Способ определения газоносностиугольного пласта

. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмаСоцмапмстмческмхРеспублмкОпубликовано 07.06,81, Бюллетень21 до делам лзебретений и втармтлйДата опубликования описания 17.06.82) Авторы изобретения Забурдяев, И. В. Сергеев и Б. Е. дена Октябрьской Революции и ордена ТЗнамени институт горного дела им. А, А.Министерства угольной промышленности ССС) Заявите 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНОСНОС УГОЛЬНОГО ПЛАСТА2 чающии проходку полости с битого угля на первом из поо димых ее участков и отборо на остаточную газоносность меры расхода и концентрации ся иэ полости газов до и п второго участка 3.Данный способ является ким к описываемому, изобрет ческой сущности и по достиг тату. удалением отчередно провом пробы угля на втором, завыдел я ющих-. осле проходки аиболее близ нию по техни емому резуль Изобретение относится к области горногодела и может быть использовано для определения природной и остаточной газоносности угольных пластов.Известен способ определения газоносности угольного пласта, основанный на измерениях газовыделения иэ проводимой подготовительной выработки, предварительно освобожденной от отбитого в забое угля ,К недостаткам этого способа относятся.невысокая.его точность, обусловленная тем,что количество выделившегося в выработкугаза нельзя отнести к конкретному объемуугля.Известен способ определения газоносности пласта, основанный на измерении количества газа, содержащегося в отобраннойв пласте пробе угля 2),Недостатками этого способа являютсянизкая точность, обусловленная потерямигаза при отборе угля, и отсутствие. данныхо газоотдаче пласта.Известен также способ определения гаэоносности угольного пласта, основанный наизмерениях газовыделенИя из пласта и остаточной газоносности отбитого угля, вклю Однако и этому известному способу присуща низкая точность, так как проходку полости на участках отбора проб угля и замеров газовыделения из скважины ведут короткими интервалами бурения (по одному метру) и не учитывают снижение газовыде. ления на предыдущих интервалах бурения к моменту отбора проб и замера газовыделения на следующем интервале. Кроме того, ,это техническое решение не позволяет получить данные о газоотдаче пласта.Цель изобретения - повышение точнос. ти определения газоносности и получение ,данных о газоотдаче пласта.- начальное уние, м/ (мв - основание намов; ия газовыделения во)дельное гаэовыделемин);туральных логариф - время проведен ути, мин;ф- время выдержки участка полости, мин;(- газовыделение из участкаоти в момент завершения ег ходки, мз/мин;(- газовыделение из участка полости в момент завершения его выдержки, м/мин;Я- длина участка, м;га - мощность пл аста, м.На фиг.приведена схема проходки участков полости (скважины) по неразгруженному угольному пласту, на фиг. 2 график газовыделения из полости в процессе проходки и выдержки ее участков; на фиг. 3 - схема проходки участкоб полости вкрест простираиия крутого пласта, на фиг, 4 - график газовыделения из полости; на фиг, 5 - схема проходки участков полости в частично разгруженной и неразгруженной зонах пласта; на фиг. 6 -- график газовыделения из полости.Способ определения газоносности угольного пласта осуществляют следующим обрам.Из горной работки по неразгруженно. му пласту пров ят полость, например скваия частка полосполосо проЗО вы од Указанная цель достигается тем, что проходку второго участка ведут до появления отбитого угля у устья полости, дополнительно замеряют расход и концентрацию выходящих из полости газов в моменты завершения проходки первого участка и завершения времени выдержки отбитого угля в полости перед отбором пробы угля, с учетом комплекса выполненных замеров сначала устанавливают показатели газоотдачи при проходке: полости и с обнаженных поверхностей пласта, а затем используют их для определения газовыделения иэ отбитого на втором участке полости угля, а так же тем, что в процессе поочередного проведения участков полости первый участок выдерживают в течение трех-пятикратного, второй двух-трехкратного времени проходки соответственно каждого из них, а показатели газоотдачи пласта, характеризуемые величиной начального удельного газовыделения и темпом снижения газовыделения во времени, определяют по формуле;10 жину (фиг. 1), с удалением буровой мелочи на первом участке длинои 4, . На этом этапе проходки предпочтительно сухое удаление штыба (продувка воздухом, очисткацшеком или под собственным весом). В тех случаях, когда невозможно сухое бурение скважины, ее проходят с промывкои жид костью, обеспечивающей минимальное времяее удаления,из трещин и пор (аэрирование жидкости, химически аэрированные жидкости с добавками 0,1 - 2,0"/о поверхностно- активных веществ ДБ, ОП 7, ОГ 110, ДС и др., водные растворы поверхностно-неактивных веществ, например, раствор жидког о го стекла, а также вода с добавками хлористого натрия или кальция). Для скважин,проводимых вкрест простирания негаэоносных пород с выходом на угольный пласт(фиг. 3), буровую мелочь на подготовитель.ном (породном) участке скважины можноудалять любым способом.После проведения первого участка полости (фиг. 1, 3) измеряют расход (дебит)и концентрацию выделяющихся из полости/3 )газов. Затем по истечении времени1равного трех-пятикратному периоду 6 проведения первого участка полости, замерыдебита и концентрации газов, вытекающихиэ полости, повторяют (фиг. 2, 4),Проходку второго участка,2" полости(фиг. 1, 3, 5) осуществляют преимуществечно без промывки, удаляя отбитый уголь шнековыми штангами или сжатым воздухом, до30 появления отбитого угля на устье полости,Измерения дебита и концентрации газонпроизводят в момент завершения проходкивторого участка полости и по истечении вре.мениск(" выдержки отбитого угля в полостииравного двух-трехкратному периоду Ю проведения второго участка (фиг. 2, 4, 6). Пос.ле измерения газовыделения и концентрациигазов для определения остаточной газонос.ности отбирают пробу угля, отбитого припроходке полости,40 В том случае, когда полость (скважину)проводят сначала по газоносным порода(или в частично разгруженной горной выработкой зоне пласта Я (фиг, 5), а затем йанеразгруженному пласту угля, дополнительно измеряют дебит и концентрацию газов;4 выходящих из полости на подготовительномучастке 2 , в период времени, соответставующий выходу забоя скважины на угольный пласт при бурении вкрест простираниягорных пород или выходу ее забоя за зонувлияния горной выработки (фиг. 5, 6), приэтом к моМенту измерения расхода и концентрации газов на подготовительном участке скважину освобождают от отбитой породы или угля. Время 4 "выдержки подготовительного участка Г полости принимают равным трех-пятикратному времени 8 его проведения (фиг. 6).В условиях сильно препарированных улей, обладающих высокой начальной ск(4) гле рснтьн г:о)тл , и )пбольшой длины пер)ин о участка полсти ллн исключения по)ерь газа бурение второго участка осущест- ,)5)к)т )с)еэ Ге)ме :) )0)ци сальник, уста новленный на чстье скважины. а отбот итыи уголь сибирякт в емкость.Г;аэоносность и показатели газоотдачи пласта можно определять не только при брении скважин, но и при комбайновой п оходке пластовых подготовительных выработок. В последнем случае проходку второго ччастка ведут в течение времени движен га:и)возлупп)ого потока от забоя выработки ло ее устья, оставляя отбитый уголь в выработке, на конвейере или в вагонетка .1х.1 окаэатели газоотдачи угольного пласта с его обнаженных скважиной или выработ ю кои поверхностей определяют )по формулам: г, (ф;-г)к а, - темп снижения гаэовылеления изобнаженных поверхностей пласта во времени, мин ;начальное удельное газовыделение иэ обнаженных поверхностейпласта, м/( Имин);- основание натуральных логарифмов;ЗО- время проведения первого участка полости в неразгруженномпласте, мин;"-время выдержки первого участкаполости, мин;з(- газовыделение из первого участка полости в момент завершенияего проходки, м/мин;ф - газовыделение из первого участкаполости в момент завершенияего выдержки во времени, мз/мин; 4 ЕЯ- длина первого участка полости,м;ги- мощность пласта, м.11 оказатели газоотдачи пласта при прохолке полости определяют по формулам:р Фд", е " бс )-1 (3ф темп снижения газовыделения изм обнаженных поверхностей пласта и отбитого в полости угля, Мин -; интенсивность начального газовыделения из пласта угля при проходке в нем полости (начальное. удельное газовыделение из обнаженых поверхностей и отбитого угля), м/(м мин); 8 - основание натуральных логарифмов;4 - время проведения второго участка полости, мин;М - время выдержки отбитого угляв полости, мин;6 - газовыделение иэ второго участка полости с отбитым в ней углем в момент завершения ее проходки, м з/мин;6 -газовыделение иэ второго участка полости в момент завершения выдержки в ней отбитого угля, мз/мин;-ллина второго участка полости, м; пф- мощность пласта, м.г фВеличины 6; и б определяют на основании замеров общего газовыделения из полости после окончания проходки второго участка ( б, ) и выдержки во времени(Ю), расчета газовыделения из первого участка полости в указанные моменты времени по формулам: ( фгле ЬР р+г" / ф8 о.а,(1 +ф 4")(На участках пласта с невысоким темпом снижения интенсивности газовыделения и небольших величинах времени проведения и выдержки второго участка полости значения Ср" и Я можно определять как разницу соответственно измеренных величин расхода (дебита) газа в моменты завершения проведения и выдержки второго участка полости и его значения б на момент начала проведения второго участка. Ошибка определения конечных величин газоносности и показателей газоотлачи пласта в этих условиях незначительная.Установив показатели газоотдачи угольного пласта при проходке полости и с обнаженных повер)хностей (стенок полости), определяют газовыделение Х 8 (м/т) из отбитого угля за время его пребывания в полости по формуле 6 - Оихг- А 4(5)где Я - газовыделение из пласта в полость(при ее проходке) за время , м,Я - газовыделение из обнаженныхповерхностей пласта в полость эавремя Ф", мзФ- масса отбитого в полости угля навтором участке ее проведения, т.Величину А определяют либо непосредственным взвешиванием отбитого на второмучастке полости угля, который после всехизмерений удаляют из полости, либо расчетным путем по длине второго участка полости, диаметру (сечению) полости и удельноймассе угля. Возможно в отдельных случаях,в частности при небольших участках полости, сочетание этих двух методов,Величины Ц и Я определяются поформулам:р Д д т Я -А (аар Й а й" -Ф. Юь а,"2азоносность пласта х (м(т) на исследуемом участке (природная или остаточная после мероприятий по снижению газоносйостн) определяется суммированием велиО чины х и остаточной газоносности отбитого в полости угля х , т. е. по формулех =х+х(6)Предлагаемый способ позволяет с высокой точностью определить газоносность и 1 получить сведения о газоотдаче пласта, что обеспечивает более точные расчеты газообильности и параметров дегазации угольных пластов.ормула изобретения1. Способ определения газоносности угольного пласта, основанный на измерениях газовыделения из пласта и остаточной газоносности отбитого угля, включа;ощий проходку полости с удалением отбитого угля на первом из поочередно проводимых ее участков и отбором пробы угля на остаточную газоносность на втором, замеры расхода и концентрации выделяющихся из полос ти газов до и после проходки второго участка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения газоносности и получения данных и газоотдаче пласта, проходку второго участка ведут до появле.ния отбитого угля у устья полости, дополнительно замеряют расход и концентрацию выходящих иэ полости газов в моменты завершения проходки первого участка и завершения времени выдержки отбитого угля в полости перед отбором пробы угля, с уче. том комплекса выполненных замеров сначала устанавливают показатели газоотдачи при проходке полости и с обнаженных поверхностей пласта, а затем используют их дляопределения газовыделения из отбитого на второю участке полости угля.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе поочередного проведения участков полости первый участок выдерживают в течение трех-пятикратного, второй двух- трехкратного временипроходки соответст-. венно каждого из них, а показатели газо- отдачи пласта, характеризуемые, величиной начального удельного газовыделения и темпом снижения газовыделения во времени, определяют по.формуле:РеУ где Й - темп снижения газовыделения вовремени, мин , уначальное удельное гаэовыделео Е основание натуральных логарифмов; - время проведения участка полости, мин; Я"- время выдержки участка полости, мин;- газовыделение иэ участка полости в момент завершения его проходки, м/мин; й- газовыделение иэ участка полости в момент завершения его выдержки, мз/мин; ,- длина участка полости, м; щ- мощность пласта, м.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Фоминых Е, И, и др. Определение метаноносности угольных пластов по газовыделению в подготовител ьны х выработках. В сб.: Способы управления пазрвыделением на шахтах Карагандинского бассейна, вып. 2, МНедра, 1971, с, 28 32.2. Инструкция по определению и прогнозу газоносности угольных пластов и вмещающих пород при геологоразведочных работах, М., Недра, 1977, с. 13-.14,3. Недашковский И. В. и др. Определение газоносности угольного пласта в приэабойной зоне, Уголь, 1972, Ло 12, с, 65 - 66 (прототип).авитель Э. Руднева А. Бойкас Корректо 463 Подписи нного комитета СССР тений н открытийРаушская наб., д.Ужгород, ул, Проект СостТех ред Тираж Государстве елам Мзобре сква, Ж - 35 Патент, г.