увлажнения угля как средства борьбы с пылью и газом, рекомендуется, 4 чтобы время нагнетания в угольный пласт составляло не менее 25-30 суток. Однако при подземной гидрообработке угля не всегда этого придерживаются. Установлено [11], что при внедрении в уголь рабочих жидкостей происходит вытеснение метана и замещение части его в сорбционном объеме угля, что определяется скоростью и временем движения жидкости по трещинам и порам угольного пласта. Введение в рабочую жидкость добавок поверхностно-активных веществ способствует увеличению скорости пропитки, а, следовательно, сокращению времени дегазации пласта путем увеличения скорости вытеснения газа из сорбционного объема угля. Исследовано [39], что при производительности насосной установки 30 л/мин достигается эффект ослабления угольного массива, приводящий к раскрытию имеющихся и созданию дополнительных трещин в пласте. Рабочая жидкость в первую очередь движется по наиболее крупным пластовым трещинам, которые при этом расширяются, а затем фильтруется в более мелкие. Фильтрация является основным видом движения жидкости в пористой среде. По трещинам и макропорам рабочая жидкость, нагнетаемая в пласт под давлением, движется со сравнительно большей скоростью, чем в микрои ультрамикропорах. Заполнение тонкой структуры угля происходит за счет самодвижения жидкости и служит важным фактором, определяющим качество и эффект увлажнения угольных пластов. Степень проникновения рабочей жидкости в природные зоны массива находится в прямой зависимости от объёма и времени воздействия жидкости на угольный пласт. Ill судить по составу золы угля, в пластах имеются титановые, германиевые и сернистые соединения. Химические реакции, имеющие место при размыве минералов угольного пласта, происходят по ионному механизму. Установлено [11], что при внедрении в уголь рабочих жидкостей происходит вытеснение метана и замещение части его в сорбционном объеме угля, что определяется скоростью и временем движения жидкости по трещинам и порам угольного пласта. Введение в рабочую жидкость добавок поверхностно-активных веществ способствует увеличению скорости пропитки, а, следовательно, сокращению времени дегазации пласта путем увеличения скорости вытеснения газа из сорбционного объема угля. Для исследования взаимодействий в системе «уголь-жидкость-газ» нами был выполнен хроматографический анализ неувлажненных образцов угля пласта Е5 и образцов угля этого же пласта, обработанных термовлажностным химреагентным способом. Хроматшрафия это метод разделения и определения веществ, основанный на распределении компонентов между двумя фазами подвижной и неподвижной. Неподвижной (стационарной) фазой служит твердое пористое вещество (часто его называют сорбентом) или пленка жидкости, нанесенная на твердое вещество. Подвижная фаза представляет собой жидкость или газ, протекающий через неподвижную фазу, иногда под давлением. Компоненты анализируемой смеси (сорбаты) вместе с подвижной фазой передвигаются вдоль стационарной фазы. Ее обычно помещают в стеклянную или металлическую трубку, называемую колонкой. В зависимости от силы взаимодействия с поверхностью сорбента (за счет адсорбции или по какому-либо другому механизму) компоненты будут перемещаться вдоль колонки с разной скоростью. Одни компоненты останутся в верхнем слое сорбента, другие, в меньшей степени взаимодействующие с сорбентом, окажутся в нижней части колонки, а некоторые и вовсе покинут колонку вместе с подвижной фазой (такие |