Досліджено сорбційні явища у системі вугілля - метан за різних термабаричних умов. Розроблено фізичні засади процесу масопереносу метану у вугільній речовині на базі встановлення закономірностей взаємодії у системі вугілля - газ під впливом високих тисків і температур з урахуванням фазового стану метану, розчинності, співвідношення закритої та відкритої пористості вугільної речовини, коефіцієнтів дифузії та фільтрації метану у вугілля. Розроблено фізичну модель системи вугілля - газ. Встановлено, що у системі вугілля - газ пріоритетною є закрита пористість. Одержано часову залежність швидкості виходу метану з вугілля у вільний і обмежений об'єм з урахуванням дифузії та фільтрації. Експериментально та теоретично визначено ступінь впливу температури на кінетику газовиділення з вугілля, кількість метану у вугіллі та його розподіл за фазовими станами. Знайдено основний безрозмірний параметр, який враховує роль масштабних факторів, співвідношення коефіцієнтів дифузії та фільтрації, закритої пористоті та розчинності метану у процесі його витікання з вугілля. Обгрунтовано умови та встановлено асимптотичні критерії поділу й експериментально розділено метан на "фільтраційний" і "дифузійний". Розраховано коефцієнти дифузії для різних схем навантаження та визначено енергію активації виходу метану з вугілля. Доведено, що зв'язок метану з вугільною речовиною у твердому розчині не є хімічний, а носить характер фізичної сорбції. Встановлено, що у разі спільного впливу температури та тиску вугілля поводиться як аморфне тверде тіло.

  Скачати повний текст