Способ борьбы с пылью и газом при подземной разработке угольных пластов

 

Изобретение относится к горной промьшшеннасти и позволяет повысить эффективность дегазации и уменьшить пьшеобразование при разработке угольных пластов. Бурят скважины, герме- . тизируют их и нагнетают в них электроактивированную воду в режиме гидрррасчленения, т.е. с темпом, превышающим естественную приемистость пласта. Процесс взаимодействия в системе уголь - жидкость - газ заключается в процессе адсорбции молекул воды на поверхности угля с одновременным вытеснением ранее ад-« сорбированных молекул метана. Процесс адсорбции является экзотермическим . Теплота смачивания углей электроактивированной водой выше, чем обычной водой. Это способствует лучшему вытеснению метана из сорбционного объема угля. Водонасьш;енность углей электроактивированной водой вьше, чем обычной водой , так как за счет увеличения окислительно-восстановительного потенциала уменьшается поверхностное натяжение воды. После выдержки воды в пласте производится откачка через скважины жидкости и газа. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (S1) 4 Е 21 F 5/02 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3408955/22-03 (22) 12.03.82 (46) 15.06.87. Бюл. 1Ô 22 (71) Институт горного дела АН КазССР (72) Т.Е.Хакимжанов, Т.Камбаков и Г.Т.Сванбаев (53) 622.807.4(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 506210, кл. E 21 F 5/02, 1973 °

Авторское свидетельство СССР

М 112210, кл. E 21 F 5/02, Е 21 F 7/00, 1956. (54) СПОСОБ БОРЬБЫ С ПЫЛЬЮ И ГАЗОМ

ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ УГОЛЬНЫХ

ПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к горной промьппленнасти и позволяет повысить эффективность дегазации и уменьшить пылеобразование при разработке угольных пластов. Бурят скважины, герметиэируют их и нагнетают в них электроактивированную воду в режиме гидрорасчленения, т.е. с темпом, превьппаюп(им естественную приемистость пласта. Процесс взаимодействия в системе уголь — жидкость — газ заключается в процессе адсорбции молекул воды на поверхности угля с одновременным вытеснением ранее ад.» сорбированных молекул метана. Процесс адсорбции является экзотермическим. Теплота смачивания углей электроактивированной водой вьппе, чем обычной водой. Это способствует лучшему вытеснению метана из сорбционного объема угля. Водонасьпценность углей электроактивированной водой вьппе, чем обычной водой, так как за счет увеличения окислительно-восстановительного потенциала уменьшается поверхностное натяжение воды. После выдержки воды в пласте производится откачка через скважины жидкости и газа.

2 ил.

1317159

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для создания безопасных и комфортных условий труда за счет снижения выделения пыли и газа из уголь- 5 ных пластов. Цель изобретения — повышение эффективности дегазации ч уменьшение пылеобразования при разработке угольного пласта, Сущность изобретения заключается в том, что в качестве нагнетаемой жидкости используют электроактивированную воду, которая в сравнении

:с обычной водой изменяет свои свой15

1 ства (величину водородного показателя рН,. Уменьшает величину поверхностного натяжения и др.).

На фиг. I показан график зависимости изменения теплоты смачивания угля электроактивированной водой (q) от величины ее водородного показателя;нафиг.2 — график зависимости степени водопоглощения углей (dM) от ве-личины водородного показателя рН электроактивированной воды.

При нагнетании воды в угольный пласт процесс взаимодействия в системе уголь — жидкость — газ заключает- 30 ся в процессе адсорбции молекул воды на поверхности угля с одновременным вытеснением ранее адсорбированных мо- . лекул метана . Процесс адсорбции является экзотермическим. Выделяемое при этом количество теплоты называют теплотой адсорбции. Хорошо адсорбирующие вещества с большой теплотой адсорбции способствуют лучшему вытеснению метана из сорбционного объема угля. Теплота адсорбции слагается из теплоты конденсации пара в жидкость и теплоты взаимодействия этой жидкости с адсорбентом т.е. теплоты смачивания.

По теплоте смачивания можно также, как и по теплоте адсорбции оценивать эффективность jràííîé жидкости по вытеснению метана из сорбционного объема угля.

Проведенные эксперименты показа50 ли, что тепло а смачивания углей электроактивированной водой выше, чем обычной водой. Причем рост теплоты смачивания углей электроактивированной водой отмечается с увеличением кислотных и щелочных свойств электроактивированной воды, Из графика на фиг.1 видно, что минимальная теплота смачивания наблюдается при

pH = 7,8, т.е. присущая обычной необработанной воде. При рН (7,8,когда вода имеет кислотные свойства, тепловой эффект смачивания меньше, чем для воды с щелочными свойствами (рН ) 7,8), Результаты проведенных экспериментов по исследованию теплоты смачивания позволяют сделать вывод о более высокой адсорбционной активности электроактивированной воды по срав-. нению с обычной необработанной водой.

Электроактивированная вода повысит вытеснение метана из сорбционного объема угля. Поэтому нагнетание в угольный пласт электроактивированной воды позволит повысить эффективность его дегазации.

Для повышения эффективности нагнетания воды в пласт по борьбе с пылью имеет большое значение водонасыщенность угольного массива. Известно, что чвеличение влажности угольного массива способствует снижению пылеобразования.

Проведенные лабораторные эксперименты по исследованию воздействия электрохимической обработки воды на водонасыщенность углей показали, что водонасыщенность углей электроактивированной водой выше, чем обычной необработанной водой. Увеличение водонасьпценности углей характерно для электроактивированной воды как с щелочными, так и кислотными свойствами (фиг.2).

У электроактивированной воды,получаемой на серийной установке УЭВ-4, можно менять водородный показатель рН (от 2 до 12 единиц). При рН (7 электроактивированная вода обладает кислотностью и способна растворять включения и прослойки в угле, увеличивая фильтрующую поверхность.

Более высокая теплота смачивания угля электроактивированной водой свидетельствует о ее высокой адсорбционной способности.

Кроме того, за счет увеличения окислительно-восстановительного потенциала уменьшается поверхностное натяжение воды. Это позволяет увели чить скорость капиллярного движения жидкости, которая приводит к более интенсивному вытеснению газа жидкостью в поровом и трещинном объеме угольного массива. Также при этом

1317159 разом.

Бурят, ный пласт выработок го забоя.

18 улучшается смачиваемость угля, увеличивается водонасыщение, количество капиллярно-связанной воды в угольном пласте;- что ведет к уменьшению пылеобразования при его разработке. 5

Обработка угольных пластов электроактивированной водой может применяться как заблаговременно до на чала ведения горных работ, так и непосредственно при ведении очистных работ по технологии предварительного увлажнения пластов. Причем нагнетание могут осуществлять как через скважи— ны, пробуренные с дневной поверхности, так и через скважины, пробуренные из горных выработок.

Способ осуществляют следующим обнапример, скважины в уголь- 0 одной из эксплуатационных параллельно линии очистноГерметизаторы каждой скважины соединяют с линией трубопроводов, которые соединяют с установкой для электроактивации воды УЗВ-4. Нагнетание электроактивированной воды ведут в режиме гидрорасчленения, т.е. с темпом, превышающим естественную приемистость пласта. После выдержки воды в пласте производится откачка через скважины жидкости и газа.

Формула изобретения

Способ борьбы с пылью и газом при подземной разработке угольных плас" тов, включающий бурение скважин, их герметизацию и нагнетание в них жидкости для расчленения пластов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации и уменьшения пылеобразования при разработке пласта, в качестве нагнетаемой жидкости используют электроактивированную воду.

1317159

44М 2

Составитель А.Губайловский

Редактор Ю.Середа . Техред Л.Олийнык Корректор И.Куска

Г

Заказ 2404 /30 Тираж 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4