Развитие физико-химических основ фильтрационного массопереноса нестабильных дисперсных сред в химически активных трещиновато-пористых средах (на примере инъекционной локализации и дезактивации очагов самонагревания вскрытых угольных пластов)

Объект исследования: активный к окислению и самовозгоранию углеметановый пласт, переходящий в процессе вскрытия и отработки из нативной в активирующуюся трещиновато-пористую среду. Предмет исследования: низкотемпературное окисление и смачиваемость не контактировавшей с воздухом угольной поверхности, взаимодействие нестабильных отверждаемых суспензий с химически активной трещиновато-пористой поверхностью нативного угля, процессы управления физическим состоянием газоугольного пласта возведением тампонажных дезактивирующих завес с учетом выявленных эффектов фильтрации нестабильных отверждаемых технологических суспензий в химически активной трещиновато-пористой среде угля. Научная основа проекта: современные результаты фундаментальных исследований российскими и зарубежными учеными процессов низкотемпературного окисления углей и тепломассопереноса при напорной фильтрации дисперсных, газовых и жидких сред в пористо-трещиноватых массивах. Научная задача проекта: обосновать физико-химические процессы инъекционной локализации и дезактивации зон низкотемпературного окисления вскрытых угольных пластов управляемым тампонажем химически активными нестабильными дисперсионными средами. Цель проекта: эффективная локализация и дезактивация очагов подземного самонагревания вскрытых газопроницаемых окисляющихся угольных пластов управляемым тампонажем. Задачи проекта общие: – развить физико-химические основы фильтрационного массопереноса нестабильных дисперсных сред в химически активной трещиновато-пористой среде угля; – разработать научные основы процесса управления термодинамическим равновесием зон окисления и самонагревания вскрытого угольного пласта возведением противофильтрационных дезактивирующих инъекционных завес. Задачи 2020 г.: – модернизировать реологический стенд искусственной трещины; – оценить фракционный состав сухих технологических смесей и провести оценку их реологических характеристик на ротационном вискозиметре с построением кривых течения; – исследовать режимы и проявления направленного массопереноса дисперсных минеральных частиц при их гидротранспорте в плоском потоке нестабильных суспензий различной концентрации на лабораторном фильтрационном стенде; – разработать методику шахтного отбора проб нативного угля без контакта с воздухом; – разработать методики лабораторных исследований химического состава угольной поверхности, смачиваемости и реакционной способности угольных проб без их контакта с воздухом. Задачи 2021 г. – выполнить шахтный отбор и подготовку проб нативного угля без его контакта с воздухом; – оценить влияние химически активной поверхности на смачиваемость трещиновато-пористой среды проб угля водой и водо-твердыми суспензиями; – оценить влияние химически активной поверхности проб угля на фильтрацию технологических суспензий через трещиновато-пористое пространство подготовленных образцов; – оценить влияние химически активной поверхности угля на скорость процессов отверждения технологических водотвердых минеральных суспензий; – разработать рекомендации к профилактическим мероприятиям по предотвращению эндогенной ситуации вскрытых угольных пластов. Задачи 2022 г.: – выполнить шахтный отбор и подготовку проб нативного угля по уникальной разработанной методике; – оценить влияние химически активной поверхности на смачиваемость трещиновато-пористой среды проб угля водой и водо-твердыми суспензиями; – оценить влияние химически активной поверхности проб угля на процессы фильтрации технологических суспензий через трещиновато-пористое пространство подготовленных образцов; – разработать рекомендации к профилактическим мероприятиям по предотвращению развития эндогенного самонагревания вскрытых угольных пластов.