Эффективность предварительного увлажнения угольных пластов
При нагнетании жидкостей в пласт происходит снижение сопротивляемости угля разрушению, что позволяет увеличить скорость резания угледобывающих машин, улучшить сортность угля, снизить удельное пылевыделение. В последние годы рекомендованы различные добавки к воде, существенно повышающие эффективность увлажнения угольных пластов. Уменьшение пылеобразования отмечается при нагнетании в пласт растворов различных химических веществ: CMC «Прогресс», полиакриламида (ПАА), жидкого стекла, хлорида натрия, хлористого кальция.
Установлено, что эффективность предварительного увлажнения угольных пластов определяется как режимом нагнетания жидкости в пласт, так и физико-химическими процессами взаимодействия в системе твердое тело — жидкость.
К основным процессам физико-химического взаимодействия нагнетаемой жидкости с угольным пластом относятся: смачивание, осложняемое присутствием метана в пласте, окисление угля в результате воздействия на него жидкости, гелеобразование в порах и трещинах угольного массива. В процессе предварительного увлажнения нарушается равновесное состояние в системе уголь — метан.
В процессе нагнетания свободный газ вытесняется из крупных трещин и пор в более мелкие, где часть газа находится в сорбированном состоянии, а остальное его количество — в свободном виде. Кроме того, жидкость вытесняет некоторое количество метана впереди потока: давление газа перед.
фронтом нагнетания возрастает и нередко значительно. В Карагандинском бассейне преимущественное развитие получила схема увлажнения через длинные скважины, пробуренные в массиве параллельно груди забоя лавы.
При такой схеме отсутствуют условия для истечения газа из пласта. Поэтому перемещение метана из увлажняемой области в неувлажненную приводит к росту газового давления в массиве перед потоком жидкости.
