ться (в якомусь певному діапазоні частот) резонансне поглинання енергії коливань від вібратора системою «вугілля - метан», і в цей момент порушується динамічна рівновага між пов'язаним метаном, укладеним в порово-тріщинуватою структурі вугілля.
Порушення динамічної рівноваги відбувається за рахунок придбання додаткової енергії від механічного (вібраційного) впливу молекулами пов'язаного газу.
В результаті ці молекули долають енергетичний бар'єр - поріг енергії активації і переходять із зв'язаного у вільний стан.
.3.2 Теоретичні основи дії вібрації на вугільні пласти
Умови, при яких метан виділяється з вугілля, можуть формуватися як за рахунок віброударов, так і за рахунок швидких коливань певної амплітуди. В результаті тривалих дослідів встановлено, що під впливом коливань (вібрацій) у певному діапазоні газовиділення значно зростає, проте до певного значення. Під впливом вібрації вугільна маса набуває велику рухливість і система «вугілля - метан» здатна розпадатися. Проведений аналіз дозволяє зробити наступні висновки:
) збільшення амплітуди коливань до певного значення викликає зростання рухливості вугільної маси і приводить до зростання метаноотдачі з вугілля;
) кожна маса вугілля при певній амплітуді коливань має оптимум частоти коливань, вище або нижче якого метановиділення при вібрації знижується.
Можна припустити, що під впливом вібрації відбувається кількісна зміна метановиділення з системи «вугілля - метан». Такий характер зміни пояснюється тим, що під впливом вібрації руйнується структура «вугілля - метан», в результаті чого збільшується метаноотдача. Характер зміни метановиділення під впливом вібрації відбувається за рахунок того, що енергія, що повідомляється вібрацією, в певному діапазоні, долаючи сили зчеплення молекул метану і поверхні частинок вугілля, руйнує систему «вугілля - метан» і призводить до збільшення метаноотдачі. Новизна питання і маловивченою впливу впливу вібрації на процес метановиділення з вугілля вимагають проведення спеціального розширеного дослідження на шахтному полі.
Зразки для досвіду були отримані з вугілля фракції від 0,5 до 5,0 мм. При цьому зразки фракції від 0,5 до 3,0 мм становили 70%, а фракції від 3,0 до 5,0 мм - 30%. Проби вугілля насичували метаном при тиску 0,11 МПа і витримували від 6 год до 5 сут. при температурі 19-20 ° С. Змінюючи параметри вібраційного впливу, вивчали ступінь метаноотдачі з вугілля.
Лабораторні дослідження з вібраційному впливу на газонасичених вугілля, виконані в 1995-1990 рр.., дозволили визначити параметри впливу і довели високу ефективність розглянутого методу глибокої дегазації масиву (табл. 2.1) Встановлено, що при вібраційному впливі на вугільний масив шляхом приміщення вугільної речовини в хвильове поле, а також зміни характеру впливу наступають десорбція метану і перехід його у вільний стан. Були визначені основні параметри (частота і амплітуда), при яких виходить найбільша газоотдачи зі зразка вугілля.
Наближення частоти вібрації до значень, при яких різко збільшується метановиділення, вказує па протікання процесу відриву молекул метану і руйнування системи «вугілля - метан». Це може бути пояснено інтенсивним впливом вібрації на систему, а також частковим переходом останньої в гомо...
