Materiały konferencyjne SEP 1993 - tom 2

Szkoła Eksploatacji Podziemnej '93 w pokładzie. Zatem pojawia się kolejne przybliżenie do warunków panujących w po- kładzie, stanowiące trzeci etap badan sorpcyjnych. Dotyczą one wpływu ograniczenia swobody zmian zewnętrznych próbek na ich chłonność sorpcyjną. Tak ustawiony eks- peryment może być pewnym przybliżeniem wpływu ciśniena skał nadkładu oraz działania ciśnienia bocznego na węgiel w pokładzie. Czynniki te ograniczają swobodę zmian zewnętrznych wymiarów węgla przy zmianie równowagi układu węgiel-gaz. Prace, które były i są prowadzone w Katedrze Chemii Górniczej obejmują wymienione etapy. Z przedstawionego wprowadzenia wynika cel badań. Obejmuje on kompleksowe badania polskich węgli kamiennych poprzez uwzględnienie oddziaływania substancja węglowa - CH4 w zależności od: a) stopnia metamorfizmu, b) zmiany ciśnienia gazu, c) ograniczenia swobody zmian zewnętrznych wymiarów próbek, d) zawartości litotypów. 1.1 Materiał badawczy I metody pomiarów Przedmiot badań stanowiły polskie węgla kamienne w całej skali metamorfizmu. W prezentowanej pracy przedstawiono jedynie część wyników uzyskanych dla trzech podstawowych pod względem struktury i własności węgli: o niskim, średnim i wysokim stopniu uwęglenia. Analizę chemiczną, technologiczną i densymetryczną przedstawiono w tabeli 1. Węgiel oznaczony w pracy symbolem B/82 pobrano z KWK Brzeszcze pokład 317; K/87 z KWK Morcinek, poziom 950 m, pokład 404/1-2; M/85 z KWK Moszczenica, pokład 504/2,; B/90 z KWK Brzeszcze, pokład 405, ściana 056. Do badań sorpcyjnych i dylatometrycznych użyto, kostek o wymiarach 15*15*5 mm wyciętych z bryły węglowej tak, by można było śledzić ich deformacje rónolegle i prostopadle do kierunku uwarstwienia. Zmianę zewnętrznych wymiarów śledzono przy użyciu tensometrów. Badania sorpcyjne wykonano w temperaturze 298 K metodą objętościową w zakresie ciśnień CH4 od 0,3-5,0 MPa. Eksperymenty sorpcyjne prowadzono w dwojaki sposób. I metoda: „od próżni" tzn. do odgazowanych próbek (10"^ Tr) wprowadzano gaz pod z góry zadanym ciśnieniem. Średnio po około 100 h ekspozycji wypuszczano gaz z ampułki aż do uzyskania ciśnienia - 0 , 1 MPa i rozpoczynano pomiar desorpcji przy ciśnieniu CH4 bliskiemu atmosferycznemu. Istotą eksperymnentu było uzyskanie odpo- wiedzi na pytanie jak gradient ciśnienia startowego desorpcji wpływa na jej szybkość i ilość zdesorbowanego gazu. Eksperyment ten może stanowić pewne odniesienie do za- chowań układu węgiel-gaz w pokładzie po odsłonięciu calizny. Równocześnie z bada- niami sorpcyjnymi prowadzono zapis kinetyk deformacji próbek: rozszerzania towarzyszącego sorpcji i kontrakcji - przy desorpcji gazu, co dostarczało dodatkowych informacji o sposobie deponowania gazu w strukturze węgłowej. n metodą pomiarów przeprowadzono „przez progresję ciśnienia", a więc przy każ- dorazowo mniejszych gradientach ciśnień niż w metodzie 1. Pierwszy punkt pomiarowy uzyskiwano analogicznie jak w metodzie „od próżni" (wpuszczanie gazu do ampułki Sekcja VI 327