Способ определения фильтрационного сопротивления массива угольного пласта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Ш 4 Е 21 Р 7/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Куэбасский политехнический институт(56) Справочник по рудничной вентиляции. - 1 ф.: Недра, 1977, с, 130133,Липаев Ю.А, Прогноз дегаэацииугольного массива вблизи очистныхи подготовительных выработок методомгидравлических аналогий. - Сб.трудовГНТИ, Дегазация угольных пластов,М., 1961, с. 233-257,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МАССИВА УГОЛЬНОГОПЛАСТА(57) Изобретение относится к способам борьбы с газодинамическими явлениями и газом в горной промышленности. Цель изобретения - повышениеточности определения числовой величины фильтрационного сопротивлениямассива нетронутого угольного плас-та, деформируемого движущейся неподвижной поверхностью обнажения пластаи выработанным пространством. Вкрестнапластования нетронутого массивавпереди подготовительного и очистно.801285161 А 1 го забоя в пределах эон их влиянияна массив по обе стороны от подготовительной выработки бурят контурные скважины (С). В выемочный столб вне зон влияния на него очистного забоя и подготовительных выработок бурят,столбовые С. Причем С бурят с расстояниями между ними, исключающимиих взаимовлияние. Затем отбирают пробы угля иэ С для определения егоФизико-химического состава, замеряют температуру массива, Для замера газо-, вого давления в С герметизируют трубки, замеряют газовое давление в Си на поверхностях обнажения массива, начиная от периода нарастания давле ния до стабилизации его в газовыхкамерах, когда С находятся в нетрону- %фф том массиве и от периода падения дав- С ления газов в камерах, когда С находятся в деформируемом массиве, и отсчитывают время замера. ОтбираютЬаай пробы газовой смеси в газовых камерах и на поверхностях обнажения мас- ф сива, замеряют расстояние от С. доцвижущихся и неподвижных поверхнос- СЛ тей обнажения пласта, определяют фи- ффффф зико-химический состав газовых сме Ь сей. И затем по ф-лам рассчитывают Ьаа удельное и общее фильтрационноесопротивление нетронутого массивапри нелинейной фильтрации газовой61 2ней подготовительной выработки иверхней, границей 19 внутренней зоны20 нижней подготовительной выработки 21 на расстоянии 22, превышающемвлияние на массив очистной выработки,затем отбирают пробы угля иэ скважиндля определения его физико-химического состава, замеряют, температурумассива, герметизируют в скважинахтрубки для замера газового давленияи отбора проб газовой смеси от начала периода нарастания до стабилизации давления в газовых камерах скважин, когда они находятся в нетронутом массиве, замеряют в газовых камерах давление газовой смеси, еетемпературу и температуру массива,отбирают пробы газовой смеси, отмечают время замера, определяют физико-химический состав угля, газовой .смеси и рассчитывают по формулефильтрационное сопротивление нетро,нутого массива,ки,) е (1-т)(Р -Р К з+ и - номер точек замера(и = 1,2,3,)р- интервал осредненияпо времени между номерами точек замераии и+1,Б - площадь Фильтрациигазовой смеси, м,Ь.1 Ф)+Р где и, и+1 12851Изобретение относится к способам, борьбы с газодинамическими явлениями и газом в горной промышленности и может быть использовано при прогнозировании газопроявлений и расчете5 выделения газа в горные выработки строящихся и действующих шахт путем определения фильтрационного сопротивления массива угольного пласта.Целью изобретения является повышение точности определения числовой величины фильтрационного сопротивления массива нетронутого угольного пласта, деформируемого движущейся, неподвижной поверхностью обнажения 15 пласта и выработанным пространством.На чертеже показан массив угля выемочного столба с расположенными в нем зонами и скважинами, общий вид.В нетронутый массив угольного 2 О пласта 1 выемочного столба 2, впереди забоя 3 верхней подготовительной выработки 4, в пределах между верхней границей 5 и верхней. неподвижной поверхностью 6 подготовительной 25 выработки внешней зоны 7, между нижней неподвижной поверхностью 8 подготовительной выработки и нижней границей 9 внутренней эоны 10, на расстоянии 11, превышающем влияние 30 на массив подготовительной выработки, вкрест напластования на всю мощность, т,е. чтобы газовые камеры находились в угольном пласте массива,бурят верхние контурные скважины 12 во внешнюк) зону, нижние контурныескважины 13 во внутреннюю зону наразличных расстояниях от верхней 14и нижней 15 поверхностей подготовительной выработки, исключающих взаимовлияние скважин, бурят столбовуюскважину 16, впереди линии забояочистной выработки 17 с примыкающимк ней выработанным пространством 18в середине выемочного столба между 45нижней границей внутренней зоны верхЗатем подвигают подготовительный забой к контурным скважинам и от начала периода снижения до стабилиза-. ции давления в газовых камерах, на разных участках длины между скважинами и подготовительным забоем до прохода его каждой скважины, замеряют в газовых камерах и на движущейся поверхности подготовительного забоя давление газовой смеси, температуру массива и газовой смеси, отбирают пробы газовой смеси, замеряют расстояния от скважин до движущейся поверхности забоя подгото-" вительной выработки, отмечают время замера, определяют физико-химический состав угля, газовой смеси и рассчитывают по Формуле фильтрационное сопротивление массива деформируемого движущейся поверхностью забоя подготовительной выработ- плотность газовойсмеси, кг/м, определяемая по формуле1285161 гдедлина пути фильтрации газовой смеси, мОбъем газовой камеры, м;конечное давлениегазовой смеси в Рк камере, принятое за расчетное,Па, давление газовой Р, Р1 ф +1 О СИ+) -1 М Ь 1 Ь+1 5 го молекулярная мас ма д-го газа г 5 смеси, кг/моль, (Р -Р эт(Е, -С ) М.,1 пф Ь,Ь+1 к лр+1 и,п - интервал осреднения по времени между соответствующих интервалах,К промежутки времени между соответствующими точками эамегде 35 С П+1 ф Ьномерами точек замера ии и - интервал осреднения по времени между номерами точек заме-. ра и и и+1, - давление газовойсмеси в соответи, и+1 ра, с,молекулярнаямасса газовой М М П, 1+ 1 П - 11 11 смеси в соответР,Р, Р Л 1ь+1 У Ь, Ь+1)з р,55С момента прохода подготовительного забоя мимо каждой контурной скважины дополнительно замеряют расстояния от газовых камер до верхней,число газов всмеси )доля 1-го газа всмесиплотность 1-гогаза в смеси,кг/, зтемпература газовой смеси, К,газовая постоянная, Дж/(моль К),промежуток времени замера, с,молекулярная масса газовой смеси,кг/моль, определяется по формуле ствующих точкахзамера, Па,давление газовой смеси в соответствующихинтервалах, Па;плотность газовой смеси в соответствующихинтервалах,кг/мз;температура газовой смеси в смеси в камере соответственно в пи и+1 точках1 замера, Па;показатель режима движения газовой смеси ш = =ш (при ш = 0,5 - режим турбулентный, при О, 5тп ( 1 - промежуточный, при ш = 1 - ламинарный) определяется по Формуле ствующих интервалах,кг/моль, . - удельное фильтрационное сопротивлениемассива угольного пласта принелинейнойфильтрации газовой смесиП-"/ -нижней неподвижных поверхностей обнажения пласта и подготовительного забоя, отмечают время замера и рассчитывают по формуле фильтрационное сопротивление массива деформируемого неподвижными поверхностями обнажения подготовительной выработки.После оконтуривания выемочного столба подготовительными выработками подвигают очистной забой к столбовой и контурным скважинам, и от начала периода снижения давления до пересечения очистным забоем столбовой и нижних контурных скважин верхней подготовительной выработки на 1разных участках длины между очистным забоем, контурными и столбовой .скважинами замеряют в газовых камерах скважин и на движущейся поверхности очистного забоя давление газов, температуру массива и газовой смеси, отбирают ее пробы, замеряют расстояния от контурных и столбовой скважин до движущейся поверхности обнажения забоя очистной выработки, отмечают время замера, определяют физико-.химический состав угля, газовой смеси и рассчитывают по формуле фильтрационное сопротивление массива деформируемого движущейся поверхностью забоя очистной выработки.С момента прохода очистного забоя мимо каждой верхней контурной скважины внешней зоны дополнительно замеряют расстояния от газовых камер до верхней неподвижной поверхности обнажения пласта подготовительной выработки и очистного забоя, отмечают время замера и рассчитывают по формуле фильтрационное сопротивление массива деформируемого примыкающим к нему выработанным пространством.Удельное фильтрационное сопротивление массива при ламинарной фильтрации газовой смеси (при ш = 1) в угольном пласте рассчитывают по фор- муле Общее фильтрационное сопротивление массива угольного пласта на участке длиной Х определяется по фор муле где у (Х,) - удельное фильтрационное сопротивление массива угольного пласта, П Нг1+11 10 Формула изобретения где 7 , - удельное фильтрационное сопротивление массива угольного пласта при ламинарной фильтрации газовой смеси, Па с/м. Способ определения фильтрационного сопротивления массива угольного пласта, включающий бурение контурных скважин вкрест напластования" нетронутого массива впереди подготовительного и очистного забоя, впределах зон их влияния на массив,по обе стороны от подготовительнойвыработки, бурение столбовых скваркин в выемочный столб вне эон влияния на него очистного забоя и подготовительных выработок, с расстояниями между скважинами, исключающими 30их взаимовлияние, отбор проб угля изскважин для определения его физикохимического состава, замер температуры массива, герметизацию в скважинах трубок, замер газового давления в скважинах и на поверхностях обнажения массива, начиная от периоданарастания давления до стабилизацииего в газовых камерах, когда скважины находятся в нетронутом массиве и щ, от начала периода падения давления, газов в камерах, когда скважины находятся в деформируемом массиве, и отсчет времени замера, о т л и ч а ющ и й с я тем, что с целью повышения точности определения числовойвеличины фильтрационного сопротивления массива угольного пласта, отбирают пробы газовой смеси в газовыхКамерах и на поверхностях обнажения Г 50 массива, замеряют расстояние от скважин до движущихся и неподвижных поверхностей обнажения пласта, определяют физико-химический состав газовых смесей и при этом удельное 55 фильтрационное сопротивление нетронутого массива, деформируемого движущимся подготовительным забоем, не.подвижными поверхностями обнаженй 9подготовительной выработки, очист, ь+1 ным забоем и выработанным пространством при нелинейной фильтрации ганомера точек замера (п = 1,2,3,)интервал осреднения по временимежду номерами точек замера иии+1;площадь фильтрации газовой смеси, м,плотность газовойсмеси, кг/мэ;,температура газовой смеси, Кпромежуток времени замера, С,газовая постоянная, Дж/(мольК) "молекулярная масса газовой смеси,кг/моль;длина лути фильтрации газовой смеси, м;объем газовой камеры, м;конечное давлениегазовой смеси в зовой смеси, определяют из следующего математического выражения камере, принятоеза расчетное, Па,- давление газовой 1+ 1смеси в камере соответственно в и и и+1 точках замера, Паш - показатель режимадвижения газовойсмеси ш=ш(при ш = 0,5 в режим турбулентный,при 05 (тп (1промежуточный,приш=1 - ламинарный),- удельное фильтрационное сопротивление массива угольного пласта,1 м/ +1 а общее фильтрационное сопротивление 30 массива угольного пласта на участке длиной Х определяют из следующего математического выражения:1285161 Г ь И. Федяеваопович Корректор Н. Корол оставит ехред И. Герб Редакт аказ 7622 35 водственно-полиграфицеское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 Тирах 4 ДОВНИИПИ Государствен по делам изобретен 035, Москва, Ж,Подписноеого комитета СССГй и открытийаушская наб., д. 4