книги из ГПНТБ / Нагнетание воды в угольные пласты как средство борьбы с газом и пылью

на проводимость угля из-за наличия в ней примесей солей. В первом приближении электропроводимость угля прямо пропорциональна содержанию водных растворов в единице объема [1 ].

Зависимость электросопротивления шахтных вод от хи­ мического состава растворенных в них солей незначитель­ на. Удельное сопротивление этих вод мало изменяется по сравнению с удельным сопротивлением чистого раствора хлористого натрия той же концентрации.

Электрическая проводимость вмещающих пород, как пра­ вило, больше проводимости углей. Главным фактором, обу­ словливающим проводимость пород, является их влажность.

В лаборатории Донецкого политехнического института были исследованы влияние увлажнения водой с различными добавками смачивателя на электрическое сопротивление угля и изменение электросопротивления его во времени после его увлажнения. Исследовались образцы угля пласта /4, набранного в Нольной восточной лаве шахты им. Аба­ кумова. В каждом опыте использовались образцы в виде четырехгранных призм, изготовленные из одной глыбы угля.

Для измерения сопротивлений образцов угля исполь­ зовались мегометры Ml 101 и ампервольтамметры АВО-5м. Для выяснения влияния поляризации измерения проводи­ лись с применением постоянного и переменного токов. Об­ разцы для увлажнения помещали в открытые сосуды с во­ дой или водным раствором смачивателя ДБ на 24 ч. Для увлажнения применялась водопроводная вода.

Первое измерение сопротивления каждого увлажненного образца проводилось после просушки его поверхности фильтровальной бумагой и взвешивания его, т. е. прибли­ зительно через 10 мин после извлечения его из воды.

Сопротивление угля измерялось вдоль слоистости. Такое измерение было принято по следующим соображе­ ниям:

82

1) в производственных условиях предусматривается измерение сопротивления пласта между шпурами, т. е. вдоль слоистости угля;

2) сопротивление подавляющего числа образцов, из­ меренное до увлажнения перпендикулярно слоистости, составляло более 500 Мом, т. е. была выше предела из­ мерений приборов. Сопротивление образцов угля вдоль напластования составляет от 42 ком до 100 Мом.

Впервом опыте исследовали 33 образца. При безнапор­ ном увлажнении образцов угля в течение суток масса их возрастала в среднем на 1,43%, причем при увлажнении водой — на 1,06%, водным раствором смачивателя с кон­ центрацией 0,01% — на 1,70%, с концентрацией 0,05% —

на 1,35%.

Удельное сопротивление образцов в результате их увлаж­ нения уменьшилось в среднем на 96,5% от его перво­ начального сопротивления. Следовательно, при увеличении массы образца в результате его увлажнения на 0,1 % удель­ ное сопротивление уменьшалось в среднем на 6,7%.

Всвязи с разностью сопротивлений различных образцов угля не удалось непосредственно установить количествен­ ное влияние различных добавок смачивателя на электросо­ противление углей. Однако из приведенных данных изме­ нения массы образцов угля при их увлажнении и по зави­ симости электросопротивления от увлажнения видно, что добавка смачивателя к воде приводит к уменьшению сопро­ тивления угля. Наиболее эффективной из указанных выше добавок для пласта /4 оказалась добавка смачивателя кон­ центрации 0,01%.

Так как в результате проведенных экспериментов ока­ залось, что электропроводимость воды практически не за­ висит от добавки смачивателя, то указанное уменьшение

сопротивления угля следует объяснить улучшением про­ никновения воды в поры угля.

83

Была проведена серия опытов, подобных описанному выше. В одних опытах образцы угля помещались после увлажнения, взвешивания и измерения сопротивления в эксикаторы, где поддерживалась постоянная температура

и100%-ная влажность воздуха, в других — образцы вместе

сконтактными пластинами для измерения сопротивления покрывались парафиновой оболочкой. В последнем случае совершенно исключалось испарение влаги из образцов угля, однако сопротивление их с течением времени во всех слу­ чаях возрастало. Это, вероятно, связано с миграцией воды из макропор в переходные поры и микропоры под действием капиллярных сил, что приводит к уменьшению сечения про­ водящего водного слоя, замыкающего цепь через макропоры,

ик разрыву его сплошности.

Таким образом, возможно использовать зависимость электросопротивления угля от его влажности для контроля качества предварительного увлажнения угля в массиве.

Горногеологические и физико-механические факторы, влияющие на электрическое сопротивление угля, в условиях одного забоя остаются постоянными в течение длительного периода времени. Нагнетание воды в пласт проводится в соответствии с паспортом на увлажнение угольного массива,

вкотором указывается расстояние между шпурами, направ­ ление шпуров, их глубина и расстояние от почвы и кровли. Поэтому на электрическое сопротивление угля между двумя шпурами при отсутствии геологического нарушения влияет

восновном только степень увлажнения угля.

Однако геологические и физико-механические факторы могут быть различными для каждого забоя, поэтому для каждого забоя должна быть установлена опытным путем зависимость между степенью увлажнения и сопротивлением пласта.

Во время нагнетания воды в пласт сопротивление угля между шпурами, измеренное до увлажнения и непосредствен­

84

но после окончания этого процесса, уменьшается в одних забоях в несколько раз (очистной забой пласта /4 шахты им. Абакумова), в других — в 100 и 1000 раз (забои пла­ стов^, k'5, и ks шахты № 1—1-бис.). В различных забоях

наблюдалось сопротивление угля между шпурами до увлаж­

контроле степени увлажнения пласта после окончания процесса пропитки вместо гидрозатвора в шпур вставляе­ тся второй контактор. При таких измерениях следует учитывать изменение сопротивления увлажненного пласта во времени.

Контактор представляет собой пучкообразный набор пружинящей проволоки, которая плотно прилегает к стен­ кам шпура у его дна, обеспечивая стабильность переход­ ного сопротивления в месте контакта. Последняя достига­ ется созданием одного и того же удельного давления кон­ тактирующей проволоки на стенки шпура.

85

Л и т е р а т у р а

6.К а р п у х и н В. Д. и др., Фотолюминесцентный анализ исследо­ вания эффективности предварительного увлажнения угольного мас­

сива, сб. «Борьба с силикозом», т. 5, Изд. ИГД АН СССР, М., 1962. 7. ' К с е н о ф о н т о в а А. И., Б у р ч а к о в А. С. и П а ­

н о в Г. Е., Эффективность предварительного увлажнения и пути

ее повышения, ЦНИИТЭИ угля, М., 1963.

8.МакНИИ, Справочное пособие по борьбе с пылью в угольных шах­ тах, Госгортехиздат, 1963.

87

с о д е р ж а н и е

3.Определение необходимого времени нагнетания воды в угольные пласты и условий достижения

89