Совершенствование разработки калийных месторождений

породы с газом была предложена в отработана импульсная методика. В абсорбер с солью подавался короткий импульс газа. В качестве поглощаемого газа использовался диоксид серы. В ходе этих экспе­ риментов установлено, что образец соли, продутый сухим гелием, не поглощает S 0 2 . Это позволяет говорить об отсутствии сорбции

газа на сухой поверхности соли или об отсутствии хемосорбции.Кар­

личии в системе паров воды ослож­ нены взаимным влиянием концентраций

ти хроматографического пика во ворение газа в межкристальном рассовремени в зависимости от влажле. По-видимому, наиболее важным

получения точных количественных данных для сравнения сорбционных свойств различных пород является определение коэффициентов диффузии воды в породах.

Учитывая, что поглощение газа и воды взаимосвязано, легко заключить, что максимальное количество газа, поглощенное из неко­ торого объема воздушного потока, определяется количеством поглощен­ ного из этого же потока воды и растворимостью газа в воде. Эта оценка распространяется только на стационарный режим, при котором поступление газа и влаги в воздушный поток постоянно. При залповых выбросах газа поглощение может быть и больше за счет ранее сорби­ рованной воды. Однако в целом рассмотренное выше балансовое соотно­ шение нарушаться не может.

Следствием изложенного является то, что изменение влажности породы, связанное, например, с сезонными изменениями влажности воз­ духа, поступающего в шахту, может сказаться на распределении сор­ бированных газов между породой и воздушным потоком.

70

На основании экспериментальных данных и сопоставления их с литературными данными можно сделать следующие выводы:

1. Показано, что поглотительная способность соляных пород свя­ зана с их влажностью, пористой структурой и растворимостью газов в воде.

2.Установлено наличие двух стадий сорбции воды образцами по­ род солей, что, вероятно, объясняется наличием эффекта капиллярной конденсации.

3.Выявлено различие между динамической и статической емкостя­ ми соли по влаге: первая составляет не более 2-х % от второй.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Красноштейн А.Е. Физико-химический механизм процесса ад­ сорбции ядовитых примесей рудничной атмосферы калийными солями /

токсичных компонентов выхлопных газов ДВС в калийных рудниках / /

вы использования уникальных свойств калийных солей в народном хо­

кин А .Д ., Демина В.И. Увлажнение рудничного воздуха для снижения концентрации окяолов азота цри работе ДВС и взрывных работах на

ки вентиляционных систем калийных рудников Стебниковского место­ рождения / / Исследование газового баланса при ведении взрывных работ с учетом сорбции газов калийными солями. - Л ., 1977. -

С.28-31.

11.Равдель А .А ., Пономарев А.М. Краткий справочник физико­

13.Крестовников A.H. и др. Справочник по расчетам равновесий металлургических реакций. - М., 1963. - 416 с.

14.Справочник химика. - Т. 3. М., 1968. - 336 с.

15.Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. - М., 1984. -

590 с .

УДК 553.631.632:622.02

А.С. Кириченко

ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ ПОРОД* НА ПЛОТНОСТЬ СОЛЯНОГО КОМПОНЕНТА И УСАДСУ ПРИ РАСТВОРЕНИИ

(Лениградский горный институт)

Плотность соляных пород калийных месторождений непостоянна как по разрезу толщи, так и по площади С13 » что отражается на условиях разработки калийных пластов: местами наблюдается умень­ шение усилия резания комбайна или же увеличение местной податли­ вости целиков. Местное изменение плотности породы особенно ска­ зывается на управлении безопасностью горных работ по газодинами­ ческому фактору, поскольку выбросоопасные зоны пласта зачастую отличаются ее скачкообразным понижением [ 2 ] .

В данной статье рассматриваются особенности формирования толщи соляных пород, влияющие на их плотность, и методика экспери­ ментальной численной оценки параметра плотности.

Галоиды, из которых состоят соляные породы калийных место-

рождений, имеют плотно упакованную решетку, объем "пустот" в кото­ рой не превышает 265? С5 ] . Поэтому их плотность определяется в ос­ новном химическим составом и ионным радиусом элементов. Например, катион /Va4 , имеющий меньший радиус, чем катион к , дает сое­ динение с хлором с большей плотностью, чем плотность хлористого калия. Аналогичная зависимость как видно из табл. I, характерна для минералов, входящих в состав соляной толщи калийных месторож­ дений.

себя органические остатки и галопелиты, плотность которых состав­ ляет (1 ,5 *2 ,6 )*ДО3 кг/м3. Приведенные компоненты составляют твердою фазу породы. Кроме того, порода содержит газовую и жидкую фазы в различных количественных соотношениях.

В общем виде плотность соляной породы можно представить в виде зависимости

дой фазы должно увеличивать, соответственно, долю жидкой или газо73

Рассмотрим влияние строения твердой фазы соляной породы на коэффициент усадки при растворении и связь этого коэффициента с

имеет сложное строение с различным процентным соотношением фаз. Исследуя плотность пород на таких участках, следует заметить, что для визуально одинаковых образцов породы коэффициент усадки при растворении может быть существенно различным из-за неверного определения плотности соляного компонента.

Выделим наиболее характерные по строению 1руппы породы:

1.НО отсутствует или же его количество незначительно

понента в 1фисталле и кажущаяся плотность в растворе.

Абсолютную погрешность определения коэффициента усадки можно оце­ нить, используя полный дифференциал функции (I) в виде

ранее приведенных структурных факторов на величину коэффициента усадки породы при растворении. Решая уравнение (2) и заменяя плотность соляного компонента в кристалле плотностью породы в образце и соответствующие дифференциалы малыми приращениями, по­ лучим

Л АРо+Ро*Ро

Рассмотрим,как влияют структурные факторы на усадку при растворении образца породы. Если в образце отсутствует нераство­ римый остаток (НО) или же его количество невелико, кажущаяся плот­ ность породы в растворе будет постоянной, поскольку она зависит только от концентрации раствора [ 3 ] . Плотность породы в образце с увеличением пористости будет уменьшаться. В этом случае второй член уравнения (3) будет близок нулю и изменение коэффициента усадки определится изменением плотности породы в образце, т .е . пористостью породы. Если пористость породы неизменна и неизменна при црочих равных условиях, ее плотность в образце, но НО изменя­ ется, то в уравнении (3) первый член будет равен нулю и прираще­ ние коэффициента определится только кажущейся плотностью породы

воря создается не твердой фазой вообще, а только растворимш со­ ляным компонентом, поэтому усадку необходимо относить к объему или массе этого компонента. Зная объем компонента в породе, мож­ но легко определить его плотность. Таким образом, усадка цри раст­ ворении является количественной мерой данного соляного компонен­ та породы в пробе.

6. Эзрохи Л.Л. Метод расчета плотности солевых растворов // Труды ВНИИГ. - Л ., 1959. - Был. 36. - С. 16-20.

УДК 622.023.2

В .Г. Зильбершмидт, Н.А. Харламова

ОЦЕНКА ВЯЗКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ КАМЕННОЙ СОЛИ ПУТЕМ ИНДНГГИРОВАНИЯ

(Пермский политехнический институт)

Опасность раотворения калийных руд и вмещающих соляных гор­ ных пород в случае проникновения воды и рассолов в подземные гор­ ные выработки обуславливает особые требования к сохранению сплош­ ности массива калийного месторождения.

Образование горных выработок вызывает микроразрушения и ло­ кальное трещинообразование в приконтурной области вследствие тех­ нологии ведения горных работ и изменения состояния массива. Твкое нарушение сплошности под действием горного давления инициирует развитие магистральных трещин в массиве и делает его водопроница­ емым.

Для исследования процесса трещинообравования в массиве со­ ляных горных пород в рамках механики разрушения необходимо опре­ делить параметры, характеризующие его сопротивление распростране­

инства которых проанализированы в работах Г 1,2,3] применительно к металлам, сплавам и композиционным материалам. В настоящее время ведутся работы по созданию стандартизированных методик испытаний на трещиностойкость неметаллических материалов, в том числе гор­ ных пород.

Для исследования трещиностойкости соляных горных пород исполь­ зована методика испытаний при трехточечном изгибе призматического образца с надрезом С4 ],в основе которой лежат стандарты для иссле­ дования трещиностойкости металлов.

Сложность строения и вещественного соотава массива соляных горных пород калийного месторождения, его петрографическая неодно­ родность предполагают использование методов локального определе­ ния трещиностойкости структурных элементов массива и, в частности, метода индентирования.