RU2372484C1 - Method of determining methane content in coal bed - Google Patents
Method of determining methane content in coal bed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2372484C1 RU2372484C1 RU2008114284/03A RU2008114284A RU2372484C1 RU 2372484 C1 RU2372484 C1 RU 2372484C1 RU 2008114284/03 A RU2008114284/03 A RU 2008114284/03A RU 2008114284 A RU2008114284 A RU 2008114284A RU 2372484 C1 RU2372484 C1 RU 2372484C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- methane
- coal
- cavity
- content
- formation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения метаноносности угольного пласта с целью выбора способов и обоснования параметров интенсификации процессов дегазации и снижения газообильности горных выработок, борьбы с внезапными выбросами газа и угля, снижения вероятности возникновения взрывов метана и угольной пыли, а также для контроля эффективности способов дегазации и противовыбросных мероприятий.The invention relates to mining and can be used to determine the methane content of a coal seam in order to select methods and justify the parameters of the intensification of degassing processes and reduce the gas mobility of mine workings, to combat sudden emissions of gas and coal, to reduce the likelihood of methane and coal dust explosions, and also monitoring the effectiveness of degassing and blowout control methods.
Известна «Инструкция по определению и прогнозу газоносности угольных пластов и вмещающих пород при геологоразведочных работах» [1], включающая определение природной газоносности угольных пластов по данным газовых съемок в горных выработках шахт.The well-known "Instructions for the determination and prediction of the gas content of coal seams and host rocks during exploration work" [1], including the determination of the natural gas content of coal seams according to gas surveys in mine workings of mines.
Газовыми съемками, проводимыми в горных выработках, устанавливается газовый баланс выемочных участков шахты по источникам газовыделения, в том числе из разрабатываемого пласта. Газовыделение из разрабатываемого пласта, отнесенное к 1 т добываемого угля, в сумме с остаточной газоносностью угля соответствует природной газоносности угольного пласта [1].Gas surveys conducted in the mine workings establish the gas balance of mining sections of the mine according to the sources of gas evolution, including from the reservoir being developed. Gas evolution from the developed seam related to 1 ton of mined coal, in total with the residual gas content of coal, corresponds to the natural gas content of the coal seam [1].
Недостатком этого способа является то, что в настоящее время еще не представляется возможность учесть все факторы, влияющие на весьма сложное распределение газа в угленосной толще. Технические средства и методы изучения газоносности при ведении геологоразведочных работ трудоемки и недостаточно совершенны. Поэтому прогнозные данные по газоносности угольных пластов, полученные в процессе геологоразведочных работ, должны уточняться в процессе эксплуатации шахты.The disadvantage of this method is that at present it is not yet possible to take into account all the factors affecting the very complex distribution of gas in the coal-bearing stratum. Technical means and methods for studying gas content in geological exploration are laborious and not perfect enough. Therefore, the predicted data on the gas content of coal seams obtained in the process of exploration should be updated during the operation of the mine.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату с целью выбора способов и обоснования параметров интенсификации процессов дегазации и снижения газообильности горных выработок, борьбы с внезапными выбросами газа и угля, снижения вероятности возникновения взрывов метана, метана и угольной пыли, а также для контроля эффективности дегазации и противовыбросных мероприятий является способ определения метаноносности угольного пласта, включающий образование полости в плоскости угольного пласта, удаление из полости отбитого угля и измерение расхода метана [2].The closest in technical essence and the achieved result with the aim of choosing methods and substantiating the parameters of the intensification of degassing processes and reducing gas mobility of mines, combating sudden emissions of gas and coal, reducing the likelihood of explosions of methane, methane and coal dust, as well as to control the effectiveness of degassing and blowout measures is a method for determining the methane content of a coal seam, including the formation of a cavity in the plane of the coal seam, removal of bump from the cavity of coal and methane consumption measurement [2].
Этому известному способу присущи следующие недостатки: низкая точность и многооперационность определения метаноносности пласта с использованием многочисленных формул, снижающие точность расчетов газообильности и параметров дегазации угольных пластов из-за недостаточно совершенного способа определения метаноносности угольного пласта.This known method has the following disadvantages: low accuracy and multioperational determination of methane content of the formation using numerous formulas that reduce the accuracy of calculating gas abundance and degassing parameters of coal seams due to an insufficiently perfect method for determining methane content of a coal seam.
Целью изобретения является получение достоверных исходных данных для выбора способов интенсификации процессов дегазации пластов угля и снижения газообильности горных выработок, контроля эффективности дегазации и противовыбросных мероприятий путем точного определения метаноносности угольного пласта.The aim of the invention is to obtain reliable baseline data for choosing methods for intensifying the processes of degassing coal seams and reducing gas abundance in mining, monitoring the effectiveness of degassing and blowout measures by accurately determining the methane content of the coal seam.
Согласно изобретению эта задача решается тем, что в способе определения метаноносности угольного пласта, включающем образование полости в плоскости угольного пласта удаление из полости отбитого угля и измерение расхода метана, отбирают пробу из отбитого в полости угля, определяют в отобранном угле содержание летучих веществ, микрокомпонентов фюзинита и витринита, устанавливают зависимость изменения интенсивности обратной величины удельного метановыделения из полости во времени, по коэффициентам которой определяют численное значение начального удельного метановыделения из угольного пласта в полость и его фильтрационный показатель, а метаноносность пласта устанавливают с учетом коэффициента пропорциональности в ее взаимосвязи с величиной начального удельного метановыделения.According to the invention, this problem is solved by the fact that in the method for determining the methane content of a coal seam, including the formation of a cavity in the plane of the coal seam, removal of broken coal from the cavity and measuring methane consumption, a sample is taken from the broken coal in the coal cavity, the content of volatile substances, fusinite microcomponents is determined in the taken coal and vitrinitis, establish the dependence of the change in the intensity of the reciprocal of the specific methane release from the cavity over time, according to the coefficients of which the numerical value is determined e initial proportion of methane from the coal seam into the cavity and its filtration rate, methane content and reservoir mounted with the proportionality factor in its relationship with the magnitude of the initial proportion of methane.
При образовании полости в виде подготовительной выработки расход метана и зависимость интенсивности обратной величины удельного метановыделения из полости во времени определяют путем проведения маршрутных газовоздушных съемок. При образовании полости в виде дегазационной скважины расход метана и зависимость интенсивности обратной величины удельного метановыделения из полости во времени определяют путем периодических измерений расхода газовоздушной смеси и содержания в ней метана.When the cavity is formed in the form of a pre-production, the methane consumption and the dependence of the intensity of the reciprocal of the specific methane emission from the cavity over time are determined by conducting gas-air surveys. When a cavity is formed in the form of a degassing well, the methane consumption and the dependence of the intensity of the reciprocal of the specific methane release from the cavity over time are determined by periodically measuring the gas-air mixture flow rate and methane content in it.
Метаноносность пласта в иных горно-геологических условиях прогнозируют с использованием зависимости фильтрационного показателя от глубины залегания пласта, коэффициента пропорциональности во взаимосвязи метаноносности пласта и интенсивности начального удельного метановыделения с учетом мощности пласта и зависимостей микрокомпонентов фюзинита и витринита от содержания в угле летучих веществ.The methane content of the formation in other geological conditions is predicted using the dependence of the filtration index on the depth of the formation, the proportionality coefficient in the relationship between the methane content of the formation and the intensity of the initial specific methane release, taking into account the thickness of the formation and the dependences of the fusinite and vitrinite microcomponents on the content of volatile substances in the coal.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Способ основан на образовании полости в плоскости угольного пласта, удалении из полости отбитого угля и измерении расхода метана. В процессе осуществления способа отбирают пробу из отбитого в полости угля, определяют в отобранном угле содержание летучих веществ, микрокомпонентов фюзинита и витринита, устанавливают зависимость изменения интенсивности обратной величины удельного метановыделения из полости во времени, по коэффициентам которой определяют численное значение начального удельного метановыделения из угольного пласта в полость и его фильтрационный показатель, а метаноносность пласта устанавливают с учетом коэффициента пропорциональности в ее взаимосвязи с величиной начального удельного метановыделения.The method is based on the formation of a cavity in the plane of the coal seam, removal of the beaten-off coal from the cavity, and measurement of methane consumption. During the implementation of the method, a sample is taken from the coal beaten off in the cavity, the content of volatile substances, microcomponents of fusinite and vitrinite is determined in the taken coal, the dependence of the change in the intensity of the reciprocal specific methane release from the cavity in time is established, the coefficients of which determine the numerical value of the initial specific methane release from the coal seam into the cavity and its filtration index, and the methane content of the formation is established taking into account the coefficient of proportionality in its inter Due to the magnitude of the initial specific methane.
При образовании полости в виде подготовительной выработки расход метана и зависимость интенсивности обратной величины удельного метановыделения из полости во времени определяют путем проведения маршрутных газовоздушных съемок. При образовании полости в виде дегазационной скважины расход метана и зависимость интенсивности обратной величины удельного метановыделения из полости во времени определяют путем периодических измерений расхода газовоздушной смеси и содержания в ней метана.When the cavity is formed in the form of a preparatory development, the methane consumption and the dependence of the intensity of the reciprocal of the specific methane release from the cavity in time are determined by conducting gas-air surveys. When a cavity is formed in the form of a degassing well, the methane consumption and the dependence of the intensity of the reciprocal of the specific methane release from the cavity over time are determined by periodically measuring the gas-air mixture flow rate and methane content in it.
Метаноносность пласта в иных горно-геологических условиях прогнозируют с использованием зависимости фильтрационного показателя от глубины залегания пласта, коэффициента пропорциональности во взаимосвязи метаноносности пласта и интенсивности начального удельного метановыделения с учетом мощности пласта и зависимостей микрокомпонентов фюзинита и витринита от содержания в угле летучих веществ.The methane content of the formation in other geological conditions is predicted using the dependence of the filtration index on the depth of the formation, the proportionality coefficient in the relationship between the methane content of the formation and the intensity of the initial specific methane release, taking into account the thickness of the formation and the dependences of the fusinite and vitrinite microcomponents on the content of volatile substances in the coal.
Маршрутные газовоздушные съемки производят в проводимой тупиковой подготовительной выработке после прекращения отбойки угля комбайном и удаления из выработки отбитого угля. В выработке намечают местоположение замерных пунктов, причем, как правило, не менее 5-6. В выделенных пунктах измеряют сечение выработки «всвету», скорость движения воздушного потока и содержание в нем метана. Упомянутые виды измерений в выработке проводят последовательно или одновременно. Кроме того, в забое выработки дополнительно измеряют расход воздушного потока и содержание в нем метана. Расход воздуха и концентрация метана могут быть определены в выработке на расстоянии 10-15 м от забоя или в вентиляционной трубе вблизи выхлопа воздуха в призабойную часть проводимой выработки.Route gas-air surveys are carried out in the ongoing dead end preparatory development after the termination of the blocking of coal by the combine and removal of the beaten coal from the development. In the development, the location of the measuring points is planned, and, as a rule, at least 5-6. In the selected paragraphs, the cross-section of the “in the morning” production is measured, the air velocity and the methane content in it. The mentioned types of measurements in the development are carried out sequentially or simultaneously. In addition, in the bottom of the mine, the air flow rate and methane content are additionally measured. Air consumption and methane concentration can be determined in the mine at a distance of 10-15 m from the bottom or in a ventilation pipe near the air exhaust into the bottomhole portion of the mine.
По данным измерений расхода метана в выделенных пунктах выработки при выполнении маршрутной газовоздушной съемки определяют удельную интенсивность метановыделения и темп нарастания обратной величины удельного метановыделения из тупиковой выработки во времени, то есть определяют линейную динамику изменения этой величины. По обратной величине свободного коэффициента установленного линейного уравнения находят интенсивность начального удельного метановыделения из обнаженных выработкой поверхностей пласта, а по величине коэффициента при времени - фильтрационный показатель, характеризующий газодинамические свойства пласта.According to the data of methane consumption measurements at the selected production points during the routing gas-air survey, the specific methane emission rate and the rate of increase of the reciprocal of the specific methane emission from the dead-end production in time are determined, that is, the linear dynamics of this value is determined. The inverse value of the free coefficient of the established linear equation determines the intensity of the initial specific methane release from the formation surface exposed by development, and the filtration rate characterizing the gas-dynamic properties of the formation using the coefficient over time.
При формировании полости в угольном пласте в виде восстающей скважины замеры дебита метана из скважины производят через 3-5 дней в течение времени не менее 1,5-2 месяцев. По численным значениям удельного метановыделения из скважины устанавливают интенсивность изменения обратной величины удельного метановыделения во времени. По коэффициентам линейного уравнения устанавливают численные значения показателей, характеризующих газодинамические свойства пласта.When a cavity is formed in a coal seam in the form of a rising well, methane production rates from the well are measured in 3-5 days over a period of at least 1.5-2 months. The numerical values of the specific methane release from the well establish the rate of change of the reciprocal of the specific methane release in time. The coefficients of the linear equation establish the numerical values of indicators characterizing the gas-dynamic properties of the formation.
Метаноносность пласта угля определяют путем деления численной величины интенсивности начального удельного метановыделения на коэффициент пропорциональности, величина которого устанавливается опытным путем или по нормативному документу.The methane content of the coal seam is determined by dividing the numerical value of the intensity of the initial specific methane release by the proportionality coefficient, the value of which is established empirically or according to the normative document.
Метаноносность угольных пластов в иных горно-геологических условиях их залегания устанавливают аналогично описанному выше, т.е. экспериментальным путем, либо прогнозом с использованием зависимостей: фильтрационного показателя от глубины залегания пласта угля; коэффициента пропорциональности, учитывающего взаимную связь между метаноносностью угольного пласта и интенсивностью начального удельного метановыделения с учетом мощности пласта; зависимостей микрокомпонентов фюзинита и витринита от содержания в угле летучих веществ. Эти зависимости устанавливаются экспериментально или с учетом положений, изложенных в нормативных документах.The methane content of coal seams in other mining and geological conditions of their occurrence is established similarly to that described above, i.e. experimentally, or by forecast using the following dependencies: filtration index on the depth of coal seam; coefficient of proportionality, taking into account the mutual relationship between the methane content of the coal seam and the intensity of the initial specific methane release, taking into account the thickness of the seam; dependences of microcomponents of fusinite and vitrinite on the content of volatile substances in coal. These dependencies are established experimentally or taking into account the provisions set forth in regulatory documents.
Внедрение способа позволит увеличить точность определения метаноносности угольного пласта, численные значения которой будут использованы для обоснования параметров способов интенсификации процессов дегазации угольных пластов и снижения газообильности горных выработок, контроля эффективности дегазации и противовыбросных мероприятий, что будет способствовать обеспечению безопасности горных работ за счет снижения вероятности взрывов метановоздушных смесей и угольной пыли.The implementation of the method will increase the accuracy of determining the methane content of a coal seam, the numerical values of which will be used to justify the parameters of methods for intensifying the processes of degassing of coal seams and reducing gas mobility of mine workings, monitoring the effectiveness of degassing and blowout measures, which will help ensure the safety of mining operations by reducing the likelihood of methane-air explosions mixtures and coal dust.
Источники информацииInformation sources
1. Инструкция по определению и прогнозу газоносности угольных пластов и вмещающих пород при геолого-разведочных работах. М., Недра, 1977 г., 96 с.1. Instructions for determining and forecasting the gas content of coal seams and host rocks during geological exploration. M., Nedra, 1977, 96 pp.
2. Авторское свидетельство СССР №836365, М. кл. 3 Е21F 7/00, Е21F 5/00, «Способ определения газоносности угольного пласта». 1981 г. Бюл. №21 (прототип).2. Copyright certificate of the USSR No. 836365, M. cl. 3 E21F 7/00, E21F 5/00, "Method for determining the gas content of a coal seam." 1981 Bull. No. 21 (prototype).
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008114284/03A RU2372484C1 (en) | 2008-04-15 | 2008-04-15 | Method of determining methane content in coal bed |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008114284/03A RU2372484C1 (en) | 2008-04-15 | 2008-04-15 | Method of determining methane content in coal bed |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2372484C1 true RU2372484C1 (en) | 2009-11-10 |
Family
ID=41354762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008114284/03A RU2372484C1 (en) | 2008-04-15 | 2008-04-15 | Method of determining methane content in coal bed |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2372484C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453704C1 (en) * | 2010-10-25 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) | Method for determination of methane content in coal vein |
RU2533482C1 (en) * | 2013-06-27 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Method of forecast of explosion hazard of methane dust mixes during coal destruction |
RU2541970C1 (en) * | 2014-01-30 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Method for preventing explosion-hazard accumulations of gases and dust in coal destruction zone |
RU2543238C2 (en) * | 2013-06-27 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Method of prediction of explosiveness of deposited dust in gassy mines |
CN110569192A (en) * | 2019-09-05 | 2019-12-13 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | Self-diagnosis method for coal mine safety monitoring system |
RU2730470C1 (en) * | 2019-06-20 | 2020-08-24 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Method of predicting intensity of releasing methane from coal broken-down in bottomhole |
CN113623005A (en) * | 2021-09-06 | 2021-11-09 | 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 | Method for identifying mixed gas mined from coal seam groups |
-
2008
- 2008-04-15 RU RU2008114284/03A patent/RU2372484C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453704C1 (en) * | 2010-10-25 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) | Method for determination of methane content in coal vein |
RU2533482C1 (en) * | 2013-06-27 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Method of forecast of explosion hazard of methane dust mixes during coal destruction |
RU2543238C2 (en) * | 2013-06-27 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Method of prediction of explosiveness of deposited dust in gassy mines |
RU2541970C1 (en) * | 2014-01-30 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Method for preventing explosion-hazard accumulations of gases and dust in coal destruction zone |
RU2730470C1 (en) * | 2019-06-20 | 2020-08-24 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Method of predicting intensity of releasing methane from coal broken-down in bottomhole |
CN110569192A (en) * | 2019-09-05 | 2019-12-13 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | Self-diagnosis method for coal mine safety monitoring system |
CN110569192B (en) * | 2019-09-05 | 2022-11-29 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | Self-diagnosis method for coal mine safety monitoring system |
CN113623005A (en) * | 2021-09-06 | 2021-11-09 | 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 | Method for identifying mixed gas mined from coal seam groups |
CN113623005B (en) * | 2021-09-06 | 2024-03-26 | 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 | Mixed gas recognition method for coal seam group exploitation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2372484C1 (en) | Method of determining methane content in coal bed | |
RU2567878C2 (en) | Method to predict hazard of coal and gas discharge by means of combination of various information | |
Ju et al. | A new approach to estimate fugitive methane emissions from coal mining in China | |
RU2324810C2 (en) | Method for determining dimensions of formation hydraulic fracture | |
RU2453704C1 (en) | Method for determination of methane content in coal vein | |
CN102057133A (en) | Geochemical surveillance of gas production from tight gas fields | |
Saki et al. | Optimization of gob ventilation boreholes design in longwall mining | |
Wang et al. | A theoretical goaf resistance model based on gas production analysis in goaf gas drainage | |
RU2372485C1 (en) | Method of determining methane content in coal bed | |
Saki | Gob ventilation borehole design and performance optimization for longwall coal mining using computational fluid dynamics | |
Zhang et al. | Geological and engineering controls on the differential productivity of CBM wells in the Linfen block, southeastern Ordos Basin, China: Insights from geochemical analysis | |
RU2527096C1 (en) | Method of predicting methane hazard in mine | |
Karacan | Predicting methane emissions and developing reduction strategies for a Central Appalachian Basin, USA, longwall mine through analysis and modeling of geology and degasification system performance | |
Qu et al. | Specific gas emissions in Bowen Basin longwall mines, Australia | |
RU2543238C2 (en) | Method of prediction of explosiveness of deposited dust in gassy mines | |
RU2541342C1 (en) | Forecasting method of gas balance of working face | |
Wang et al. | CFD modelling of longwall goaf atmosphere under vertical boreholes gas drainage | |
RU2524860C1 (en) | Forecasting of explosive risks for methane-air mixes in mines | |
RU2812994C1 (en) | Method for determining gas content in coal seam | |
RU2271450C2 (en) | Coal self-ignition detection method | |
RU2814072C1 (en) | Method for forecasting resources of mine methane on extraction section of gas-rich mine | |
RU2811143C1 (en) | Method for determining mine methane resources at excavation site | |
RU2813417C1 (en) | Method for determining gas content in broken coal | |
RU2811321C1 (en) | Method for determining porosity of combustible mass of coal | |
Wang et al. | An investigation of airflow distribution and dynamics at a longwall mine face through field survey and its implication on oxygen depletion |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130416 |