SU756034A1 - Method of determining explosion hazard of coal seams - Google Patents

Method of determining explosion hazard of coal seams Download PDF

Info

Publication number
SU756034A1
SU756034A1 SU782601627A SU2601627A SU756034A1 SU 756034 A1 SU756034 A1 SU 756034A1 SU 782601627 A SU782601627 A SU 782601627A SU 2601627 A SU2601627 A SU 2601627A SU 756034 A1 SU756034 A1 SU 756034A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
coal
percentage
adsorbed
methane
gas
Prior art date
Application number
SU782601627A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Anatolij D Alekseev
Nikolaj V Nedodaev
Original Assignee
Do Fiz Tech I
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Do Fiz Tech I filed Critical Do Fiz Tech I
Priority to SU782601627A priority Critical patent/SU756034A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU756034A1 publication Critical patent/SU756034A1/en

Links

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для определения выбросоопасности угольных пластов.The invention relates to the coal industry and can be used to determine the outburst of coal seams.

Известен способ прогноза газодинамических явлений на выбросоопасных угольных пластах, основанный на определении количества метана, выделившегося в скважину [1].There is a method of predicting gas-dynamic phenomena on outburst coal seams, based on determining the amount of methane released into the well [1].

Недостатком этого способа является его относительно невысокая достоверность, так как он не учитывается связь метана с углем и влагой.The disadvantage of this method is its relatively low reliability, since it does not take into account the connection of methane with coal and moisture.

Известен способ определения выбросоопасности угольных пластов, заключающийся в бурении скважины, отборе проб угля из скважин, определении процентного содержания адсорбированной воды в пробах угля методом ядерного магнитного резонанса, сравнении полученных данных с эталонными [2].There is a method of determining the outburst of coal seams, which consists in drilling a well, sampling coal from wells, determining the percentage of adsorbed water in coal samples by nuclear magnetic resonance, comparing the data with the reference [2].

Недостатком этого способа является невысокая точность прогнозирования.The disadvantage of this method is the low accuracy of prediction.

Целью изобретения является повышение точности прогноза.The aim of the invention is to improve the accuracy of the forecast.

Поставленная цель достигается тем, что одновременно в пробах угля определяют про2This goal is achieved by the fact that at the same time in samples of coal determine pro2

центное содержание адсорбированного метана и по отношению процентного содержания адсорбированного метана в угле к процентному содержанию адсорбированной воды в угле определяют критерий газодинамической активности угольного пластаThe cent content of adsorbed methane and in terms of the percentage of adsorbed methane in coal to the percentage of adsorbed water in coal determine the criterion for the gas-dynamic activity of the coal seam

5 К = ДОм5 K = Doom

π Пе) ,π Pe),

где Г1М — процентное содержание адсорбированного метана в угле, вес. °/0;where G1 M is the percentage of methane adsorbed in coal, weight. ° / 0 ;

Пв— процентное содержание адсорбированной воды в угле, вес. °/0,P in - the percentage of adsorbed water in coal, weight. ° / 0

10 причем при значениях критерия газодинамической активности К = 0,003—0,008 пласт относят к неопасным по газодинамическим явлениям, а при значениях критерия газодинамической активности10 moreover, for the values of the criterion of gas-dynamic activity, K = 0.003–0.008, the reservoir is referred to as non-hazardous in terms of gas-dynamic phenomena, and for the values of the criterion of gas-dynamic activity

К />0,025 для угля марки «Ж», «К»,и «ОС^К /> 0,025 for coal grade “Ж”, “К”, and “ОС ^

15 К >0,015 для угля марки «Т», 15 K> 0.015 for coal grade "T"

К >0,01 для угля марки «ПА»K> 0.01 for PA grade coal

пласт относят к опасным по газодинамическим явлениям.the reservoir is classified as dangerous due to gas-dynamic phenomena.

2о Одновременное определение ядерным магнитным резонансом количества физически2о Simultaneous determination of physically by nuclear magnetic resonance

связанных с углем, т. е. адсорбированныхassociated with coal, i.e. adsorbed

в нем метана и воды позволяет установитьin it methane and water allows you to set

на молекулярном уровне их комплексное воз3at the molecular level their complex voz3

756034756034

действие на угольное вещество и оценитьaction on the coal substance and evaluate

газодинамическую активность пласта.gas-dynamic activity of the reservoir.

Адсорбированная в порах вода, кроме того, что оказывает пластифицирующее воздействие на уголь, вытесняет свободный и некоторую часть адсорбированного метана, имеющего гораздо меньшие сорбционные связи с углем, чем вода. В результате этого снижается энергия упругих деформаций твердого угольного вещества и энергетический потенциал метана. Поэтому от соотношения процентного содержания адсорбированных метана и воды в угле зависит склонность пласта к внезапным выбросам.The water adsorbed in the pores, besides having a plasticizing effect on coal, displaces free and some of the adsorbed methane, which has much smaller sorption bonds with coal than water. As a result, the energy of elastic deformations of a solid coal substance and the energy potential of methane are reduced. Therefore, the tendency of the reservoir to sudden outliers depends on the ratio of the percentage of adsorbed methane and water in the coal.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Пробы угля отбирают из разведочных (контрольных) скважин, которые при текущем прогнозе бурят из забоя лавы или подготовительной выработки вглубь пласта. При бурении из забоя лавы скважины располагаются на расстоянии 10 м друг от друга, а в забое подготовительной выработки бурят две скважины на расстоянии 0,5 м от стенки выработки. Глубина скважин 6—Coal samples are taken from exploration (control) wells, which, with the current forecast, drill holes from the bottom of the lava or preparatory development deep into the reservoir. When drilling from the bottom of the lava wells are located at a distance of 10 m from each other, and in the bottom of the preparatory development of drilling two wells at a distance of 0.5 m from the wall of the excavation. Well depth 6—

8 м. Интервал между точками отбора проб угля по длине скважин 2 м.8 m. Interval between coal sampling points along well length 2 m.

В случае заблаговременного прогноза выбросоопасности пластов на больших площадях скважины бурят из откаточного штрека впереди очистного забоя по восстанию пласта на всю высоту этажа. Пробы отбирают в точках с интервалом 5 м по длине скважины. Перед каждым отбором проб бурение прекращают и скважину очищают от штыба. В наклонных восстающих скважинах очистка происходит самотеком, а в горизонтальных скважинах — с помощью шнековых штанг. Затем производят бурение скважины на глубину 0,3—0,5 м и поступающий из нее разрушенный уголь засыпают в сосуд, откуда отбирают уголь с крупностью частиц 5—6 мм, помещают в герметично закупоренные стеклянные пробирки и исследуют на установке ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). В каждой точке отбирают не менее трех проб. Исследования проб на установке ЯМР — спектрометре производят без извлечения угля из пробирок, что позволяет сохранять его естественное водо-метановое насыщение.In the case of an advance prediction of the outburst risk of reservoirs over large areas of the well, drill holes from the haulage road ahead of the clearing face in the uprising of the reservoir to the entire height of the floor. Samples are taken at points with an interval of 5 m along the length of the well. Before each sampling, drilling is stopped and the well is cleaned of shtab. In inclined rising wells, cleaning occurs by gravity, and in horizontal wells - with the help of auger rods. Then, the well is drilled to a depth of 0.3-0.5 m and the destroyed coal coming from it is poured into a vessel, from where coal with a particle size of 5-6 mm is taken, placed into hermetically sealed glass test tubes and examined at the installation of nuclear magnetic resonance ( NMR). At each point at least three samples are taken. Sample studies at the NMR spectrometer are carried out without removing the coal from the tubes, which allows it to retain its natural water-methane saturation.

Для проведения сравнительных измерений предварительно готовят эталонные сухие образцы угля путем выпаривания при температуре 110°С и вакуумирования, отбирают навеску угля в пробирку, взвешивают на аналитических весах и снимают спектр на установке ЯМР. Затем в .камере под давлением 80—100 атмосфер уголь насыщают поочередно метаном и водой в течение 10 суток, отбирают в пробирки, взвешивают на аналитических весах и также снимают спектр на установке ЯМР. Полученные ширины спектрограмм служат эталоном для выделения метана и воды на спектрограммах воднометановой смеси, заключенной в ископаемом угле.For comparative measurements, reference dry samples of coal are preliminarily prepared by evaporation at a temperature of 110 ° C and evacuation, a sample of coal is collected in a test tube, weighed on an analytical balance, and the spectrum is taken on an NMR unit. Then, in a chamber under pressure of 80-100 atmospheres, coal is alternately saturated with methane and water for 10 days, taken into test tubes, weighed on an analytical balance, and the spectrum is also taken on an NMR unit. The obtained spectrogram widths serve as a standard for the extraction of methane and water in the spectrograms of a water-methane mixture enclosed in a fossil coal.

Процентное содержание метана или воды в угле вычисляют по отношению площади, оконтуренной спектрограммой метана или воды, к интегральной площади, вклю чающей также площадь, оконтуренную струк турной спектрограммой угля.The percentage of methane or water in coal is calculated from the ratio of the area contoured by the spectrogram of methane or water to the integral area, which also includes the area contoured by the structure spectrogram of coal.

Выбросоопасность пласта определяют по величине отношения процентного содержания адсорбированного метана (Пм) к про центному содержанию адсорбированной воды в угле (Пв). В случае обнаружения выбросоопасных очагов в угольном пласте проводят профилактическую обработку, например, путем увлажнения и дегазации под действием увлажнения, для чего используют первичные контрольные скважины, в которых отбирали угольные пробы на естественную влажность. Затем между первичными бурят вторичные контрольные скважины с отбором проб угля, определяют отношение процентного содержания адсорбированного метана к процентному содержанию адсорбированной воды, причем в качестве критерия не опасного по выбросам состояния пласта принимают ту величину отношения, при которой не проявляется газодинамическая активность пласта при бурении контрольных скважин и выемке угольного пласта лавой.The sewage hazard of a reservoir is determined by the ratio of the percentage of adsorbed methane (P m ) to the percentage of adsorbed water in coal (P c ). In case of detection of outbreaks of foci in a coal seam, prophylactic treatment is carried out, for example, by moistening and degassing under the action of moistening, for which use primary control wells, in which coal samples were taken for natural moisture. Then, between the primary Buryats, secondary test wells with coal sampling, the ratio of the percentage of adsorbed methane to the percentage of adsorbed water is determined, and the ratio at which the gasdynamic activity of the well is not shown as a criterion for a non-hazardous reservoir condition and excavation of coal seam lava.

В зависимости от марки угля величины Г1М и Пв могут изменяться в некотором диапазоне. Марки углей, представленных в невыбросоопасных пластах, по степени адсорб ции влаги располагаются в следующем порядке: «ПА» 2,5—3,0%, «Т» 2—2,5%, «ОС» 1,8—2,2%, «Ж» и «К» 1,5-2,0%.Depending on the grade of coal, the values of Г1 М and П в may vary in a certain range. According to the degree of moisture adsorption, the grades of coal represented in non-hazardous formations are arranged in the following order: “PA” 2.5-3.0%, “T” 2-2.5%, “OS” 1.8-2.2 %, “F” and “K” 1.5-2.0%.

Способ прогноза выбрособезопасности разработан по экспериментальным исследованиям на опасных выбросом угольных пластах: Ьз— Ремовском (шахта Углегорская), — Алмазном (шахта Стожковская), Ь — Безымянном в Донбассе. Проводилось определение выбросоопасности указанных угольных пластов. Контрольные скважины бурились в пласте £3 — Алмазном из очистного забоя на глубину 8 м, а в пластах Ь3 — Ремовском и —.Безымянном из откаточного штрека по восстанию пласта на всю высоту этажа. Расстояние между скважинами 10 м, интервал между точками отбора проб по длине скважин 2—5 м. Пробы угля из скважин сразу (в течение одной-полутора минут) помещают в стеклянные герметично закрытые пробирки, а затем снимают спектр в лаборатории на спектрометре ЯМР. Время транспортировки проб с места отбора в лаборатррию не оказывает существенного влияния на состояние угольных проб, находящихся в герметичных сосудах. ·The out-of-safety prediction method was developed based on experimental studies on hazardous coal seam emissions: Lm— Removsky (Uglegorskaya mine), - Diamond (Stozhkovskaya mine), b - Nameless in Donbass. Conducted to determine the outburst of these coal seams. The test wells were drilled in the £ 3 - Diamond formation from the stope to a depth of 8 m, and in the L 3 formations - the Removskoye and - the Nezymyanny from the haulage drift after the rise of the reservoir to the entire height of the floor. The distance between the wells is 10 m, the interval between sampling points along the length of the wells is 2–5 m. Coal samples from the wells are immediately (within one to one and a half minutes) placed in glass hermetically sealed tubes, and then the spectrum is taken in a laboratory using an NMR spectrometer. The time of transportation of samples from the sampling site to the laboratory does not have a significant effect on the state of the coal samples that are in sealed vessels. ·

Одновременно регистрируют процентноеAt the same time register the percentage

по весу содержание адсорбированных метана и воды в углях. Для каждой точкиby weight, the content of adsorbed methane and water in the coal. For each point

66

756034756034

5five

угольного пласта исследует три пробы. Относительная величина отклонения результатов в каждой пробе от среднего значения составляла не более 0,07. Точность определения процентного содержания метана и воды в каждой точке высока. 5 coal seam examines three samples. The relative deviation of the results in each sample from the average was no more than 0.07. The accuracy of determining the percentage of methane and water at each point is high. five

Процентное содержание флюидов в различных точках, находящихся в опасных и неопасных по выбросам зонах, изменялось не менее чем в два три раза. Это отражало неоднородность строения пласта в тех и других зонах. Выбросоопасность пласта уста- ю навливают по проявлениям его газодинамической активности в отдельных зонах при бурении скважин.The percentage of fluids at various points in hazardous and non-hazardous emissions zones changed at least two to three times. This reflected the heterogeneity of the reservoir structure in those and other zones. Emission hazard of the reservoir is poured by the manifestations of its gas-dynamic activity in certain zones during the drilling of wells.

Установлено, что при величине отношения >0,025 для. угля марок «Ж», «К» и «ОС», 0м >0,015 для марки угля «Т» 11 и >0,01 для угля марки «ПА» пласт опасен по внезапным выбросам, а при величине отношения -^<^0,003; ^^0,0015 и 0,008 соответственно по маркам угля пласт не опасен по выбросам. Остальные 20 марки углей не содержатся во выбросоопасных пластах.It is established that when the ratio is> 0.025 for. Coal grades “Ж”, “K” and “OS”, 0 m > 0.015 for coal grade “T” 11 and> 0.01 for coal grade “PA” the reservoir is dangerous due to sudden emissions, and when the ratio value is ^ <^ 0.003; ^^ 0.0015 and 0.008, respectively, for coal grades, the formation is not dangerous for emissions. The remaining 20 grades of coal are not contained in outburst formations.

Эффективность применения способа прогноза заключается в повышении безопасности и производительности труда рабочих на пластах, опасных по внезапным выбро- сам угля и газа. Способ позволяет повысить производительность труда на 20% за счет отмены противовыбросных мероприятий на не опасных по выбросам участках пласта.Efficacy of prediction method is to improve the safety and productivity of workers working in formations prone to sudden vybro- itself and coal gas. The method allows to increase labor productivity by 20% due to the cancellation of the blowout preventive measures at the seam sites that are not hazardous in terms of emissions.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ определения выбросоопасности угольных пластов, заключающийся в бурении скважин, отборе проб угля из скважин, определении процентного содержания адсорбированной воды в пробах угля методом ядерного магнитного резонанса, сравнении полученных данных с эталонными, отличающийся тем, что, с целью повышения точности прогноза, одновременно в пробах угля определяют процентное содержание адсорбированного метана и по отношению процентного содержания адсорбированного метана в угле к процентному содержанию адсорбированной воды в угле определяют критерий газодинамической активности угольного пласта К =The method of determining the outburst of coal seams, which consists in drilling wells, sampling coal from wells, determining the percentage of adsorbed water in coal samples by nuclear magnetic resonance, comparing the obtained data with the reference, characterized in that, in order to improve the accuracy of the forecast, simultaneously in the samples coal determine the percentage of adsorbed methane and the percentage of adsorbed methane in coal to the percentage of adsorbed water in coal the criterion of the gas-dynamic activity of the coal bed K = где Пм— процентное содержание адсорбированной воды в угле (%вес);where P m - the percentage of adsorbed water in coal (% by weight); Пв— процентное содержание адсорбированной воды в угле (%вес.),P in - the percentage of adsorbed water in coal (% wt.), причем при значении критерия гидродинамической активности к = 0,003—0,008 пласт относят к не опасным по газодинамическим явлениям, а при значениях критерия газодинамической активностиmoreover, when the criterion of hydrodynamic activity is set to k = 0.003–0.008, the reservoir is referred to as non-hazardous in terms of gas-dynamic phenomena, and for criterion values of gas-dynamic activity К >0,025 для угля марки «Ж», «К»;и «ОсЗ>,K> 0.025 for coal grade “Ж”, “К” ; and "OZZ", К >0,015 для угля марки «Т»,K> 0.015 for coal grade "T" К >0,01 для угля марки «ПА» пласт относят к опасным по газодинамическим явлениям.K> 0.01 for coal grade "PA" layer referred to as dangerous for gas-dynamic phenomena.
SU782601627A 1978-04-06 1978-04-06 Method of determining explosion hazard of coal seams SU756034A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782601627A SU756034A1 (en) 1978-04-06 1978-04-06 Method of determining explosion hazard of coal seams

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782601627A SU756034A1 (en) 1978-04-06 1978-04-06 Method of determining explosion hazard of coal seams

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU756034A1 true SU756034A1 (en) 1980-08-15

Family

ID=20758442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782601627A SU756034A1 (en) 1978-04-06 1978-04-06 Method of determining explosion hazard of coal seams

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU756034A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Boisson et al. In situ and laboratory investigations of fluid flow through an argillaceous formation at different scales of space and time, Tournemire tunnel, southern France
Kissell et al. The direct method of determining methane content of coalbeds for ventilation design
US5205164A (en) Methods for determining in situ shale strengths, elastic properties, pore pressures, formation stresses, and drilling fluid parameters
Surdam et al. Anomalously pressured gas compartments in Cretaceous rocks of the Laramide basins of Wyoming: A new class of hydrocarbon accumulation
US2918579A (en) Exploration for petroliferous deposits by locating oil or gas seeps
US2514690A (en) Gas detection
US3685345A (en) Equilibrated soil-gas sampling
US3714811A (en) Marine mud hydrocarbon surveying
Creedy An introduction to geological aspects of methane occurrence and control in British deep coal mines
SU756034A1 (en) Method of determining explosion hazard of coal seams
Caswell et al. Total chlorine in coal seam profiles from the South Staffordshire (Cannock) coalfield
US2324085A (en) Geochemical well logging
RU2007586C1 (en) Method of determination of gas pressure in methane-bearing coal seam
SU1328542A1 (en) Method of forecasting outburst hazard of coal beds
RU2700854C1 (en) Method for determining emission hazard in mine workings during mining of coal beds with hard-to-collapse roofs
Wilson Mud Analysis Logging and its Use in Formation Evaluation
SU992743A1 (en) Method of determining blowout hazard of rock
SU1109615A1 (en) Method of determination of coal seam gas-bearing capacity
SU976420A1 (en) Method of prooving penetration of drilling mud water filtrate to oil-gas pool
RU2039292C1 (en) Method for detection and location of underground fire seats
Karbownik Analysis of the application of methane-bearing capacity test methods in the conditions of Polish mining
SU1500788A1 (en) Method of monitoring the state of rock body in face-adjoining area of outburst-prone seam
Zheng et al. Evolutionary Laws and Preventative Measures for the Coal and Rock Dynamic Disasters Around the Boreholes During Coal Bed Methane Extraction in Low-Temperature Oxidation Conditions: A Case Study of the No. 8 _ 2 8 2 Reservoir of the Yangliu Coal Mine
SU1578339A1 (en) Method of forecasting outburst-prone zone
SU1647154A1 (en) Method of locating outburst-prone face-adjoining zone of coal bed