|
влагохимреагентной обеспыливающей обработки угольного массива необходимо применять смачиватель с концентрацией, исходя из расчета сорбционной емкости угля (200 400 г/т) 1 2% [51J. Добавки ПАВ к воде при большой концентрации их будут способствовать эффективному распространению жидкости в массиве угля или в разрыхленной горной массе, обеспечивая, связывание пыли. Даже в-наблюдениях с малыми концентрациями смачивателя [51] установлено, что при применении увлажнения пластов растворами (с хлористым натрием 2,5%; со смачивателем ДБ 0,1%; с хлористым кальцием 5% отдельно и в сочетании со смачивателем ДБ 0,1%) запыленность воздуха снижается на 80%, что в 1,5 2 раза больше по сравнению с водой. Роль смачивателя в вытеснении газа в скважину. Нагнетание растворов хлористого натрия и хлористого кальция [51 ] приводит к увеличению остаточной газоносности на 30-40% (в 2 раза выше по сравнению с водой), вследствие чего на 10-20% уменьшается газообильность лавы. Растворы, содержащие смачиватель ДБ, усиливают газовыделение из пласта, вследствие чегоувеличивается абсолютная газообильность лавы. В работе [48, 49] установлено, что увеличение содержания физически связанной влаги в массиве до 2+2.5% может быть использовано как критерий перевода пласта в состояние, не опасное по внезапным выбросам. Критерием предотвращения внезапных выбросов угля и газа является содержание адсорбированной влаги, равное 2,5% для марок углей К, Ж; 2% для марок углей Т, ОС; 3% для марки угля А. Выводы: 1. Искусственное увлажнение угольных пластов Кузбасса должно производиться при удельных расходах воды 25-30 л на тонну угля, что обеспечивает снижение запыленности воздуха в забое при выемке угля на 70-80%. 2. Остаточная запыленность воздуха при применении увлажнения значительно превышает допустимый уровень, и поэтому увлажнение может явиться только частью комплекса обеспыливающих мероприятий. 93 |
83 получены следующие результаты сорбционная емкость угля составляет 200 400 г/т (для смачивателя ДБ) [52]. Для приведенного выше примера расход смачивателя составляет 0,03 л/т (примерно 35-40 г/т), что в десять раз ниже полученных данных. Более того, приведенные на рис. 3.5 данные нуждаются в проверке, т.к. по новым сведениям, кривая зависимости кратности снижения запыленности воздуха при ТВХО при концентрациях смачивателя выше 0,2% продолжает значительно повышаться. В итоге, данный смачиватель полностью абсорбируется на одной десятой части угля, подвергающегося увлажнению. Девять десятых частей будут смачиваться чистой водой без достижения требуемого эффекта. Поэтому при влагохимреагентной тепловой обеспыливающей обработки угольного массива необходимо применять смачиватель с концентрацией, исходя из расчета сорбционной емкости угля (200 400 г/т) -1-2% [52]. Добавки ПАВ к воде при большой концентрации их будут способствовать эффективному распространению жидкости в массиве угля или в разрыхленной горной массе, обеспечивая связывание пыли. Даже в наблюдениях с малыми концентрациями смачивателя [52] установлено, что при применении увлажнения пластов растворами (с хлористым натрием 2,5%; со смачивателем ДБ 0,1%; с хлористым кальцием 5% отдельно и в сочетании со смачивателем ДБ 0,1%) запыленность воздуха снижается на 80%, что в 1,5-2 раза больше по сравнению с водой. 3.3.2. Взаимодействие нагнетаемой жидкости с угольным пластом В процессе предварительного увлажнения угольных пластов нарушается равновесное состояние в системе уголь метан. Под воздействием давления жидкости свободный газ вытесняется из крупных трещин и пор в более мелкие, где газ находится в сорбированном и свободном состоянии. Кроме того, жидкость вытесняет некоторое количество 97 горных породах в изотермических условиях проходит по следующей схеме: направление миграции катионов, анионов, молекул ПАВ, а также увеличение pH совпадает с направлением влагопереноса в материале. Эксперименты [52] показали, что увлажнение углей водой снижает энергию активации углей на 25-45%; это обусловливает снижение прочности углей на 18-20%. Воздействие адсорбционно-активной среды на угли приводит, за счет адсорбции, к более значительному снижению энергии активации углей, что снижает прочность угля на 40-60% [80, 82]. Однако влияние удельного расхода смачивателя в-данных экспериментах не учитывалось. Роль смачивателя в вытеснении газа в скважину. Нагнетание растворов хлористого натрия и хлористого кальция [52] приводит к увеличению остаточнойгазоносности на 30-40% (в 2 раза выше по сравнению с водой), вследствие чего на 10-20% уменьшается газообильность лавы. Растворы, содержащие смачиватель ДБ, усиливают газовыделение из пласта, вследствие чего увеличивается абсолютная газообильность лавы. В. работе [50] установлено, что увеличение содержания физически связанной влаги в массиве до 2^2.5% может быть использовано как критерий перевода пласта в состояние, не опасное по внезапным выбросам. Критерием предотвращения внезапных выбросов угля и газа является содержание адсорбированной влаги, равное 2,5% для марок углей К, Ж; 2% для марок углей Т, ОС; 3% для марки угля А. Выводы: 1. Искусственное увлажнение угольных пластов Кузбасса должно производиться при удельных расходах воды 25-30 л на тонну угля, что обеспечивает снижение запыленности воздуха в забое при выемке угля на 7080%. 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). |