Влияние фазового состояния метана на газоотдачу угольного пласта

• Main Authors: Притула, Д.А., Гаврилов, В.И., Московский, О.В.
• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2014
• Series: Геотехнічна механіка
• Online Access: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/137400

Характер метановыделения - от спокойного выделения газа в горные выработки и скважины до внезапного выброса, а так же степень измельчения угля зависят от микроструктуры угля. Структурные различия, обусловливающие газодинамические свойства пластов, находят отражение в диффузионно-кинетических параметрах углей. В основу метода расчета диффузионных параметров положен принцип определения количества метана в газонасыщенных образцах угля двух фракций в процессе десорбции метана методом ЯМР. По коэффициенту диффузии газа можно судить о склонности пласта к газоотдаче и газодинамическим явлениям. Приведен расчет величин коэффициентов диффузии и энергии активации диффузии. Установлено, что коэффициент диффузии образцов углей из пластов, склонных к газодинамическим явлениям, меньше величин 10⁻¹² см²/с. Величины измеренных коэффициентов диффузии метана в угольных пробах пласта m³ от 10⁻¹⁰ до 10⁻¹¹ м²/с соответствуют твердотельной диффузии и подтверждают нахождение метана в угле в виде твердого раствора. При понижении температуры сорбированной воды фазовый переход лежит в интервале 243-173 °К в зависимости от марки угля, а температура фазового перехода сорбированного метана лежит ниже 103°0К. Сорбированная вода из водометановой смеси переходит в кристаллоподобное состояние при той же температуре, что и вода в увлажненном образце. Сорбированный метан остается в подвижном состоянии. Потенциальный барьер, тормозящий движение молекул, составляет для воды адсорбированной на угле 6,6 ккал/моль. В результате проведенных экспериментальных исследований в промышленных условиях ОП «Шахта им. Ф.Э. Дзержинского» ГП «Дзержинскуголь» на пласте l7 в -«Пугачевка» эффективности гидродинамического воздействия через подземные скважины установлено, что содержание газа в угольных пробах, отобранных в окрестности технологической скважины радиусом до 20 м, значительно меньше, чем в необработанном массиве, а содержание физически связанной воды в угле в 1,7 раза больше фонового.