Способ определения газопроницаемости массива угольного пласта
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ п1) 608959
Союз Советских
Социалистических
Республик
И АВТОРСКОМУ СЗИДЕ1ЕЙЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.08.67 (21) 1177590/22-03 (51) М. Кл E 21F 7/00 с присоединением заявки ¹
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.78. Бюллетень № 20 (53) УДК 622.817.9 (088.8) (45) Дата опубликования описания 12.05.78 ( (72) Автор изобретения
Р, М. Кричевский (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ
МАССИВА УГОЛЬНОГО ПЛАСТА р 2
plierø (p — p1) ln
2 2 (ро ) где
30,Изобретение относится к способам борьбы с газом и газодинамическими явлениями и может быть использовано при прогнозировании газовыделения на строящихся и эксплуатируемых горных предприятиях путем определения газопронпцаемости массива ЧГОльнОГО пласта.
Известен способ определения газопроницаемости угольного массива, основанный на измерении газового давления, определении и учете температуры пласта, констант сорбции и пористости, характеризующих физико-химические свойства массива.
Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков и достигаемому результату является способ определения газопроницаемости массива угольного пласта, заключающийся в бурении шнура вкрест напластования пласта, последующей герметизации в нем трубки для замера газового давления и определении коэффициента газопроницаемости массива угля.
Недостатками указанных способов является то, что в физико-математическом описании явления не учтена вязкость газа, что снижает достоверность числовой величины газопроницаемости, .Целью изобретения является повышение точности определсния проницаемости массива угля.
Это достигается тем, что в пласте пробуривают вспомогательный .шпур, замеряют температуру угольного массива и после установления стабильного давления в газовой камере основного шпура перебуривают угольный пласт дополнительной дренажной скважиной, затем берут пробы угля из шпуров и дополнитсльной дренажной скважины, определяют его физико-химические свойства и расчет коэф1О фициепта газопронпцаемости производят по формуле:
p. — — вязкость метана при температуре и давлении, соответствующих температуре пласта и давлению газа в нем; р — постоянная изотермы, определяемая по формуле:
И
Ро — давление газа в нетронутом массиве пласта, кг/см, Р— давление газа в камере основного шпура (Ре(Рс), принятое за расчетное, кг/см, г, — радиус основного шпура, см;
608959
2 2 r, (r > — 11) (,10 — а) 1
Š(Р— 1) 50
t — период, за который в газовой камере основного шпура давление газа выросло до расчетного, с; о» вЂ” плотность метана при давлении Р», . т.е.м./смо; р1 — плотность метана при атмосферном
aàâëåíèè, т,е.м./см, р» — р1 — разность плотностей метана в газовой камере основного шпура до и после его герметизации, т.е.м./см ; — — отношение радиуса контура питания
К
1 я к радиусу основного шнура, определяемое по формуле:
Яо — газоемкость угля при давлении Ро, т.е.м./см, Q» — газоемкость угля при давлении Рь т.е.м./см ;
К вЂ” газопроницаемость естественного массива угля, дарси.
Газопроницаемость угольного массива в районе пересекающей пласт дренажной скважины рассчитывают по формуле: где t — время, за которое давление газа в камере основного шнура снизилось от Ро до Р», с;
r» — расстояние от оси дренажной скважины до газовой камеры основного шнура, см; г, — радиус дренажной скважины, см; (,)о и Q» — газоемкости угольного массива, соответствующие давлениям газа
Ро и Р», т.е.м./см, К ., — газопроницаемость массива около пересекающей пласт дренажной скважины, дарси.
Способ определения газопроницаемости массива угольного пласта заключается в следующем.
Из пройденной по породе выработки вкрест плоскостям напластования пласта бурят два шпура; основной диаметром 45 — 50 мм для замера давления газа в пласте и вспомогательный диаметром 36 — 42 мм для замера температуры массива пласта. Вспомогательный шпур должен войти в пласт на глубину не менее 0,5 м, после чего в пем замеряют температуру известным методом. Основной шнур бурят так, чтобы он пересекал пласт на всю его мощность, т. е. чтобы газовая камера его находилась в угольном пласте.
В основной шпур вставляют цельнотянутую стальную или медную трубку высокого давления, снабженную на одном конце штуцером, в который мог бы ввинчиваться манометр, а другим концом соединяющуюся с газовой камеоой основного шпура. Затем пространства
23
45 основного шпура от его устья до газовой камеры герметизируюг по известному способу.
Через 4 — 6 ч после герметизации в штуцер ввинчивают манометр, по показаниям которого наблюдают за нарастанием давления газа в газовой камере шпура. По показаниям манометра ведут замеры давления газа с интервалом в одну атмосферу и точным указанием времени замера.
Когда го. овое давление и основном шпуре достигнет максимального значения и станет стабильным, из разведочной выработки на пласт пробуривают опытную дренажную скважину таким образом, чтобы она пересекала пласт на расстоянии 1,5 — 2 м от газовой камеры основного шпура. Диаметр опытной скважины должен быть таким, какой допускает имеющееся оборудование и каким в будущем предполагается осуществлять дегазацию на исследуемом участке пласта. По окончании бурения опытной скважины наблюдают за изменением давления газа B газовой камере основного шпура и фиксируют по показаниям манометра снижение давления газа в камере во времени, При перебуре угольного пласта основным и вспомогательным шпурами, а также опытной скважиной в них набирают пробы угля для определения его физических и физико-химических свойств. Пробы набираются в специальные кернонаборники, при отправке проб угля в лабораторию в сопроводительнойзаписке следует указывать температуру массива пласта, чтобы необходимые свойства угля были определены при этой температуре. Имея данные о росте давления газа в основном шпуре и показатели основных физических и физико-химических свойств угля (по результатам лабораторны.; исследований) по формулам подсчитывают газопроницаемость массива пласта около шнура и около опытной скважины. Вместе с этим подсчитывают и все показатели, необходимые для полной газовой характеристики исследованного участка угольного пласта, Формула изобретения
Способ определения газопроницаемости массива угольного пласта, заключаю.цийся в бурении шпура вкрест напластования пласта, последующей герметизации в нем трубки для замера газового давления и определении коэффициента газопроницасмости массива угля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения проницаемости массива угля, в пласте пробуривают вспомогательный шпур, замеряют температуру угольного массива и после у.становления стабильного давления в газовой камере основного шпура перебуривают угольный пласт дополнительной дренажной скважиной, затем берут пробы угля из шпуров и дополнительной дренажной скважины, определяют его физико608959
30
Составитель Э. Руднева
Техред Л. Гладкова
1зедактор Т. Морозова
Корректор Л. Денискина
Заказ 683/11 Изд. ¹ 427 Тира>к 734
1-1ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035. Москва, Ж-35, Раушская ваб., д. 4/5
Подписное
Типография, пр. Сапунова, 2 химические свойства и расчет коэффициента газопроницаемости производят по формуле: о 2
Рвrm (Pt р») 1:
К
1(Ро — Р ) где 1» — вязкость метана при температуре и давлении, соответствующих температуре пласта и давлению газа в .нем; р — постоянная изотермы, определяемая по формуле:
Р, 1= о
Pp — давление газа в нетронутом массиве пласта, кг/см ;
Р» — давление газа в камере основного шнура (P»(Pp), принятое за расчет.ное, кг/см, r — радиус основного шнура, см;
t — период, за который в газовой камере основного шнура давление газа выросло до расчетного, с; р» — плотность метана при давлении Р», т е M /сиз о» вЂ” плотность метана при атмосферном давлении, т.е,м./см, р» — p,— разность плотностей метана в газовой камере основного шпура до и после его герметизации, т.е и./см, р — — отношение радиуса контура питания ш к радиусу основного шпура, определяемое по формуле:
1 / Pt P» ..=-1 ь а (,)в — газоемкость угля при давлении Рв, т. е, м./см, Q» — газоемкость угля прн давлении Р», т е м /смз.
1 — газопроницаемость естественного массива угля, дарси.
2. Способ по п. 1, отл ич а ющий ся тем, что газопроницаемость угольного массива в районе пересекающей пласт дренажной сква15 жины расчитывают по формуле:
2 2 r, 13 (г — г ) (Я, — Я,) 1,—
1 (Р, — 1)
20 где t — время, за которое давление газа в камере основного шпура снизилось от Родо Р», с;
rt — расстояние or оси дренажной скважины до газовой камеры основного
25 шпура, см;
r„— радиус дренажной скважины, см; (,)в и 1,)» — газоемкости угольного массива, соответствующие давлениям газа Рв и Р» т.е.м./см, Кд.с. — газопроницаемость массива около пересекающей пласт дренажной скважины, дарси.
