Пошаговая процедура оценки параметров подработанного углепородного массива как газового коллектора

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Aвторы:

А.Н. Шашенко, доктор технических наук, профессор, Государственное высшее учебное заведение “Национальный горный университет”, проректор по международным связям,заведующий кафедрой строительства и геомеханики, г.Днепропетровск, Украина

Е.В. Кухарев, кандидат технических наук, Государственное высшее учебное заведение “Национальный горный университет”, старший научный сотрудник кафедры строительства и геомеханики, г.Днепропетровск, Украина

С.Н. Гапеев, кандидат технических наук, доцент, Государственное высшее учебное заведение “Национальный горный университет”, доцент  кафедры строительства и геомеханики, г.Днепропетровск, Украина

А.Ю. Еременко, ГП„Донуглереструктуризация“, инженер, г.Донецк, Украина

Реферат:

Цель. Разработка инструментария для обследования подработанных углепородных массивов на предмет образования  техногенных газовых месторождений.

Методика. Пространственные параметры техногенной газовой залежи определены методами численного моделирования с учетом результатов испытаний материала вмещающих пород на одноосное сжатие. Пространственные параметры коллектора устанавливались с  привязкой к напряженно-деформированному состоянию подработанного массива, которому, в свою очередь, ставилось в соответствие поле проницаемости слагающих его пород. Условная поверхность, на которой расчетные значения проницаемости принимают минимальные значения, является оболочкой (экранирующей поверхностью) техногенного месторождения.

Результаты. В неоднородном слоистом массиве с различными геометрическими и прочностными параметрами слоев техногенное месторождение имеет сложную форму, оно вытянуто вдоль наименее крепких слоев и, наоборот, сжато вдоль более крепких. Оболочка техногенной залежи, препятствующая оттокам (притокам) через нее метана, приурочена к той части подработанного массива, которая характеризуется минимальными значениями проницаемости горных пород и имеет четкую количественную характеристику

Научная новизна. Пространственные параметры техногенных газовых месторождений однозначно характеризуются геомеханическим состоянием подработанного массива. Для определения этих параметров предложена пошаговая процедура, суть которой заключается в том, что напряженно-деформированное состояние углепородного массива исследуется на модели, которая нагружается аналогично породному образцу при его лабораторных испытаниях в режиме контролируемых деформаций, что позволяет обеспечить подобие исследуемого на модели процесса реальному.

Практическая значимость. Оценка целесообразности эксплуатации подработанных массивов действующих и закрытых шахт как коллекторов газа,  поиск и обосновании решений по способам извлечения газа из них. Проницаемость пород  техногенного коллектора находится в безусловной зависимости от напряженно-деформированного состояния вмещающего массива, а понятию „оболочка (экранирующая поверхность)“ этого коллектора, определяемое ранее исключительно качественными (неформализуемыми) категориями, поставлена в соответствие четкая количественная характеристика.

Список литературы / References:

1. Звягильский Е.Л Добыча метана из угольных месторождений Донбасса / Звягильский Е.Л., Бокий В.В., Касимов О.И. – Донецк: „Ноулидж“, 2011. – 150с.

Zvyagilskiy, Ye.L., Bokiy, V.V. and Kasimov, O.I. (2011), Dobycha metana iz ugolnykh mestorozhdeniy Donbassa [Extraction of Methane from Coal Deposits of Donets Basin], Knowledge, Donetsk, Ukraine.

2. Потенциал закрытой шахты– основа решения проблемы post-mining: материалы межнародной конференции “Форум горняков– 2011” / Г.Г. Пивняк, А.Н. Шашенко, Е.В. Кухарев[идр.] – Днепропетровск: ГВУЗ„НГУ“, 2011.– C.15–24.

Pivnyak, G.G., Shashenko, A.N. and Kukharev, Ye.V. (2011), “Potential of a closed mine as a basis for post-mining problem solution”, Proc. of the Int. Conf. Forum of Mining Ingeneers – 2011, Dnipropetrovsk, Ukraine, pp. 15–24.

3. Шашенко А.Н. Деформируемость и прочность горных пород/Шашенко А.Н., Сдвижкова Е.А., Гапеев С.Н. – Днепропетровск: Национальный горный университет, 2008.– 224с.

Shashenko, A.N., Sdvyzhkova, Ye.A. and Gapieiev, S.N. (2008), Deformiruyemost i prochnost gornykh porod [Deformability and Strength of Rocks], National Mining University, Dnepropetrovsk, Ukraine.

4. Техногенні скупчення метану в порушеному вуглепородному масиві. Методика прогнозування зон та визначення їх параметрів: СОУ 10.1.05411357.004: 2005. (Чинний від 2006-01-01.) – К.: Мінвуглепром України, 2005.

Anthropogenic accumulation of methane in a disrupted coal rock massif. The process of the areas forecasting and determination of their parameters. (2005), JMA 10.1.05411357.004:2005; Valid from Jan. 1, 2006, Ministry of Coal Industry of Ukraine, Kyiv, Ukraine.

5. Прогноз метановыделения из подработанных пород в выработки выемочного участка/ В.В. Лукинов, А.П. Клец, Б.В. Бокий [и др.] //Уголь Украины.  – 2011.– №1. –C50–53.

Lukynov, V.V., Klets, A.P. and Bokyy B.V. (2011), “Prediction of methane emission from undermined rock into working area”, Ugol Ukrainy, Vol. 1., pp. 50–53.

6. Шевелев Г.А. Особенности фильтрационных процессов в углепородном массиве/Г.А. Шевелев, В.Г. Перепелица //Уголь Украины.–2008.–№6.–С.37–40.

Shevelev, G.A. and Perepelitsa, V.G., (2008), “Features of filtration processes in coal rock massif”, Ugol Ukrainy, Vol. 6., pp. 37–40.

7. Геолого-геофизический поход к выявлению техногенных коллекторов на угольных месторождениях электромагнитным методом зондирования становления поля в ближайшей зоне / А.В. Анциферов, Л.А. Иванов, А.А. Майборода [и др.] // Научный вестник НГУ. – 2007. – №4. – C.50–55.

Antsiferov, A.V., Ivanov, L.A. and Mayboroda, A.A. (2007), “Geological and geophysical approaches to exploration of anthropogenic collectors in coal deposits by electromagnetic sensing field formation in the nearest zone”, Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, Vol. 4., pp. 50–55.

8. Проблемы горного дела и экологии горного производства / [ Должиков П.П., Рябичев В.Д., Левчинский Г.С. и др.] – Донецк: „Вебер“, 2007. – 257с.

Dolzhikov, P.P., Ryabichev, V.D. and Levchinskaya, G.S. (2007), Problemy gornogo dela i ekologii gornogo proizvodstva [Problems of Mining and Ecology of Mining], Weber, Donetsk, Ukraine.

9. Газопроницаемость углепородного массива, вмещающего техногенную полость: материалы V Международной научно-практической конференции / А.Н. Шашенко, Е.В. Кухарев, С.Н. Гапеев [и др.]  – Краснодон, 2012. –C. 27–30.

Shashenko,A.N., Kuharev,E.V.andGapeyevS.N., etc. (2012) “Gas permeability of coal containing massif accommodating an anthropogenic cavity”, the 5th International Scientific and Practical Conf., Krasnodon, Ukraine, pp. 27–30.

Files:
2014_6_shashenko
Date 2015-01-13 Filesize 230.97 KB Download 444

Метки: углепородный массивтехногенное газовое месторождениеоболочкагеомеханические характеристикиэквивалентное напряженное состояниедиаграммы деформированияконтролируемые деформацииподобие процессов

Следующие статьи из текущего раздела:

Предыдущие статьи из текущего раздела: