|
3. При равных.условиях проницаемость угля при фильтрации воды с течением времени несколько уменьшается, что объясняется набуханием угля при увлажнении и уменьшением размера фильтрующих пор. Водопроницаемость по напластованию в 3+4 раза больше, чем вкрсст напластования. 4. При увеличении, давления воды проницаемость угля увеличивается', что предположительно объясняется деформацией испытуемого образца под действием давления воды. Увеличение-нагрузки на образец уменьшает проницаемость угля вследствие уменьшения размера фильтрующих пор при сжатии угля. 5. Малые добавки ПАВ к воде способны резко уменьшить ее поверхностное натяжение, увеличить скорость пропитки пористых тел (смачиваемость), что благодаря, физико-химической фиксации наповерхности угля позволяет изменять природу его поверхности (гидрофобность). 6. Увлажнение угольного массива газонаполненными растворами сопро-’ вождается совместным движением двух фаз по капиллярам. По структуре смеси режим течения в капилляре можно определить как пузырьковый режим, который имеет место при малых газосодержаниях потока и характеризуется движением газа в виде отдельных, малых по сравнению с радиусом капилляра, пузырей. 7. Уменьшение радиуса поры на границе раздела фаз жидкость газ вызывает уменьшение радиуса кривизны и создание добавочного давления поверхностного натяжения, направленного в сторону уменьшения поры и, следовательно, избыток давления поверхностного натяжения вытесняет газ в сторону меньшего диаметра поры. 8. Предлагаемый в диссертационной работе газонаполненный раствор ПАВ представляет собой растворенный в воде пенообразователь с концентрацией от 0,05 до 5% в объеме удельного расхода жидкости при предварительном увлажнении угольных пластов (от 10 до 30 л/т), в котором растворяются газы, например диоксид углерода (СО2) или азот (No). Полученная рабочая жидкость нагнетается в скважину под давлением от 1,5до ЗОМПа. После насыщения |
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 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). |