Горными породами

Процессы образования метана протекали одновременно с формированием пластов угля и метаморфизмом первичного органического вещества.

В породах (углях) метан находится, как минимум, в двух состояниях: в виде свободного и сорбированного (связанного) газа.

На современных глубинах горных работ давление газа достигает 130 атмосфер и основное количество метана находится в сорбированном состоянии. Различают три формы связи газа с твердым веществом: адсорбцию (связывание молекул газа на поверхности твердого вещества под действием сил молекулярного притяжения), абсорбцию (проникновение молекул газа в вещество без химического взаимодействия и образование “ твердого раствора”) и хемосорбцию (химическое соединение молекул газа и твердого вещества). Основное количество сорбированного породами метана находится в адсорбированном состоянии. С повышением давления газа количество сорбированного метана увеличивается, с повышением температуры – уменьшается.

Сорбционная способность углей при данной температуре зависит от давления газа и характеризуется изотермами сорбции (рис. 3.1)

Т1>Т0

Т₀

xo

x1

Т₁

кривые изотерм сорбции

po

p1

	Давление, кг/см3

Рисунок 3.1 ─ Изотермы сорбции метана углем

Р₀, Т₀, х₀ – соответственно давление, температура и метанонос-

ность, характеризующие систему газ– уголь в природных

условиях;

Р₁,Т₁,х₁ – соответственно давление, температура и метаноносность

системы газ-уголь после нарушения равновесного состоя-

ния в результате ведения горных работ.

Зависимость сорбционной способности углей от давления выражается уравнением Лэнгмюра

(3.1)

где P – давление газа, ата;

x – количество сорбированного газа, см³/г;

а, b – коэффициенты Ленгмюра, определяемые при изучении сор-

бционной способности углей, имеющие размерность соот-

ветственно ата^-1 и см³/г.