Файл: Дмитриев, А. М. Прогноз природной газоносности усовершенствованными методами для проектирования угольных шахт [сотрудникам НИИ, проектно-конструкторских и проектных институтов].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.11.2024

Просмотров: 27

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

верхняя часть керноприемника будет заполнена

этим

 

шла­

мом, а нижняя - породной пробкой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Опыт применения данной технологии перебурки

 

угольных

пластов керногазонаборником КА-61 в

Донбассе п оказал ,что

рейс по углю часто

составляет менее

0,25 м,

а

вес

 

керна

1в зависимости от

марки и зольности

 

 

перебуриваемых

угольных пластов)

- 250-400 г. Такие

пробы,

как

правило,

дают завышенные данные по газоносности

угольных

 

пйас-

тов, о чем свидетельствую т

результаты

определения

 

газо ­

носности угольных

пластов

на 10

участках

с

различными

марками углей - от длиннопламенных

до

антрацитов.

Завы ­

шение значений

газоносности иногда

достигает

200-300%.

По абсолютной

величине превышение

составляет

для

м ало-

метаморфизованных углей 5-15 и для антрацитов

 

 

 

20-

ТО м®/т горючей массы . Зто

подтверж дается

такж е

 

сопо­

ставлением значений газоносности

угольных

пластов,

 

полу­

ченных по параллельно отобранным пробам. Так,

на

участ­

ке поля шахты

"У глегорская-В осточная"

очень

много

 

плас-

топересечений

было

проведено двумя и даже трем я

рейсами

керногазораборников КА-61. Проведенная

выборка

получен­

ных значений газоносности угольных пластов показала,

что

за редким исключением величина газоносности

по

пробе с

меньшим весом

1 если она была отобрана

герметичным

кер -

ноприемником! выше, чем по параллельной пробе

с

большим

весом .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При неполном заполнении

керном керноприемника 1 в

слу­

чае перебурки высокогазоносных угольных

пластов!

 

часть

его объема заполняется буровым раствором ,

 

содержащим

большое количество газа . Поэтому чем меньше

 

вес

 

угля,

тем больше газоносность пробы, получающейся за счет

г а за

промывочной жидкости. По-видимому,

этим

и

объясняется

большой процент максимальных значений газоносности (.при­ нимаемых за наиболее достоверные при проведении сопоста­

вительных опробований), полученных с

помощью

керногазо -

наборников КА -61.

 

 

 

Завышенная

газоносность угольных

пластов

при

непол­

ном заполнении

керноприемника углем

наблюдалась

также и

при опробовании другими керногазонаборниками. Предполага­ лось, что завышение газоносности угольных пластов у кер-

ногазонабор.ников с газосборниками

происходит в основном

за счет низкого выхода керна. При

этом допускалась во з-

 

9



можность потери части керна при подъеме

снаряда,

когда

га з из

нее уже выделился в газосборник.

© тот фактор

счи­

тался

весьм а сущ ественным , и многие

пробы,

имеющие

только

это т дефект, выбраковывались.

 

 

 

 

 

О тнесение всего

выделивш егося г а за только

к оставш е­

муся весу угля, конечно, приводит к завышению

газоносно­

сти. Однако, как показал опыт работы

с

керногазонаборни-

ком КА -61, это завышение не так велико, чтобы

только

по

этому

признаку вы браковывать пробы.

И меется

много

проб

с небольшим весом угля, по которым

получена

завыш енная

газоносность, хотя

потерь

керна при подъеме

не

было

(плотная породная

пробка

в приемном

стакан е ).

В то

же

время по многим пробам с выходом керна менее 70% полу­

чены представительны е данные

по

газоносности

 

угольных

пластов,

о то можно

объяснить

следующим

образом .

 

 

Как

правило,

объем га за ,

извлеченного

 

из

газосборника,

составляет

2,5—10%

всего объема полученного

 

га за .

Если

учесть,

что

процент

содержания

 

м етана

в

газе

 

из

газосбор ­

ника КА-61

всегда

меньше,

чем

в

га зе ,

 

полученном

 

из

керноприемника,

то

объем горючих

газов

из

 

газосборника

составит еще меньший процент. Таким образом,

объем

 

го ­

рючих газо в , выделяющихся при

 

подъеме

прибора,

так

 

не­

значителен,

что

не

может дать

завышения

 

газоносности

в

несколько раз,

как

это отмечалось

во многих

работах.

 

 

П оэтому необходимой величиной рейса для

 

любого

типа

керногазонаборника

должна быть

такая,

при

которой керно-

приемник полностью

заполняется

углем .

Как

уже

отм еча­

лось, наиболее стабильные результаты

по

 

 

газоносности

угольных пластов характерны при применении

 

керногазона­

борника КГН -3-58 с

полезной

длиной керноприемника 0,45

м.

Увеличение

разм ера

керноприемника (.например,

у

кернога­

зонаборника

К Г -55/120 -К -62)

до

1,2 м

не

дало

ожидаемых

результатов. Наоборот, почти всегда данные

по газоносно­

сти, полученные с помощью этих

приборов,

были

занижен­

ными по сравнению

с данными,

полученными

 

с

помощью

снаряда КГН -3-58.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом ,

оптимальная

 

длина

керноприемника

дол­

жна быть равной 0,45-0,50 м при обязательном условии пол­

ного заполнения

его керном. Для перебурки

весьм а

тонких

пластов Донбасса

следует иметь еще более

короткий

кер -

ноприемник - 0,3

м.

 

 

,10


Диаметр выбуриваемого керна, по всей

вероятности, не

имеет

сущ ественного

значения, В

применяющихся в настоя­

щее время

приборах

он изм еняется

от 35

(ГКМ -92) до 60 мм

(К ГН -3-58,

К Г -5 5 /1 2 0 -К -6 2 ).

Как

показали результаты

со­

поставительных опробований,

опробование

угольных пластов

этими

снарядами

позволяет получить довольно близкие

ве­

личины

природной

газоносности. Поэтому

внутренний

диа­

метр приемной трубы должен приниматься максимально воз­ можным в зависимости от конструкции прибора, размеры ко­

торого в свою

очередь определяю тся диаметром скважины.

Однако при

разработке конструкции керногазонаборника

для опробования высокогазоносных угольных пластов следу­ ет учитывать рациональную емкость газосборника. При зна­

чительном весе

керна необходимы очень

большие емкости,

а следовательно,

и длины газосборников,

что

значительно

усложняет работу с ними.

 

 

Необходимый

объем газосборника 'IX.* должен

быть равен

 

 

 

 

 

9- * 4» к

1ГМ 1 см 3,

 

 

 

 

 

 

Q(S0

 

 

где

9

 

вес пробы угля, г;

см 3 / г х).

 

 

х

 

природная

газоносность угля,

 

 

6,j

-

количество

поступившего в газосборник

га за

 

 

 

от общего

объема извлеченной

из пробы

га ­

 

 

 

зовой смеси,

%;

 

 

 

к

-

коэффициент

зап аса;

 

 

-концентрация ( минимальная) горючих газов в общем объеме газовой см еси ,%;

-объем гидрозатвора (минимальный) газосбор ­ ника, см 3.

Вес керна каменных углей при его оптимальной длине -

0,5 м, диаметре J 60 мм и удельном весе

1,3

г /с м 3

равен

1800 г.

 

 

 

 

Природная газоносность (максимальная)

для различных

марок углей приведена в таблице.

 

 

 

Под термином "природная газо н о сн о сть'

 

понимается

объем

всех горючих г э з о е , содержащийся

в

единице

веса

угля в

соответственны х условиях.

 

 

 

11


Количество

г а за в газосборнике 1 средний процент 4^

) от

общего объема

газовы деления,

по

данным

Ш

Всесоюзного

сопоставительного опробования

в

К узбассе,

изм еняется

для

различных типов керногазонаборников от 3,6

(К ГН -3-58)

до

8,5% ( К Г -5 5 /1 2 0 -К -6 2 ).

 

 

Марка

М аксимальная г а ­

М арка

М аксимальная га ­

угля

зоносность, м З /т

угля

зоносность, м ^ /т

Б

2 - 4

К

15-20

Д

4 - 8

ОС

20-26

Г

8 - 1 2

Т

26-32

ж

12-15

ПА

32-35

 

 

А

35-40

В то же время концентрация (средняя)

горючих

газо в

в

газосборнике

прибора КГН-3—58 достигает

70%,

а

в

газосборнике K A -6 I -

всего 36,7%. Если

учитывать

объем

только горючих газов в газосборнике, то

его

процент

 

от

общего

объема газовой

смеси изм еняется

от 2,5 до 5%, т .е .

Долевое

участие объема

горючих газов в

газосборнике

всех

типов приборов практически одинаково.

 

 

 

 

 

 

Анализ результатов

III Всесоюзного

сопоставительного

опробования показал, что содержание горючих газов

в

объ­

емах газовой смеси,

полученных на различных

этапах

д ега­

зации угольного керна, фактически одинаково. Это позволяет

судить о проценте горючих газов в общем объеме

газовы —

деления по величине их концентрации в свободном

г а зе

из

керноприемника

Qcg.

 

 

 

 

 

 

Для расчета

необходимой

емкости

газосборнике lfr^

ис­

пользовано процентное

отношение г а з а

в газосборнике к об­

щему объему газовой

смеси

4 j

лучшего прибора КГН -3-58

с наибольшими

концентрациями м етана

в "колоколе' а Гр

 

Коэффициент

зап аса

к

принят

равным 2,5

исходя

из

того, что в газосборнике КГН -3-58 при его нормальном сра­

батывании никогда не наблюдалось более

10% га за общего

объема

газовой

см еси угольной

пробы.

 

Например, при опробовании пластов, представленных кок­

совыми

углями,

емкость 'колокола"

керногазонаборника

должна

составлять

 

 

 

<jf

= 1800-20*4,2*2,5

= 5000 см^.

 

г3-

яп

+ 500

12