Наногазодинаміка газопилових викидів у вугляних шахтах

• Main Author: Каім, С.Д.
• Format: Article
• Language: Ukrainian
• Published: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2012
• Series: Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
• Online Access: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/75871

На основі розрахунків одночастинкового потенціялу середніх сил і роботи виходу молекуль з різко розвантаженої пласкої поверхні рідкого метану в умовах пластових тисків розвивається мікроскопічний підхід до пояснення енергетики молекулярно-кінетичних процесів, що призводять до газопилових викидів у вугляних шахтах. Досліджуються початкові термодинамічні умови в метановій пастці при її різкому розвантаженні, що можуть призвести до явища самопришвидшення емісії молекуль і зародження ударної хвилі. Аналізуються необхідні умови флюїдизації вугілля та дисоціяції молекуль вуглеводнів під дією пласкої ударної хвилі при її виході з метанової пастки у вугілля. Вихід метану, що супроводжує викиди і значно перевищує кількість адсорбованого в порах і розчиненого у вугіллі метану, пов’язується з частковою дисоціяцією молекуль вуглеводнів під дією ударної хвилі та наступною енергетично більш вигідною молекуляризацією з утворенням метану та нанокластерів вуглецю. Позитивний енергетичний балянс процесу ударно-хвильової дисоціяції молекуль і наступної молекуляризації з утворенням значної кількости метану призводить до формування самопідтримної реактивними силами детонаційної хвилі. Вибухонебезпечність вугілля пов’язується з його нанопористою структурою та початковими умовами формування детонаційної хвилі в метанових пастках. При розмірах нанопор порядку товщини фронту ударної хвилі реалізуються найбільш сприятливі умови для ґенерації метану та самопідтримування процесу дисоціяції молекуль. Наведено оцінки швидкости потоку емітованого метану.