Подавляющая часть метана большинства угольных бассейнов на большой глубине находится в состоянии твердого углеметанового раствора. Для его эффективного извлечения необходимы энергетические воздействия на угольные пласты, стимулирующие распад углеметанового раствора и соответствующее газовыделение.
Будем считать, что распад твердого раствора углеметана описывается кинетикой первого порядка:
Здесь Кр - константа скорости реакции распада твердого раствора; Ск - конечная концентрация метана (концентрация насыщения; С0 - начальная концентрация метана; S - площадь реакции распада твердого раствора, которую мы будем принимать единичной.
Для выделяющегося количества метана нами получена формула:
,
где Q0 - объемное количество метана в пласте в начальный момент времени t0 = 0.
В случае механического воздействия на пласт с частотой ω уравнение можно переписать в виде:
Поскольку константы скоростей распада твердых растворов имеют небольшие величины, то мы приходим к выводу: - для увеличения газовыделения необходимо применять низкочастотные механические воздействия. Этому случаю отвечают вибрационные воздействия. Определив экспериментально Кр, можно определить и частоту вибрации.
