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
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