Разработка способа прогнозирования зон скопления свободного метана

Предложен способ прогнозирования зон скопления свободного метана по результатам шахтных и аналитических исследований при ведении очистных работ в пределах поля шахты Красноармейская-Западная №1....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2012
Автор:	Сергиенко, Л.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут фізики гірничих процесів НАН України 2012
Назва видання:	Физико-технические проблемы горного производства
Теми:	Физика горных процессов на больших глубинах
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108255
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Разработка способа прогнозирования зон скопления свободного метана / Л.В. Сергиенко // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 15. — С. 147-151. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-108255
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1082552016-11-02T03:02:38Z Разработка способа прогнозирования зон скопления свободного метана Сергиенко, Л.В. Физика горных процессов на больших глубинах Предложен способ прогнозирования зон скопления свободного метана по результатам шахтных и аналитических исследований при ведении очистных работ в пределах поля шахты Красноармейская-Западная №1. Запропоновано спосіб прогнозування зон скупчення вільного метану за результатами шахтних і аналітичних досліджень при веденні очисних робіт в межах поля шахти Красноармійська-Західна №1. The way of forecasting of zones of a congestion of free methane by results of mine and analytical researches is offered at conducting clearing works within a mine field Krasnoarmeyskaya-Zapadnaya №1 2012 Article Разработка способа прогнозирования зон скопления свободного метана / Л.В. Сергиенко // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 15. — С. 147-151. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. XXXX-0016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108255 622.817.47 ru Физико-технические проблемы горного производства Інститут фізики гірничих процесів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Физика горных процессов на больших глубинах Физика горных процессов на больших глубинах
spellingShingle	Физика горных процессов на больших глубинах Физика горных процессов на больших глубинах Сергиенко, Л.В. Разработка способа прогнозирования зон скопления свободного метана Физико-технические проблемы горного производства
description	Предложен способ прогнозирования зон скопления свободного метана по результатам шахтных и аналитических исследований при ведении очистных работ в пределах поля шахты Красноармейская-Западная №1.
format	Article
author	Сергиенко, Л.В.
author_facet	Сергиенко, Л.В.
author_sort	Сергиенко, Л.В.
title	Разработка способа прогнозирования зон скопления свободного метана
title_short	Разработка способа прогнозирования зон скопления свободного метана
title_full	Разработка способа прогнозирования зон скопления свободного метана
title_fullStr	Разработка способа прогнозирования зон скопления свободного метана
title_full_unstemmed	Разработка способа прогнозирования зон скопления свободного метана
title_sort	разработка способа прогнозирования зон скопления свободного метана
publisher	Інститут фізики гірничих процесів НАН України
publishDate	2012
topic_facet	Физика горных процессов на больших глубинах
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/108255
citation_txt	Разработка способа прогнозирования зон скопления свободного метана / Л.В. Сергиенко // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр. — 2012. — Вип. 15. — С. 147-151. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
series	Физико-технические проблемы горного производства
work_keys_str_mv	AT sergienkolv razrabotkasposobaprognozirovaniâzonskopleniâsvobodnogometana
first_indexed	2025-07-07T21:12:23Z
last_indexed	2025-07-07T21:12:23Z
_version_	1837024143719006208
fulltext	Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 147 УДК 622.817.47 Л.В. Сергиенко РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЗОН СКОПЛЕНИЯ СВОБОДНОГО МЕТАНА Институт физики горных процессов НАН Украины Предложен способ прогнозирования зон скопления свободного метана по резуль- татам шахтных и аналитических исследований при ведении очистных работ в пределах поля шахты Красноармейская-Западная №1. С увеличением глубины разработки резко ухудшились горно- геологические условия ведения очистных работ, в следствие чего произошло значительное выделение метана в выработанное пространство, основными источниками которого являются пласты-спутники. Анализ опыта применения дегазации подрабатываемого углепородного массива показал, что, несмотря на существующее множество схем бурения дегазационных скважин, коэффициент эффективности дегазации не превы- шает 25–30%, так как не во всех схемах учитываются особенности геомеха- нических процессов, протекающих в углепородном массиве в сложных гор- но-геологических условиях. Кроме того, несмотря на разностороннюю изу- ченность проблемы, знания о состоянии углепородного массива на больших глубинах и о процессе образования локальных областей разгрузки в подра- батываемых пластах-спутниках при ведении очистных работ в сложных горно-геологических условиях недостаточны. Поэтому определение зон скопления свободного метана при разгрузке подрабатываемого углепород- ного массива для повышения эффективности дегазации остается актуальной задачей [1]. Известно, что запасы метана распределены в углепородном массиве не- равномерно и зависят от различных горно-геологических факторов. Одним из таких факторов, который влияет на образование зон скопления свободно- го метана, является тектоническая трещиноватость подрабатываемых пла- стов-спутников, как правило, приуроченная к тектоническим нарушениям. Положение плоскостей «оперяющей» трещиноватости относительно основ- ной плоскости разрывного нарушения может быть различным, как правило, эти плоскости направлены параллельно основной плоскости нарушения, причем частота трещиноватости убывает по мере удаления от нарушения. Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 148 Системы трещиноватости, ориентированные приблизительно нормально к плоскости нарушения, имеют меньшую плотность и менее распространены. Также для этого типа трещин характерны такие признаки, как сгруппиро- ванность в системы, пространственная и генетическая связь со складчатыми и разрывными структурами, пересечение нескольких пластов. Относительно напластования эти трещины занимают любое, чаще косое положение. Систе- мы трещин являются каналами фильтрации и полостями скопления газов [2]. Согласно результатам исследований, выполненных в работе [3], при вы- боре параметров бурения дегазационных скважин для повышения эффек- тивности дегазации учитываются особенности тензорного распределения компонент поля проницаемости подрабатываемого массива и связанные с этим закономерности фильтрации метана из пластов-спутников. Однако, в работе [3] учитывается техногенная трещиноватось углепородного массива, но не учитывается тектоническая трещиноватость в пластах-спутниках, ко- торая существенно влияет на процесс дегазации [4]. Для разработки способа прогнозирования зон скопления свободного ме- тана в подрабатываемых пластах-спутниках были выполнены исследования дебита метана из дегазационных скважин, пробуренных в подрабатываемый углепородный массив в условиях 1 северной лавы бл. № 3 пласта d4. При- родная метаноносность угольного пласта d4 составляет 11,7–20 м3/т.с.б.м. Потенциально опасными источниками метановыделения являются пласты- спутники d4 1 и d4 2 мощностью 0,20–0,50 м, залегающие в подрабатываемой кровле пласта d4 на расстоянии 15,3–19,7 и 24,1–35 м. Для установления ко- личества пластов-спутников, попадающих в подрабатываемый углепород- ный массив, было определено, согласно [5], расстояние Мр между разраба- тываемым пластом и пластом-спутником, при котором метановыделение из последнего равно нулю (рис.). По данным горно-геологического прогноза добычного участка были определены углы наклона системы тектонической трещиноватости тект относительно горизонтальной плоскости по длине выемочного участка в местах тектонических нарушений. Известно, что разрушение горных пород в объемном неравнокомпонент- ном поле сжимающих напряжений происходит за счет роста сдвиговых тре- щин, распространение которых происходит в плоскости, ориентированной под углом к максимальному главному напряжению [6]. Таким образом, угол наклона техногенной трещиноватости в подрабатываемых породах и пла- стах-спутниках определяется по формуле: 1 90 arcctg 2 техн    , (1) где  – угол внутреннего трения угля. По формуле (1) были рассчитаны углы наклона техногенной трещинова- тости техн пласта-спутника d4 1. Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 149 Согласно выполненному сопоставлению отклонения ориентации прорас- тания техногенных трещин от углов наклона естественной (тектонической) трещиноватости установлено, что максимальный устойчивый дебит метана наблюдался в местах тектонических нарушений, где соотношение угла наклона тектонической трещиноватости к углу наклона техногенной трещи- новатости подрабатываемого пласта-спутника d4 1 находилось в пределах от 0,5 до 1,25 (табл.). Таблица Влияние взаимодействия техногенной и тектонической трещиноватости на количество метана, выделяемое в дегазационную скважину № п/п Номер пикета, на кото- ром пробурена дегаза- ционная скважина тект , град. техн , град. тект техн   Количество метана, выде- ляемое в дегазационную скважину, м3/мин. 1 ПК 34 135 65 2,2 0,52 2 ПК 35 135 65 2,2 0,45 3 ПК 39 45, 30 65 0,5–0,7 0,92 4 ПК 40 45 65 0,7 1,03 В процессе ведения очистных работ при разгрузке подрабатываемого уг- лепородного массива происходит раскрытие тектонической трещиноватости в пластах-спутниках за счет образования по ней системы техногенной тре- щиноватости (рис.). Рис. Расчетная схема для определения зон скопления свободного метана в подраба- тываемых пластах-спутниках в местах тектонических нарушений: 1 – разрабатыва- емый пласт, 2 – подрабатываемые пласты-спутники, 3 – подготовительные выра- ботки, 4 – тектонические нарушения, 5 – направление движения очистного забоя, 6 – очистной забой, 7 – выработанное пространство Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 150 При таком соотношении углов в пластах-спутниках в местах интенсивной тектонической трещиноватости происходит раскрытие трещин и образова- ние области скопления свободного метана. Это дает основание использовать выявленную закономерность для прогнозирования зон скопления свободно- го метана в подрабатываемых пластах-спутниках. Для повышения эффективности дегазации подрабатываемого углепород- ного массива, вмещающего пласты-спутники, согласно проведенным шахт- ным исследованиям был разработан критерий, характеризующий условия скоплений свободного метана Кз в местах тектонических нарушений, физи- ческая сущность которого основывается на взаимодействии тектонической трещиноватости и техногенной трещиноватости, образованной при разгруз- ке углепородного массива: тект з техн К    . Разработанный критерий позволяет спрогнозировать область скопления свободного метана в подрабатываемых пластах-спутниках в местах тектони- ческих нарушений при условии: если 0,5 ≤ Кз ≤ 1,25 – в подрабатываемом пласте-спутнике формируется зона скопления свободного метана; если Кз< 0,5 или Кз > 1,25 – в подрабатываемом пласте-спутнике не формируется зона скопления свободного метана. Таким образом, способ прогнозирования зон скопления свободного мета- на позволит повысить безопасность ведения горных работ за счет бурения дегазационных скважин в заранее спрогнозированные зоны скопления сво- бодного метана в пластах-спутниках и тем самым сократить выделение ме- тана в выработанное пространство. Кроме того, этот способ позволит до- полнительно производить добычу газа метана из зон его скопления, а также уменьшить затраты на бурение дорогостоящих дегазационных скважин за счет их целенаправленного бурения в зоны скопления свободного метана. 1. Сергиенко Л.В. Прогнозирование зон скопления свободного метана в подраба- тываемых пластах–спутниках в сложных горно-геологических условиях [Текст] / Л.В. Сергиенко, Е.В. Гладкая, Е.А. Винник, Д.М. Житленок // Материалы XXI Международной Научной Школы «Деформирование и разрушение материалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках». – Сим- ферополь: Таврический национальный университет. – 2012. – С. 287–290. 2. Проскуряков Н.М. Управление состоянием массива горных пород [Текст] / Н.М. Проскуряков. – Москва: Недра, 1991. – 368 с. 3. Анциферов А.В. Учет особенностей техногенных коллекторов для оптимизации систем дегазации метана закрытых шахт [Текст] / А.В. Анциферов, Е.Д. Хо- дырев // Геолог Украины. – 2001. – №2. – С. 17–19. 4. Лукинов В.В. Тектоника метаноугольных месторождений Донбасса [Текст] / В.В. Лукинов, Л.И. Пимоненко. – Киев: Наукова думка, 2008. – 352 с. Физико-технические проблемы горного производства 2012, вып. 15 151 5. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт [Текст]. – Киев: Основа, 1994. – 311 с. 6. Алексеев А.Д. Предельное состояние горных пород [Текст] / А.Д. Алексеев, Н.В. Недодаев. – Киев: Наукова думка, 1982. – 198 с. Л.В. Сергієнко РОЗРОБКА СПОСОБУ ПРОГНОЗУВАННЯ ЗОН СКУПЧЕННЯ ВІЛЬНОГО МЕТАНУ Запропоновано спосіб прогнозування зон скупчення вільного метану за резуль- татами шахтних і аналітичних досліджень при веденні очисних робіт в межах поля шахти Красноармійська-Західна №1. L.V. Sergienko WORKING OUT OF THE WAY OF FORECASTING OF ZONES OF THE CONGESTION FREE METHANE The way of forecasting of zones of a congestion of free methane by results of mine and analytical researches is offered at conducting clearing works within a mine field Kra- snoarmeyskaya-Zapadnaya №1

Разработка способа прогнозирования зон скопления свободного метана

Репозитарії

Схожі ресурси