ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ МЕТАНА НА ЕГО РАСПРЕДЕЛЕНИЕ В УГЛЯХ
Journal Title: Вісті Донецького гірничого інституту - Year 2018, Vol 2, Issue 2
Abstract
Цель исследований состоит в получении информации о влияния величины равновесного давления на характер распределения метана в углях различной стадии метаморфизма. В диапазоне давлений 0,09 ‒ 3,1 МПа при температуре 293К измеряли и сравнивали объемы метана в свободном, адсорбированном и абсорбированном состояниях. Методика исследований. Для экспериментальных исследований использовали две модификации объемного метода. При давлениях меньше 0,1 МПа адсорбцию Qадс на открытой поверхности угля и сорбцию Qбл в блоках определяли по различию расхода гелия и метана на заполнение контейнера с углем, а при давлениях больше 0,1 МПа ‒ по различию объёмов истечения сжатых газов из контейнера с углём. Кинетику этих процессов регистрировали с интервалом 0,65 с. Результаты. Анализ результатов проводили в рамках блоковой модели угля, согласно которой свободный метан находится в открытых порах и трещинах, адсорбированный ‒ на открытых поверхностях гранул, пор и трещин, абсорбированный ‒ в микропорах блоков угля. В диапазоне давлений меньше 0,1МПа выявлена корреляция между величиной адсорбции Qадс и энергией связи метана с углями. В антраците насыщение адсорбционного слоя наступает уже при давлении метана ≈ 0,1МПа. В углях марок «Д» и «КЖ» объём адсорбированного метана линейно растет с ростом давления во всем диапазоне давлений (0,09 ‒ 3,1МПа). Объём метана абсорбированного в блоках антрацита и угля «КЖ» также линейно зависит от давления во всем диапазоне, а в блоках угля «Д» наблюдаются признаки насыщения при давлении 2,0МПа. Научная новизна. Обнаружена различная сорбционная восприимчивость поверхности угля марки «Д» и его блоков, что позволяет использовать приближение суперпозиции подвижного (на поверхности) и фиксированного (в блоках) адсорбата. Следуя этим представлениям метаморфизация угля сопровождается ростом объема кластеров (блоков) более закрытой и плотной упорядоченной структуры, что объясняет уменьшение соотношения величины абсорбции к величине сорбции Qадс/Qбл при переходе к антрациту. Практическая значимость. Обнаружено, что с повышением равновесного давления доля адсорбированного на открытых поверхностях метана становится на порядок больше, чем абсорбированного в блоках. Для углей с низкой естественной влажностью (марки «К» и «Ж») адсорбция на поверхности может оставаться почти такой же большой как в сухих углях. Поэтому желателен мониторинг объёма адсорбированной фазы метана ‒ его рост может являться признаком увеличения удельной поверхности угля в зонах геологического нарушения.
Authors and Affiliations
Всеволод Васильковский, Оксана Чеснокова
Keywords
Related Articles
- EP ID EP462830
- DOI 10.31474/1999-981X-2018-2-30-37
- Views 148
- Downloads 0
ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ОБЛИЦЮВАЛЬНИХ ЗАХИСНИХ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ВОГНЕЗАХИСТУ МЕТАЛЕВИХ ГАЗОПРОВОДІВ
Проведено аналіз застосування вогнезахисних матеріалів для захисту металевих повітропроводів, в тому числі і газопроводів систем дегазації вугільних шахт, в сучасному будівництві та фізико-механічні характеристики таких...
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ ЛОПАСТЕЙ В ВИБРОКИПЯЩЕМ СЛОЕ ПОРОШКООБРАЗНОГО МАТЕРИАЛА
В работе описан лабораторный стенд, который позволяет измерять силы взаимодействия лопастей с потоком виброкипящего порошкообразного материала. С использованием положений теоретической механики и теории размерностей сост...
THE WORKING CONDITIONS AND OCCUPATIONAL DISEASES REASEARCH AT KRYVBAS MINING ENTERPRISES
Purpose. Analysis of occupational diseases at mining enterprises of Kryvbas, to determine the future directions identification procedure and hazards assessment threats, which will minimize injuries at the place of produc...
ВПЛИВ СОРБОВАНОГО МЕТАНУ НА ВИБУХОВИСТЬ ВУГІЛЬНИХ АЕРОЗАВИСІВ
Експериментально підтверджено теоретичне припущення про наявність над поверхнею вугільних частинок концентрованого вуглеводневого середовища, яке характеризується вмістом газу, що перевищує верхню межу горючості. Механіз...
ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ЛОКАЛЬНОГО УКРІПЛЕННЯ ПІДОШВИ ЗА РАХУНОК КОНСОЛІДАЦІЇ ПОРІД СУМІШАМИ, ЩО САМОРОЗШИРЮЮТЬСЯ
В статті визначено актуальність проблеми забезпечення стійкості порід підошви. Стаття містить результати шахтних візуальних спостережень за станом порід при веденні підривки. Наведені результати розрахунку параметрів роз...