Способ борьбы с пылью и газом при подземной разработке угольных пластов Советский патент 1987 года по МПК E21F5/02 

Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть использовано для создания безопасных и комфортных условий труда за счет сниже ния вьщеления пьши и газа из уголь- ньк пластов.

Цель изобретения - повьшение эффективности дегазации и уменьшение пыпеобразования при разработке угольного пласта.

Сущность изобретения заключается в том, что в качестве нагнетаемой жидкости используют электроактиви- рованнуто зоду, которая в сравнении ;с обычной водой измбняет свои свой- ства (величину водородного показателя рН,. уменьшает величину поверхностного натяжения и др,)

На фигЛ показан график зависимо- сти изменения теплоты смачивания угля элёктроактивированной водой (q) от величины ее водородного показателя; на фиг „2 - график зависимости степени водопоглощёния углей (4W) от не-- личины водородного показателя рН злектроактивированной водьь

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

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

Проведенные эксперименты показали, что теплота смачивания углей злектроактивированной водой зьш1е5 чем обычной водойо Причем рост теплоты смачивания углей электроакти™ вированной водой отмечается с увеличением кислотных и щелочньрс свойств злектроактивированной воды. Из графика на фиг.1 видно, что минимальная

0

п 5

Q . .,,

35

45

50

55

теплота смачивания наблюдается при рН 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 адсорб-ционной активности элёктроактивированной воды по сравг нению с обычной необработанной водой. Электроактивированная вода повысит вытеснение метана из сорбционного объема угля. Поэтому нагнетание в угольный пласт элёктроактивированной воды позволит повысить эффективность его дегазации.

Для повышения эффективности нагнетания воды в пласт по борьбе с пылью имеет большое значение вoдoнacьш eн- ность угольного массива. Известно, что увеличение влажности угольного массива способствует снижению пыле- образова.ния.

Проведенные лабораторные эксперименты по исследованию воздействия электрохимической обработки воды на водонасьш1;енность углей показали, что воданасьш;енность углей элёктроактивированной водой вьш1е, чем обычной необработанной водой. Увеличение водонасьш енности углей характерно для элёктроактивированной воды как с щелочными, так и кислотньп-ш свойствами (фиг.2).

У элёктроактивированной 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,увели- чивая фильтрующую поверхность.

Более высокая теплота смачивания УГЛЯ элёктроактивированной 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 угольног о массива. Также при этом

улучшается смачиваемость угля,увеличивается водонасыщенйе, количество капиллярно-связанной воды в угольном пласте-j- что ведет к уменьшений пыле- образования при его разработке.

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

Способ осуществляют следующим образом.

fO

жины соединяют с линией трубопроводов, которые соединяют с установкой для электроактивации воды УЭВ-4. На гнетание электроактивированной воды ведут в режиме гидрорасчленения, т с темпом, превышающим естественную приемистость пласта. После выдержки воды в пласте производится откачка через скважины жидкости и газа.

Формула изобретени

Способ борьбы с пьшью и газом пр подземной разработке угольных пластов, включающий бурение скважин, их герметизацию и нагнетание в них жид кости для расчленения пластов, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения эффективности дега-

Бурят, например, скважины в уголь-20 зации и уменьшения пылеобразования

ный пласт одной из эксплуатационных выработок параллельно линии очистного забоя. Герметизаторы каждой сква, на/т/Г

жины соединяют с линией трубопроводов, которые соединяют с установкой для электроактивации воды УЭВ-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 пьшью и газом при подземной разработке угольных пластов, включающий бурение скважин, их герметизацию и нагнетание в них жидкости для расчленения пластов, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения эффективности дега-

зации и уменьшения пылеобразования

при разработке пласта, в качестве нагнетаемой жидкости используют электроактивированную воду.

2.4 2.2 - 2.0- Г.8- Г.6

7Л-- 1.2..

15

8

70

рН

(

SS.,

4

б

Редактор Ю.Середа

Составитель А.Губайловский

Техред ЛаОлийнык Корректор И.Муска

Заказ 2404/30 Тираж 429Подписное

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

Т

го

р

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 гид- рррасчленения, 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. Водона- сьш;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.