Оценка газоносности песчаников в горных выработках, с учетом показателей пористости и влажности

Оценка газоносности песчаников в горных выработках, с учетом показателей пористости и влажности

Встановлені кількісні критерії зміни пористості, вологості і ступеню заповнення пор газом, які пропонується враховувати при прогнозній оцінці газоносності пісковиків у вуглепородному масиві....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2010
Hauptverfasser: Шкуро, Л.Л., Горбачева, Г.Н.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2010
Schriftenreihe:Геотехническая механика
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33315
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Оценка газоносности песчаников в горных выработках, с учетом показателей пористости и влажности / Л.Л. Шкуро, Г.Н. Горбачева // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2010. — Вип. 88. — С. 118-123. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-33315
record_format dspace
spelling irk-123456789-333152012-05-28T13:14:52Z Оценка газоносности песчаников в горных выработках, с учетом показателей пористости и влажности Шкуро, Л.Л. Горбачева, Г.Н. Встановлені кількісні критерії зміни пористості, вологості і ступеню заповнення пор газом, які пропонується враховувати при прогнозній оцінці газоносності пісковиків у вуглепородному масиві. Are presented the quantitative criteria of change porosity, humidity and degree of filling of pores to gas, which it is leted to take into account a gas-contain of sandstones in a coalroch array. 2010 Article Оценка газоносности песчаников в горных выработках, с учетом показателей пористости и влажности / Л.Л. Шкуро, Г.Н. Горбачева // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2010. — Вип. 88. — С. 118-123. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33315 553.17:622.357 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Встановлені кількісні критерії зміни пористості, вологості і ступеню заповнення пор газом, які пропонується враховувати при прогнозній оцінці газоносності пісковиків у вуглепородному масиві.
format Article
author Шкуро, Л.Л.
Горбачева, Г.Н.
spellingShingle Шкуро, Л.Л.
Горбачева, Г.Н.
Оценка газоносности песчаников в горных выработках, с учетом показателей пористости и влажности
Геотехническая механика
author_facet Шкуро, Л.Л.
Горбачева, Г.Н.
author_sort Шкуро, Л.Л.
title Оценка газоносности песчаников в горных выработках, с учетом показателей пористости и влажности
title_short Оценка газоносности песчаников в горных выработках, с учетом показателей пористости и влажности
title_full Оценка газоносности песчаников в горных выработках, с учетом показателей пористости и влажности
title_fullStr Оценка газоносности песчаников в горных выработках, с учетом показателей пористости и влажности
title_full_unstemmed Оценка газоносности песчаников в горных выработках, с учетом показателей пористости и влажности
title_sort оценка газоносности песчаников в горных выработках, с учетом показателей пористости и влажности
publisher Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate 2010
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33315
citation_txt Оценка газоносности песчаников в горных выработках, с учетом показателей пористости и влажности / Л.Л. Шкуро, Г.Н. Горбачева // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2010. — Вип. 88. — С. 118-123. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series Геотехническая механика
work_keys_str_mv AT škuroll ocenkagazonosnostipesčanikovvgornyhvyrabotkahsučetompokazatelejporistostiivlažnosti
AT gorbačevagn ocenkagazonosnostipesčanikovvgornyhvyrabotkahsučetompokazatelejporistostiivlažnosti
first_indexed 2025-07-03T13:50:05Z
last_indexed 2025-07-03T13:50:05Z
_version_ 1836633928609300480
fulltext 118 рице сил системы, устанавливается признак продолжения итераций. На каждой последующей итерации расчет приводит к увеличению напряжений и деформа- ций. Затем добавленные напряжения отнимаются путем обратных вычислений. Повторение итераций производится до тех пор, пока каждый элемент изучае- мой схемы при рассчитанном значении напряжений не будет иметь деформа- цию, соответствующую деформационной модели насыщенной газом породы. Таким образом, разработан метод и новая технология компьютерного моде- лирования напряженно-деформированного состояния пород, включающие учет внутрипластовых газовых давлений, которые применимы при отработке пара- метров горных работ на глубинах ниже зоны газового выветривания. Предло- женный метод более полно учитывает физическую сущность деформационных процессов в газонасыщенном массиве горных пород, и, вследствие этого, обла- дает повышенной достоверностью прогноза. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Закономерности изменения газовой проницаемости горных пород при переходе их из равнокомпонент- ного объемного напряженного состояния в разнокомпонентное / В. Г. Перепелица, В. С. Кулинич, Г. А. Шевелев, В. В Лукинов // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2004. – Вып №. 61. – С. 12 – 17. 2. Лукинов В. В. Моделирование процесса выброса угля и метана вблизи тектонических нарушений / В. В. Лукинов, А. П. Круковский, В. В. Круковская // Матер. междунар. конф. «Форум горняков – 2007». Днеп- ропетровск: РИК НГУ, 2007. – С. 63 – 69. 3. Кулинич В. С. Влияние разгрузки и дегазации выбросоопасного массива песчаника на изменение его ме- ханических / В. С. Кулинич, Г. А. Шевелев // Уголь. – 1978. – № 3. – С. 26 – 27. 4. Аникиев К. А. Аномально высокие пластовые давления в нефтяных и газовых месторождениях / К. А. Аникиев. М. : Недра, 1964. – 361с. 5. Фадеев А. Б. Метод конечных элементов в геомеханике / А. Б. Фадеев. – М. : Недра, 1987. – 221 с. 6. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич. – М. : Мир, 1975. – 238 с. УДК 553.17:622.357 Канд. геол. – мин. наук Л. Л. Шкуро, вед. инж. Г. Н. Горбачева (ИГТМ НАН Украины) ОЦЕНКА ГАЗОНОСНОСТИ ПЕСЧАНИКОВ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ, С УЧЕТОМ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОРИСТОСТИ И ВЛАЖНОСТИ Встановлені кількісні критерії зміни пористості, вологості і ступеню заповнення пор га- зом, які пропонується враховувати при прогнозній оцінці газоносності пісковиків у вуглепо- родному масиві. RATE OF GAS-CONTAIN OF SANDSTONES IS IN THE MOUNTAIN MAKING TAKING WITH INDICATOR ARE TAHE ACCOUNT OF POROSITY AND HUMIDITY Are presented the quantitative criteria of change porosity, humidity and degree of filling of pores to gas, which it is leted to take into account a gas-contain of sandstones in a coalroch array. 119 В настоящее время в свете решения новых задач по добыче шахтного метана возникают вопросы, связанные прежде всего с определением закономерностей изменения газоносности в результате ведения горных работ, разработки модели и механизма формирования газовых техногенных скоплений метана в массиве горных пород. Газоносность песчаников во многом определяется их коллекторскими и га- зоемкостными свойствами, в частности, пористостью, степенью заполнения пор газом, а также влажностью. Влажность играет важную роль при изучении газо- носности горных пород, потому что коэффициент открытой пористости не дает полной информации о газоемкости песчаника, так как характеризует лишь ее емкость доступную флюидам, но при этом не отражает характера флюида [1]. Поэтому при оценке газоносности песчаников необходимо учитывать и показа- тель массовой влажности. Изучению изменения пористости, степени заполнения пор газом и влажно- сти уделено большое внимание в работах[1-4]. Однако, несмотря на то, что исследования проведены по большому количе- ству фактического материала, конечной целью их являлось использование по- казателей пористости и степени заполнения пор газом для прогноза выбросо- опасности пород. Поэтому исследование таких показателей газоносности, как пористость, степень заполнения пор газом и влажности, при оценке газоносности песчани- ков является актуальным вопросом. Исследование проводились по пробам песчаников, отобранных из горных выработок шахт: им. А. Г. Стаханова, Краснолиманская, Красноармейская - За- падная, Кураховская, Ново - Гродовская, им. А. А. Скочинского, Октябрьский – Рудник, Комсомолец, им. К. А. Румянцева, Самсоновская - Западная. Песчани- ки вмещают угли марок Г, Ж, К и относятся, в основном, к русловым и подвод- ных выносов рек. Шахты находятся на территории Красноармейского, Донецко - Макеевского, Центрального и Краснодонского геолого-промышленных районов и располо- жены в различных структурно-тектонических зонах. На этих шахтах в различ- ное время производились горные работы и отбор проб, по которым определены коэффициент открытой пористости (Ко.п), степень заполнения пор газом (Vг) и показатель массовой влажности (W). Всего было исследовано по шахтам: им. А.Г. Стаханова – 53 пробы, Красно- лиманская – 15 проб, Красноармейская – Западная – 45 проб, Кураховская – 21 проба, Ново – Гродовская – 15 проб, им. А.А. Скочинского – 15 проб, Ок- тябрьский – Рудник – 12 проб, им. К.А. Румянцева – 12 проб, Комсомолец – 6, Самсоновская – Западная – 33 пробы. Определение коэффициента открытой пористости, степени заполнения пор газом и показателя массовой влажности проводилось в рамках проведения работ по региональному и локальному мето- дам прогноза выбросоопасности горных пород. 120 На шахте им. А.Г. Стаханова определение коллекторских свойств проводи- лось по пробам песчаника 18 Slk н , отобранными в забоях горных выработок на горизонте 986 м, близлежащие угли относятся к марке Г. Средние значения коэффициента открытой пористости изменяются от 8,4 до 11,5 %. Степень заполнения пор газом в песчанике 18 Slk н в забое вентиляцион- ного квершлага № 1 (пикет 28+2 м), в котором произошел выброс пород и газа, составляет 81,6 %, тогда как в воздухоподающем стволе этот показатель со- ставляет всего лишь 32,3 %. Значения массовой влажности песчаника варьиру- ют в пределах от 1,4 % до 3,3 %. При этом установлено, что в диапазоне изменения пористости от 8,6 % до 10,2 % степень заполнения пор газом изменяется от 60 % и выше при показате- ле влажности меньше 2,0 %, то есть такие песчаники являются газоносными [5]. При показателе влажности больше 2 % в диапазоне изменения пористости от 8,4 %до 11,5 % степень заполнения пор газом не превышает 50 %, то есть такие песчаники относятся к не газоносным. На шахте Краснолиманская определение коллекторских свойств проводи- лось по пробам песчаников 1 55 Skk и 79 SkK , отобранными в забоях горных выра- боток на горизонтах 730 м и 780 м. Марка угля ГЖ. Средние значения коэффициента открытой пористости, определенные по пробам песчаников 1 55 Skk и 79 SkK , значительно отличаются между собой. Пес- чаник 79 SkK характеризуется более высокими показателями открытой пористо- сти, чем песчаник 1 55 Skk ,что указывает на то, что песчаники обладают различ- ными коллекторскими свойствами. Степень заполнения пор газом в песчанике 1 55 Skk колеблется от 19 до 62 %, а в песчанике 79 SkK – в пределах 30,6 – 38,4 %. Песчаники характеризуются различной влажностью. Влажность песчаника 1 55 Skk меньше 2 %, а песчаника 79 SkK больше 2 %. При этом максимальное зна- чение степени заполнения пор газом соответствует открытой пористости 8,4 % и влажности 1,2 %, а минимальные значения соответствуют влажности 1,1 % и пористости 4,1 %. На шахте Красноармейская - Западная определение коллекторских свойств про- водилось по пробам песчаников 43 Sdd и 1 43 Sdd , отобранных в забоях горных выра- боток на горизонтах 593 м и 708 м, близлежащие угли относятся к марке Ж. Средние значения открытой пористости песчаника 43 Sdd варьируют в пре- делах 9,1 - 14,9 %. Влажность песчаника, определенная по отдельным пробам, изменяется в широких пределах от 1,6 до 5,2 %. Наибольшим значениям откры- той пористости, как правило, соответствуют максимальные значения влажности. Степень заполнения пор газом изменяется от 21,4 до 57,3 %, то есть песчаники обладают переменной газоносностью. Средние значения открытой пористости песчаника 1 43 Sdd изменяется от 4,7 до 9,7 %. Показатели влажности колеблются от 1,7 до 3,6 %, степень запол- нения пор газом варьирует в пределах 12,5 - 62,1 %. 121 Анализ коллекторских свойств песчаников 43 Sdd и 1 44 Sdd показывает, что средние значения коэффициента открытой пористости песчаника 43 Sdd выше, чем песчаника 1 44 Sdd (почти в два раза). Песчаник 43 Sdd характеризуется более высокими значениями влажности, чем песчаник 1 44 Sdd . Средние значения сте- пени заполнения пор газом, как для песчаника 43 Sdd , так и для песчаника 1 44 Sdd характеризуются в целом, низкими значениями (12 – 41 %) и только несколько проб достигают значений более 50 %. Сопоставление данных по пористости, влажности и степени заполнения пор газом для отдельных проб показывает, что при открытой пористости равной 8,7 % и влажности 0,9 %, степень заполнения пор газом достигает 74,3 %, а при влажности больше 2 % степень заполнения пор газом изменяется от 0 до 46,8 %. Результаты выполненных исследований подтверждают ранее полученные выводы по шахте им. А. Г. Стаханова и Краснолиманская, что при низких зна- чениях показателя влажности (меньше 2 %) степень заполнения пор газом ха- рактеризуется высокими значениями, а при влажности больше 2 % – низкими значениями. На шахте Кураховская определение коллекторских свойств проводилось по пробам, которые отобраны в горных выработках песчаника 31 Sll , на горизонте 550 м. Марка угля Г. Значения коэффициента открытой пористости песчаника 31 Sll колеблются в пределах от 11,3 до 17,9 %. Такой разброс значений коэффициента открытой по- ристости свидетельствует о неоднородности песчаника 31 Sll . Средние значения влажности песчаника находятся в пределах 4,9 - 9,7 %. Высокие показатели влажности песчаника 31 Sll дают возможность предположить о низкой его газо- носности. Средние значения степени заполнения пор газом песчаника 31 Sll изме- няется в пределах от 0 до 46,8 %, что свидетельствуют о низкой газоносности песчаника 31 Sll . Результаты исследований показали, что при высоких показате- лях пористости и влажности, степень заполнения пор газом не превышает и 50 %. На шахте Ново - Гродовская определение коллекторских свойств проводи- лось по пробам, отобранным в горных выработках песчаника 11 SlL на горизонте 650 м. Марка угля Г. Средние значения коэффициента открытой пористости для различных гор- ных выработок колеблются в пределах от 8,4 до 12,5 % и влажности песчаника, определенные по пробам, отобранными в забое уклона № 1 третьей ступени со- ставляют 1,4 %, уклона № 4 – 5,5 % и в квершлаге № 23 – 1,5 %. Степень за- полнения пор газом изменяется от 0 % для проб, отобранных в забое уклона № 4 до 61,6 % для проб, отобранных в забое уклона № 1, то есть песчаник 11 SlL характеризуется различной газоносностью. При этом газоносным песчаник яв- ляется в том случае, когда влажность не превышает 2 %, а открытая пористость изменяется в пределах 8,4 – 12,5 %. 122 На шахте им. А.А. Скочинского отбор проводился по пробам, которые ото- браны в песчанике 1 64 Shh на горизонте 1200 м. Марка угля Г. Мощность песча- ника 1 64 Shh , по которому проходила главная воздухоподающая выработка со- ставляет 50-60 м. В этом песчанике зарегистрировано наибольшее количество выбросов пород и газа, произошедших на шахте им. А.А. Скочинского. Учиты- вая то, что одним из факторов, определяющим выбросоопасность является на- личие в порах пород газа, то песчаник 1 64 Shh относится к категории газоносных. Это подтверждается и результатами определения коллекторских свойств песча- ника 1 64 Shh . Средние значения коэффициента открытой пористости составляют 7,5 %, при низкой влажности 1,3 %. Степень заполнения пор газом составляет в сред- нем 68,5 %. На шахте Октябрьский - Рудник определение коллекторских свойств прово- дилось по пробам, отобранным в горных выработках песчаника 42 Smm на гори- зонте 995 м. Песчаник 42 Smm характеризуется высокими значениями степени заполнения пор газом (72,1 – 89,4 %). При этом значения открытой пористости находятся в пределах 7,1 – 8,4 %, влажность 0,6 – 1,2 %. Анализ полученного материала по шахтам им. А. А. Скочинского и Ок- тябрьский – Рудник свидетельствует, что при влажности песчаников меньше 2 % и коэффициенте открытой пористости больше 7 % степень заполнения пор газом выше 50 % и песчаники относятся к категории газоносных. На шахте Комсомолец определение коллекторских свойств проводилось по пробам песчаника 54 Skk , которые отобраны в забое первого западного штрека на горизонте 960 м. Марка угля К. По отобранным пробам выполнено опреде- ление коллекторских свойств песчаников. Результаты определения показывают, что песчаник характеризуется низкими значениями пористости, а также влаж- ностью. Степень заполнения пор газом не превышает 30 %. На шахте им. К. А. Румянцева определение коллекторских свойств проводи- лось по пробам песчаника 18 Slk н , которые отобраны в выработках на горизонте 970 м и 1090 м. Марка угля К. По отобранным пробам выполнено определение коллекторских свойств песчаника. Результаты определения показывают, что песчаник характеризуется низкими значениями открытой пористости. Средние значения открытой пористости изменяются от 1,4 до 3,5 %. Степень заполнения пор газом не превышает 30 %, то есть песчаник является не газоносным. На шахте Самсоновская - Западная, которая находится в Краснодонском геолого - промышленном районе, определение коллекторских свойств проводи- лось по пробам песчаника 1 22 Skk , отобранным в забоях горных выработок на глубине 956 м. Марка угля Г. Результаты исследований показывают, что средние значения коэффициента открытой пористости в пределах от 1,5 до 6,7 %, значения показателя влажно- сти, определенные по пробам, варьируют от 0,3 до 2,2 %. Степень заполнения 123 газом различна для отдельных слоев и колеблется от 5,4 до 41,9 %, что указы- вает на то, что песчаник не обладает повышенной газоносностью. Таким образом, анализ средних значений Ко.п., Vг, W для каждой шахты, показал, что при определенном соотношении пористости и влажности, степень заполнения пор газом может достигать минимальных и максимальных значений. Если влажность песчаника меньше 2 %, а пористость колеблется в пределах 7- 11 %, то степень заполнения пор газом превышает 50 %, что указывает на то, что такие песчаники газоносны, а если влажность больше 2 %, при тех же зна- чениях пористости, значения степени заполнения пор газом не превышает 50 % и песчаник относится к не газоносным. В случае, если влажность меньше 2 %, а пористость изменяется от 5 % до 7 %, то песчаник характеризуется переменной газоносностью и степень заполнения пор газом изменяется в пределах от 40 % до 60 %, а для песчаников с влажностью больше 2 % степень заполнения пор газом не превышает 40 %. Для песчаников с низкими значениями коэффициен- тов пористости (1-5 %) и влажностью меньше 2 % показатель степени заполне- ния пор газом достигает всего 30 %. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Забигайло В. Е. Выбросоопаснсть горных пород / В. Е. Забигайло, В. В Лукинов, А. З. Широков. – К. : Наукова думка, 1988. – 384 с. 2. Безручко К. А. Закономерности распределения влаги в песчаниках Донбасса и ее влияние на выбросо- опасность горных пород. Автореф. дисс… канд. геол. – мин. наук. – Днепропетровск, 1990. – 17 с. 3. Забигайло В. Е. Соотношение влага-газ в порах пород как показатель их выбросоопасности / В .Е. Заби- гайло, Б. П. Рудометов, В. В Лукинов. – Техника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело. – М. : ЦНИЭИуголь. 1973. – № 37. – С. 25 – 26. 4. Абрамов Ф. А. Свойства выбросоопасных песчаников как породы-коллектора / Ф. А. Абрамов, Г. А Ше- велев. – К. : Наукова думка, 1972. – 98 с. 5. Методика определения газоносности вмещающих пород угольных месторождений при геологоразведоч- ных работах. – М. : Недра, 1988. – 110 с. УДК 553.93:533.276 М.н.с. Л. Ф. Маметова (ІГТМ НАН України) КАТАГЕНЕЗ В ЗОНІ ПОШИРЕННЯ АНТРАЦИТІВ (НА ПРИКЛАДІ ДОВЖАНСЬКО-РОВЕНЕЦЬКОГО РАЙОНУ ДОНБАСУ) Минералогические и структурные изменения (катагенез) отложений карбона в Донбассе происходили в сопровождении неустойчивых тектонических движений, поэтому марки угля не могут быть реперами для стадийного анализа. KATAGENESIS IN ZONE OF DISTRIBUTION OF ANTHRACITES (ON THE EXAMPLE OF THE DOWZHANO-ROWENETSKIY DISTRICT OF DONBASIS) The mineralogical and structural changes (katagenesis) of deposits of karbon in Donbasis took place escorted unsteady tectonic motions by, therefore the brands of coal can not be datum marks for the stage analysis.

Ähnliche Einträge