Влияние краевого угла смачивания на газовыделение из угля

---

Елкин И.С., Дырдин В.В., Балашова Т.А.

В работе [1] показано, что процессы сорбции метана, получившие название "гистерезиса сорбции", приводят к повышению газового давле-ния и вероятности внезапного выброса при продвигании очистного забоя к зоне "газового мешка". Данная зона возникает впереди очистного забоя разрабатываемого угольного пласта при наличии низкой газопроницаемо-сти в сторону очистного забоя.

В общем случае метан в угольных пластах находится, в основном, в сорбированном состоянии (в виде абсорбированного метана в твердых уг-легазовых растворах и в адсорбированном состоянии на поверхности мак-ромолекул и микротрещин). Небольшая часть метана находится в угле в свободном состоянии. В природных условиях в угольных пластах имеет место динамическое равновесие между метаном, сорбированным (абсор-бированным и адсорбированным) в угольных пластах, и находящимся в свободном состоянии в порах и трещинах.

Свободный метан в угольном пласте в природных условиях занимает объем, в пределах которого взаимодействие молекул метана с угольной поверхностью сравнительно небольшое, поэтому количество метана в сво-бодной фазе в природных пустотах угля незначительное, при этом свобод-ный метан препятствует десорбции метана из угля [1].

При нарушении установившегося в угле равновесия в системе уголь-метан-природная влага движение молекул из природных угольных пор происходит как путем перемещения их по стенкам пор, так и путем пере-хода молекул метана из сорбированного состояния в адсорбированное и затем выделение в свободную фазу в месте снижения давления метана. При снижении давления газа в угольном пласте часть метана, соответст-вующая разности между сорбционной емкостью угля при первоначальном и установившемся давлении метана, переходит в свободное состояние, а количество метана, сохранившееся в угле в сорбированном состоянии, со-ответствует новым условиям состояния (температура, давление горных по-род и т.п.). Поэтому любой метаноносный угольный пласт, обладающий естественной влажностью угля, следует рассматривать как единую газо-гидродинамическую систему, в которой изменение давления метана в ка-кой-либо точке постепенно передается прилегающей части пласта.

Скачать