книги из ГПНТБ / Дмитриев, А. М. Прогноз природной газоносности усовершенствованными методами для проектирования угольных шахт [сотрудникам НИИ, проектно-конструкторских и проектных институтов]

Основными исходными материалами для расчета

метано—

>бильности

горных

выработок вновь строящихся

и подлеж а-

цих реконструкции

шахт являю тся

данные

по

природной

га ­

зоносности

угольных

пластов. От

степени

изученности

га ­

зоносности

угольных

месторождений зави сят

точность

про­

гноза газообильности

горных выработок,

надежность

прини­

маемых в

проектах

шахт инженерных решений

по

расчету

количества

воздуха для проветривания, мощности

главных

вентиляторных установок, сечения капитальных

выработок и

других параметров

шахт.

Занижение значения газоносности угольных

пластов

при­

водит к ошибочному прогнозу газообильности

горных

выра­

боток, а в

процессе

эксплуатации

месторождения

-

к

несо­

ной сети шахты. Это вы зы вает

дополнительные капитальные

работы

по реконструкции шахт,

стоим ость которых во мно­

го раз

превыш ает затраты , связанные с изучением газонос­

ности

угольного месторождения.

Завышенный прогноз га зо ­

обильности горных выработок на стадии проектирования шахт

тельности добычных комплексов и агрегатов, а

иногда даже

к отказу

от

проектирования и з -за

экономической

нецелесо­

образности разработки месторождений ввиду больших

затр ат

на проветривание при малой допустимой по

газовом у

факто­

ру производительности шахты. Отсюда

вы текает

важность

соверш енствования существующих

методик

и

технических

средств

для

определения природной газоносности

угольных

^пластов

до

уровня, отвечающ его

современным

требованиям

промы тленности.

Б последние годы резко возрос объем

газового'

опробо­

вания. В

практику геологоразведочных

организаций введены

3

более

соверш енные методы отбора газовы х

проб

и их

ана­

лиза.

В р езультате этого получено большое

количество

но­

вых,

более

достоверных

данных по газоносности

угольных

пластов в

основных угольных бассейнах. Это

в

свою

оче­

редь

позволило дать

прогноз

газоносности

угольных плас­

тов других

перспективных бассейнов,

где

опробование

про­

ведено в недостаточном

объеме

или совсем не проводилось.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНОСНОСТИ

УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

М етод

изучения

качественного

состава

г а з а . Сущность

м етода заклю чается

в быстром отборе

в

герметические

со­

суды

угольного керна,

поднятого

из скважины

обычным

ко­

лонковым

снарядом

или двойной

колонковой трубой,

и

по­

следующей

его дегазации в лабораторных условиях, а также

в анализе

извлеченного

из керна

га за .

Применение

этого

м етода целесообразно только

при

опробовании

угольных пла­

стов

в пределах зоны газового выветривания

и

в

верхней

части

зоны метановых газо в ,

где

газоносность

пластов

не­

быстрой

и

надежной

герметизации проб, весьм а

разнообраз­

ны [ 1]

. Чаще всего

используются

металлические сосуды.

При незначительном газовом давлении в пределах изуча­

емой части

геологического

р азр еза

можно

использовать и

стеклянные

герм етические

стаканы

[ \ ] .

Чтобы свести к минимуму объем свободного

пространст­

ва, заж им аем ого атмосферным воздухом ,

захваченны м

при

отборе пробы, герм етические стаканы

следует

полностью

(200-300 г)

заполнять углем .

Для

предотвращения

попадания воздуха

в

свободное

про­

странство сосуда в Карагандинском бассейне

применяют

герм етические стаканы

С Г -58-В

(рис.

1).

Проба

угля

по­

м ещ ается в

заполненный

водой

металлический стакан

1,

на

который навинчивается крышка 2. Избыток

воды

при

этом

вы ливается

через Г-образное отверстие 3.

Нижнее

отвер­

стие в крышке закры то

резиновым

диском

4,

а

в

верхнее

им. А.А. Скочинского; ПГУ-75, ПГУ-92,

СКВ

МГ

СССР

и n p j .

Эти керногазонаборники, отличающиеся друг

от

друга

принципом действия, технической характеристикой

и

воз­

можностью применения в зависимости

от

геологических ус­

ловий, недостаточно совершенны.

В целях повышения качества опробования в последние го­

ды в конструкции всех применяющихся

керногазонаборников

приборов. Однако практика

показы вает,

что производствен­

ная модернизация приборов не уменьшила

количество

не­

представительных проб, достигающ ее в

настоящ ее

время в

каждом угольном бассейне 40-55%. Все это

указы вает

на

необходимость

разработки

и

конструирования

универсально­

го прибора, учитывающего

лучшие

технические

и конструк­

тивные особенности существующих керногазонаборников.

Результаты

испытаний

на

Всесоюзных

сопоставительных

опробованиях

{ 1956, 1961

и

1968 гг .) различных систем сна­

рядов и опыт их использования в последние годы,

а

также

анализ

конструктивных

и технологических

факторов,

влияю­

щих на

достоверность

определения

природной

газоносности

угольных пластов, показали следующее.

При

правильном срабатывании герметических

керногазо­

наборников и работающих

по

принципу

сбора

га за в

"коло­

кол" получаются вполне сопоставимые

величины

природной

рукции более

простые.

П оэтому количество нормальных сра­

батываний у

них значительно выше

180-90%

по сравнению

с 50% у герметических

керногазонаборников).

Кроме

того,

при подъеме

прибора с

"колоколом"

по

скважине газовы де-

ление

составляет всего

2,5-5% общего

объема

г а за уголь­

ного

керна. Величина этого газовы деления

определялась от­

ношением объема га за

газонаборника

ко всему

выделивше­

муся газу и подтверждена сопоставимыми значениями

газо ­

носности угольных проб, отобранных

на поверхности в

гер ­

метические сосуды из

керна, поднятого

с помощью обычной

позволяет

за

основу

будущего

усоверш енствованного керно-

газонаборника

принять прибор,

работающий по принципу сбо­

ра га за в

"колокол".

Герметические снаряды, ' видимо, сл е-

7

верхняя часть керноприемника будет заполнена

этим

шла­

мом, а нижняя - породной пробкой.

Опыт применения данной технологии перебурки

угольных

пластов керногазонаборником КА-61 в

Донбассе п оказал ,что

рейс по углю часто

составляет менее

0,25 м,

а

вес

керна

1в зависимости от

марки и зольности

перебуриваемых

угольных пластов)

- 250-400 г. Такие

пробы,

как

правило,

дают завышенные данные по газоносности

угольных

пйас-

тов, о чем свидетельствую т

результаты

определения

газо ­

носности угольных

пластов

на 10

участках

с

различными

марками углей - от длиннопламенных

до

антрацитов.

Завы ­

шение значений

газоносности иногда

достигает

200-300%.

По абсолютной

величине превышение

составляет

для

м ало-

метаморфизованных углей 5-15 и для антрацитов

20-

ТО м®/т горючей массы . Зто

подтверж дается

такж е

сопо­

ставлением значений газоносности

угольных

пластов,

полу­

ченных по параллельно отобранным пробам. Так,

на

участ­

ке поля шахты

"У глегорская-В осточная"

очень

много

плас-

топересечений

было

проведено двумя и даже трем я

рейсами

керногазораборников КА-61. Проведенная

выборка

получен­

ных значений газоносности угольных пластов показала,

что

за редким исключением величина газоносности

по

пробе с

меньшим весом

1 если она была отобрана

герметичным

кер -

ноприемником! выше, чем по параллельной пробе

с

большим

весом .

При неполном заполнении

керном керноприемника 1 в

слу­

чае перебурки высокогазоносных угольных

пластов!

часть

его объема заполняется буровым раствором ,

содержащим

большое количество газа . Поэтому чем меньше

вес

угля,

тем больше газоносность пробы, получающейся за счет

г а за

промывочной жидкости. По-видимому,

этим

и

объясняется

вительных опробований), полученных с

помощью

керногазо -

наборников КА -61.

Завышенная

газоносность угольных

пластов

при

непол­

ном заполнении

керноприемника углем

наблюдалась

также и

ногазонабор.ников с газосборниками

происходит в основном

за счет низкого выхода керна. При

этом допускалась во з-

9