Влияние гидродинамического воздействия на газонасыщенность угольного пласта
В статье приведены результаты лабораторных исследований кинетических параметров взаимодействия угля и газа на угольных пробах, отобранных из пласта i₃¹ ш/у «Суходольское-Восточное» с природной газоносностью 22,5-27 м³ /т с.б.г.м. в процессе проведения гидродинамического воздействия методом ЭПР. Важн...
Saved in:
| Published in: | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Date: | 2014 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2014
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137313 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние гидродинамического воздействия на газонасыщенность угольного пласта / О.В. Московский, В.И. Гаврилов // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2014. — Вип. 117. — С. 153-160. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859790324156596224 |
|---|---|
| author | Московский, О.В. Гаврилов, В.И. |
| author_facet | Московский, О.В. Гаврилов, В.И. |
| citation_txt | Влияние гидродинамического воздействия на газонасыщенность угольного пласта / О.В. Московский, В.И. Гаврилов // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2014. — Вип. 117. — С. 153-160. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехнічна механіка |
| description | В статье приведены результаты лабораторных исследований кинетических параметров взаимодействия угля и газа на угольных пробах, отобранных из пласта i₃¹ ш/у «Суходольское-Восточное» с природной газоносностью 22,5-27 м³ /т с.б.г.м. в процессе проведения гидродинамического воздействия методом ЭПР. Важным методическим отличием проведенных работ является переход от оценки интенсивности сигнала по особым точкам спектра к оценке по площади под кривой поглощения СВЧ энергии. Это позволило учесть изменение ширины сигнала (ΔН) и формы кривой при расчете концентрации парамагнитных центров (КПМЦ). В результате анализа получены данные о влиянии гидродинамического воздействия на концентрацию парамагнитных центров в угле разных фракций, распределение предельной сорбционной способности угольного вещества по длине обработанной зоны. Установлено, что в результате гидродинамического воздействия в угле снижается содержание активных, способных к взаимодействию с метаном парамагнитных центров, в результате чего снижается предельная сорбционная способность угольного вещества и повышается его газопроницаемость, а, следовательно, увеличивается объем выхода метана из пласта. Для оценки длительности процесса сорбционно-десорбционного взаимодействия предложен показатель постоянная времени протекания процесса TN, характеризующий нарушенность угольного пласта.
В статті наведено результати лабораторних досліджень кінетичних параметрів взаємодії вугілля і газу на вугільних пробах, відібраних з пласта i₃¹ ш/у «Суходольське-Східне» з природною газоносністю 22,5-27 м³ /т с.б.г.м. в процесі проведення гідродинамічної дії методом ЕПР. Важливою методичною відмінністю проведених робіт є перехід
від оцінки інтенсивності сигналу по особливих точках спектру до оцінки за площею під
кривій поглинання СВЧ енергії. Це дозволило врахувати зміну ширини сигналу (ΔΝ) і форми кривої при розрахунку концентрації парамагнітних центрів (КПМЦ). В результаті аналізу отримані дані про вплив гідродинамічної дії на концентрацію парамагнітних центрів у
вугіллі різних фракцій, розподіл граничної сорбційної здатності вугільної речовини по довжині обробленої зони. Встановлено, що в результаті гідродинамічної дії у вугіллі знижується
зміст активних, здібних до взаємодії з метаном парамагнітних центрів, внаслідок чого знижується гранична сорбційна здатність вугільної речовини і підвищується його газопроникність, а, отже, збільшується об'єм виходу метану з пласта. Для оцінки тривалості процесу сорбційно-десорбційної взаємодії запропоновано показник постійна часу протікання процесу
TN, що характеризує нарушенність вугільного пласта.
The article shows the results laboratory research of the kinetic parameters of the interaction
of coal and gas in the coal samples taken from the seams i₃¹ mine management
"Sukhodolskoye-Vostochnaya" with natural gas content 22,5-27 m³
/per ton of dry ash-free basis in
the process of hydrodynamic impact by EPR. An important methodological difference spent works
is to move from estimation of the signal intensity in the singular points of the spectrum to the estimation
of the area under the curve of the absorption of microwave energy. This would allow for
variation in the width of the signal (ΔH) and the waveform in the calculation of the concentration of
paramagnetic centers (CPMC). An analysis of the data on the impact of hydrodynamic impact on
concentration of paramagnetic centers in coal of different fractions, the distribution of maximum
sorption capacity of coal substance in length treated zone. Was established that as a result of hydrodynamic
impact in decreasing content of active carbon, capable of reacting with methane paramagnetic
centers, resulting in decreased sorption capacity limit coal matter and increases its gas permeability,
and thus increasing the volume of methane from coals seam.
To estimate the duration of the process of sorption-desorption interactions proposed measure
the time constant of the process TN, characterized by a disturbance of the coal seam.
|
| first_indexed | 2025-12-02T11:36:09Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №117
153
УДК622.831.622:831.325
Московский О.В., аспирант
(ОП «Шахта им. Ф.Э. Дзержинского»
ГП «Дзержинскуголь»)
Гаврилов В.И., канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
(ИГТМ НАН Украины)
ВЛИЯНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА
ГАЗОНАСЫЩЕННОСТЬ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА
Московський О.В., аспірант
(ВП «Шахта ім. Ф.Е. Дзержинського»
ДП «Дзержинськвугілля»)
Гаврилов В.І., канд. техн. наук, ст. наук. співроб.
(ІГТМ НАН України)
ВПЛИВ ГІДРОДИНАМІЧНОЇ ДІЇ НА ГАЗОНАСИЧЕНІСТЬ
ВУГІЛЬНОГО ПЛАСТА
Moskovskiy O.V., Doctoral of Student
(SE «Mine name by F.E. Dzerzhynskogo»
SE« Dzerzhynskvugillia»
Gavrilov V.I., Ph.D. (Tech.), Senior Researcher
(IGTM NAS of Ukraine)
INFLUENCE HYDRODYNAMIC IMPACT ON
GASSY COAL SEAMS
Аннотация. В статье приведены результаты лабораторных исследований кинетичес-
ких параметров взаимодействия угля и газа на угольных пробах, отобранных из пласта i3
1
ш/у «Суходольское-Восточное» с природной газоносностью 22,5-27 м
3
/т с.б.г.м. в процес-
се проведения гидродинамического воздействия методом ЭПР. Важным методическим от-
личием проведенных работ является переход от оценки интенсивности сигнала по особым
точкам спектра к оценке по площади под кривой поглощения СВЧ энергии. Это позволило
учесть изменение ширины сигнала (ΔН) и формы кривой при расчете концентрации пара-
магнитных центров (КПМЦ). В результате анализа получены данные о влиянии гидродина-
мического воздействия на концентрацию парамагнитных центров в угле разных фракций,
распределение предельной сорбционной способности угольного вещества по длине обрабо-
танной зоны. Установлено, что в результате гидродинамического воздействия в угле снижае-
тся содержание активных, способных к взаимодействию с метаном парамагнитных центров,
в результате чего снижается предельная сорбционная способность угольного вещества и по-
вышается его газопроницаемость, а, следовательно, увеличивается объем выхода метана из
пласта. Для оценки длительности процесса сорбционно-десорбционного взаимодействия
предложен показатель постоянная времени протекания процесса TN, характеризующий на-
рушенность угольного пласта.
Ключевые слова: кинетические параметры, гидродинамическое воздействие, высоко-
частотная энергия, парамагнитные центры, сорбционная способность, газопроницаемость.
© О.В. Московский, В.И. Гаврилов, 2014
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №117
154
Введение. Техногенное нарушение равновесия в системе «уголь-газ» при-
водит к диффузионным, фильтрационным и сорбционно-десорбционным про-
цессам в пласте. Выход системы из состояния равновесия сводится, в первую
очередь, к повышению или понижению давления. При этом изменяется соот-
ношение газа, который находится в свободном и сорбированном состоянии.
Переход газа из одного состояния в другое может осуществляться с разной ско-
ростью. При ведении горных работ увеличение значений кинетических параме-
тров диффузионных, фильтрационных и десорбционных процессов крайне не-
желательно. Однако информация об изменении этих параметров имеет боль-
шую практическую ценность при ведении горных работ по дегазации и сниже-
нию газодинамической активности напряженных газонасыщенных угольных
пластов [1, 2].
Основная часть. Исследования кинетики взаимодействия угля и газа при
изменении в системе барических условий проводились с использованием авто-
матизированной системы «ЭПР-ПК» [3]. Это позволило изучить угольное ве-
щество в системе с газом, т. е. парамагнитную систему «уголь-газ» и быстроте-
кущие ее изменения в режиме реального времени.
Лабораторные исследования проводились по ранее отработанным методи-
кам, включающим регистрацию спектра поглощения СВЧ энергии парамагнит-
ными центрами угля при нормальных условиях и до момента стабилизации при
давлении 5 МПа, что дало возможность с высокой точностью зарегистрировать
переходный процесс во времени и исследовать его параметры.
Для этого использовалась компьютерная система управления параметрами
работы ЭПР-спектрометра РЕ-1301, позволяющая оцифровывать аналоговый
сигнал и регистрировать его в виде массива данных в компьютере. Суть заклю-
чается в регистрации процесса перехода системы из стабильного состояния при
нормальных условиях в другое стабильное состояние после повышения давле-
ния до 5 МПа. Для комплексного описания процесса взаимодействия угля и га-
за фиксировались не только параметры системы в стабильных состояниях до и
после изменения давления, но и количественно оценивались кинетические ха-
рактеристики, описывающие процесс стабилизации системы. Важнейшим усло-
вием получения полной и достоверной информации о процессе является стаби-
лизация режимов работы спектрометра, а так же синхронизация во времени ре-
гистрации сигнала ЭПР системы «уголь-газ» и барических условий экспери-
мента. Присоединение ПК к ЭПР-спектрометру было проведено с помощью
специально разработанных устройств согласования параметров исходного сиг-
нала спектрометра (СУ-I) и датчика давления (СУ-Р) через аналоговоцифровой
преобразователь (АЦП). Разработанное программное обеспечение позволяет
регистрировать сигнал ЭПР с частотой дискретизации 1 Гц. Данная частота по-
зволяет достоверно описывать начальный, наиболее динамический период про-
цесса (30-36 точек вместо 2-3 при регистрации с помощью самописца КСП-4).
Обработка данных по стабилизации ширины линии поглощения (ΔН) после
изменения барических условий в системе «уголь-газ» проводилась с учетом то-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №117
155
го, что ширина линии непосредственно определяется разбросом энергетических
уровней, занятых неспаренными электронами свободных радикалов в угле, и,
следовательно, позволяет судить о реальном взаимодействии метана и радика-
лов угольного вещества. Спектры ЭПР отражают все изменения, произошедшие
в угольном веществе с момента осадконакопления, и при этом изменяется не
только концентрация свободных радикалов, но и их природа и структура. Сово-
купность всех этих процессов отражается на ширине и форме каждой индиви-
дуальной линии спектра ЭПР угля, а их анализ помогает выявить роль тех или
иных взаимодействий, которые формируют сигналы [4].
Аппроксимация переходного процесса производилась по экспоненциально-
му закону, характерному для быстропротекающих процессов стабилизации па-
рамагнитной системы «уголь-газ» после возмущающего воздействия давлением
[5]
I = Iисх - kпас(1 - ),
где Iисх - интегральная интенсивность исходного спектра ЭПР угольного образ-
ца; kпас - коэффициент пассивации, отражающий процентное содержание в угле
парамагнитных центров (ПМЦ) способных к взаимодействию с углем; t - теку-
щее время, с; Т - постоянная времени переходного процесса, с.
Каменные угли имеют сложный сигнал ЭПР, представляющий суперпози-
цию широкой (с шириной линии между экстремумами первой производной
ΔН=6-9 э) и узкой (ΔН=1-2 э) линий. Узкая линия спектров ЭПР углей обуслов-
лена эффектом делокализации неспаренных электронов по системе сопряжен-
ных связей конденсированных ароматических и ациклических структур, а ши-
рокая - разорванными связями, т. е. свободными радикалами периферийных
групп. При подаче повышенного давления в систему «уголь-газ» линия спектра
теряет интенсивность и уширяется. Можно предположить, что во взаимодейст-
вие с молекулярным кислородом воздуха в первую очередь вступают свобод-
ные радикалы первой группы (с узкой линией), а показатель kпасс отражает про-
центное содержание в общей массе ПМЦ тех парамагнитных центров, природа
которых обусловлена системой сопряженных связей конденсированных арома-
тических и алициклических структур.
Исследование кинетических параметров взаимодействия угля и газа осуще-
ствлялось на угольных пробах, отобранных из пласта i3
1
ш/у «Суходольское-
Восточное» ОАО «Краснодонуголь». Угольные пробы отбирались в зонах про-
ведения гидродинамического воздействия. Общий вес угольного материала
шахтной пробы составлял 2 кг.
Отобранный уголь измельчался ударным воздействием с постоянными ус-
ловиями для всех проб. Затем пробы просушивались при температуре не выше
75
0
С на протяжении 6 часов до состояния свободной сыпучести. При такой
подготовке проб к исследованию процессов взаимодействия угля и газа на
ЭПР-спектрометре химические реакции в угольном веществе не происходят, а
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №117
156
условий для выхода свободной влаги достаточно.
Результаты лабораторных исследований угольных проб представлены в
табл. 1.
Таблица 1 - Результаты исследований угольных проб, отобранных в процессе
гидродинамического воздействия
В
и
д
ф
р
ак
ц
и
и
В
ы
х
о
д
л
ет
у
ч
и
х
в
ещ
ес
тв
V
d
a
f ,
%
З
о
л
ь
н
о
ст
ь
A
d
,
%
К
П
М
Ц
N
а
х
1
0
1
9
,
г-
1
k п
ас
с
,
%
П
о
ст
о
я
н
н
ая
в
р
ем
ен
и
п
р
о
те
к
а-
н
и
я
п
р
о
ц
ес
са
Т
N
,
c
П
р
ед
ел
ь
н
ая
со
р
б
ц
и
о
н
н
ая
сп
о
со
б
н
о
ст
ь
Q
,
м
л
/г
Ш
и
р
и
н
а
л
и
н
и
и
Δ
Н
,
э
И
зм
ен
ен
и
е
ш
и
р
и
н
ы
л
и
н
и
и
k Δ
H
,
%
крупные
куски
20,52 3,02 2,09 22,10 52,12 5,57 4,42 8,04
мелкие
куски
21,82 19,99 2,38 23,57 30,63 6,75 4,30 5,65
«пена» 21,49 19,31 2,01 22,59 26,64 5,48 4,42 9,27
различные
сочетания
21,01 2,93 2,10 23,82 33,46 6,03 4,36 7,98
22,79 10,29 2,17 23,70 38,31 6,21 4,11 9,95
22,73 23,82 2,04 23,27 39,11 5,72 4,17 11,54
По качественным характеристикам выделено три вида проб: крупные куски
(диаметр более 20 мм), мелкая фракция (диаметр 2,0-20 мм) и «пена» (диаметр
< 2 мм). Из табл. 1 видно, что крупные, ненарушенные куски угля имеют невы-
сокую концентрацию ПМЦ. В мелкой фракции концентрация ПМЦ максималь-
ная. Концентрация ПМЦ в «пене» наименьшая, что дает основание предполо-
жить о химическом взаимодействии парамагнитных центров с водой.
Значение показателя kпасс для крупных кусков минимально, а для мелкой
фракции несколько выше, что является следствием механического дробления
угля и его истирания при выходе из скважины.
Минимальное время протекания процесса у наиболее нарушенных проб -
«пены» и мелкой фракции, максимальное - у проб состоящих из крупных кус-
ков.
Значения показателя предельная сорбционная способность угольного веще-
ства Q для проб этого пробоотбора достаточно близки, но при этом фракция в
виде «пены» имеет минимальное значение этого показателя.
Влияние парамагнитных молекул кислорода при повышении давления на
ПМЦ системы сопряженных связей в угле интенсивнее, чем на свободные ра-
дикалы периферийных групп. Это можно объяснить действием молекул кисло-
рода на систему сопряженных связей, обусловливающим изменения характера
электронных взаимодействий. При этом не исключается возможность внедре-
ния кислорода между отдельными конденсированными ароматическими слоями
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №117
157
макромолекул угольного вещества [6].
Результаты лабораторных исследований угольных проб, отобранных в обра-
ботанной гидродинамическим воздействием зоне пласта по восстанию на рас-
стояниях 30, 60 и 90 м от устья скважины, представлены в табл. 2.
Таблица 2 - Результаты исследований угольных проб, отобранных в зоне
гидродинамического воздействия на расстояниях 30, 60 и 90 м по восстанию пласта
Р
ас
ст
о
я
н
и
е
о
т
ш
тр
ек
а
д
о
м
ес
та
о
тб
о
р
а
п
р
о
б
,
м
У
го
л
ь
н
ая
п
ач
к
а
В
ы
х
о
д
л
ет
у
ч
и
х
в
ещ
ес
тв
V
d
a
f ,
%
З
о
л
ь
н
о
ст
ь
A
d
,
%
К
П
М
Ц
N
а
х
1
0
1
9
,
г-
1
k п
ас
с
,
%
П
о
ст
о
я
н
н
ая
в
р
ем
ен
и
п
р
о
те
к
а-
н
и
я
п
р
о
ц
ес
са
Т
N
,
c
П
р
ед
ел
ь
н
ая
со
р
б
ц
и
о
н
н
ая
сп
о
со
б
н
о
ст
ь
Q
,
м
л
/г
Ш
и
р
и
н
а
л
и
н
и
и
Δ
Н
,
э
И
зм
ен
ен
и
е
ш
и
р
и
н
ы
л
и
н
и
и
k Δ
H
,
%
30
верхняя 11,86 1,65 1,19 13,45 18,89 3,40 2,46 4,50
нижняя 12,13 10,90 1,14 12,75 15,04 3,09 2,50 5,23
60
верхняя 11,58 1,70 1,18 12,48 29,42 3,15 2,50 4,54
нижняя 12,86 5,81 1,23 13,38 21,62 3,50 2,32 5,61
90
верхняя 12,83 13,45 1,15 13,13 22,07 3,23 2,36 6,51
нижняя 12,32 11,29 1,34 13,31 17,29 3,81 2,43 3,19
Ранее проведенными исследованиями [7] были установлены средние значе-
ния кинетических параметров переходного процесса взаимодействия угля и га-
за, представленные в табл. 3.
Таблица 3 - Средние значения кинетических параметров взаимодействия угля и газа
верхней и нижней пачек пласта i3
1
Место
отбора
угольных
проб
Концентрация
ПМЦ N
a
x10
19
,
г
-1
Относительное
изменение ин-
тенсивности
сигнала kпасс, %
Постоянная
времени проте-
кания процесса
TN, с
Исходная
ширина сигнала
ΔНисх, мТл
верхняя пачка 3,6 52,2 103,0 0,73
нижняя пачка 3,7 49,3 74,6 0,74
Общеизвестно, что внезапный выброс сопровождается выносом угольного
вещества с повышенным содержанием парамагнитных центров. Установлено,
что при проведении гидродинамического воздействия в вынесенном струей во-
ды угле концентрация парамагнитных центров, примерно, в три раза меньше по
сравнению с первоначальными значениями. Этот факт объясняется тем, что мо-
лекулы ископаемых углей склонны к деструкции разных типов, в том числе и к
окислительно-гидролитической под влиянием воды, растворов щелочей, орга-
нических растворителей. Гидролиз углей приводит к разрыву различных связей
и изменению компонентного состава. Свободные радикалы участвуют в реак-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №117
158
циях фрагментации, о чем свидетельствует изменение сигнала ЭПР. Под дейст-
вием циклических динамических воздействий так же происходит деструкция
углеродных связей в ароматическом ядре молекулы угля. Ароматическая и
алифатическая составляющие упрощаются, снижается молекулярная масса [8].
Показатель kпасс свидетельствует о том, что структура угольного вещества силь-
но нарушена в результате гидродинамического воздействия. Это подтверждает-
ся существенным снижением значения постоянной времени протекания про-
цесса TN по сравнению со средним по пробоотбору. В нарушенном внешним
воздействием угольном веществе процесс стабилизации сигнала ЭПР протекает
быстрее.
Необходимо так же отметить аномально низкую предельную способность
угольного вещества Q при высоком проценте активных, способных к сорбци-
онному взаимодействию ПМЦ. Этот факт является подтверждением химиче-
ского взаимодействия свободных радикалов угля с водой и продуктами ее гид-
ролиза.
Исходя из вышеизложенного можно заключить, что в процессе гидродина-
мического воздействия часть свободных радикалов вступает во взаимодействие
с молекулами воды и продуктами ее гидролиза, образуя устойчивые соедине-
ния, и этим снижает концентрацию ПМЦ в угле.
Выводы. На основании проведенных лабораторных исследований можно
сделать следующие выводы:
1. Гидродинамическое воздействие запускает процесс взаимодействия
свободных радикалов и молекул воды, в результате которого образуются
устойчивые соединения, что приводит к уменьшению концентрации ПМЦ в
угольном веществе, снижению его предельной сорбционной способности и
повышению проницаемости, а, следовательно, к увеличению объема выхода
метана из угля.
2. Показатель постоянная времени протекания процесса TN характеризует
нарушенность угольного пласта и может быть использован для оценки длите-
льности процесса сорбционно-десорбционного взаимодействия после измене-
ния давления в системе «уголь-газ».
3. Показатель kΔH отражает процентное содержание в общей массе ПМЦ тех
парамагнитных центров, природа которых обусловлена системой сопряженных
конденсированных ароматических и ациклических структур.
–––––––––––––––––––––––––––––––
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ковалева, И.Б. Особенности структурных и диффузионных кинетических характеристик углей
в зонах газодинамических явлений / И.Б. Ковалева, Е.А. Соловьева // Геотехническая механика: Ме-
жвед. сб. науч. тр./ ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2002. – Вып. 34. – С. 182-186.
2. Suggate, R.P. Carbon NMR of coals: the effects of coal type and rank / R.P. Suggate,
W.W. Dickinson // Int. J. of Coal Geology. - 2004. - 57. - P. 1-20.
3. Гончаренко, В.А. Автоматизация процесса обработки и расчета сорбционных и структурных
свойств угля, определяемых методом ЭПР / В.А. Гончаренко, А.В. Бурчак, В.В. Котляров // Науковий
вісник НГАУ. - 2001. - №4. - С. 69-71.
4. А.с. 1679325 СССР, МКИ
4
G01N 24/10. Способ анализа углей методом ЭПР / А.С. Поляшов,
А.В. Бурчак, В.Е. Забигайло, Н.И. Насос (СССР). - № 4691698 ; заявл. 03.03.92 ; опубл. 25.08.92, Бюл.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №117
159
№ 12. - 3 с.
5. Лукинов, В.В. Генерация метана из угля и возможности ее оценки методом электронного па-
рамагнитного резонанса / В.В. Лукинов, В.А. Гончаренко, А.В. Бурчак // Горный информационно-
аналитический бюллетень. – 2000. – №8. – С. 85-86.
6. Саранчук, В.І. Хімія і фізика горючих копалин / В.І. Саранчук, В.В. Ошовський, Г.О. Власов. -
Донецьк: Східний видавничий дім, 2003. - 201 с.
7. Интенсификация дегазации 23 восточной уклонной лавы пласта l3
1
шахтоуправление «Суходо-
льское-Восточное» способом гидродинамического воздействия на угольный пласт : отчет о НИР :
№495-167/05-6-КУО / ИГТМ НАН Украины ; рук. Софийский К.К. ; исполн. : Силин Д.П. [и др.]. -
Днепропетровск, 2008. - 43 с.
8. Алексеев, А.Д. Физика угля и горных процессов / А.Д. Алексеев. – К.: Наукова думка, 2010. –
423 с.
–––––––––––––––––––––––––––––––
REFERENCIS
1. Коvaleva, I.B. and Solovyev, E.A. (2002), “Features of structural and diffusive kinetic descriptions of
coals are in the areas of the gas-dynamic phenomena”, Geotekhnicheskaya Mekhanika [Geo-Technikal Me-
chanics], no. 34, pp. 182-186.
2. Suggate, R.P., and Dickinson, W.W. (2004), “Carbon NMR of coals: the effects of coal type and
rank”, Int. J. of Coal Geology, no. 57, pp. 1-20.
3. Goncharenko, В.А., Burchak, A.V. and Kotlyarov, V.V. (2001), “Automation of process of treatment
and calculation of сорбционных and structural properties of coal, determined the method of EPR”, Naukovyi
visnyk Natsionalnoho hirnichoho universytetu, no. 4, pp. 69-71.
4. Polyashov, A.S., Burchak, A.V., Zabigaylo, V.E., Nasos, N.I., copyright certificate, 1679325 МКI
4
G01N 24/10, Method of analysis of coals the method of EPR - № 4691698 ; statement. 03.03.92 ; printed
25.08.92, bulletin № 12. - 3.
5. Lukinov, V.V., Goncharenko, V.A. and Burchak, A.V. (2000), “Generation of methane from coal and
possibility of its estimation the method of electronic paramagnetic resonance”, Gornyu informatsionno-
analyticheskiy byulleten, no. 8, pp. 85-86.
6. Saranchyk, V.І., Oshovskiy, V.V. and Vlasov, G.A. (2003), Chіmіya і phіzika gоryuchikh kopalyn
[Chemistry and physics of combustible minerals], Skhidnyi vydavnychyi dim, Donetsk, Ukraine.
7. Sofiyskiy, K.K. (2008), Intensifikatsya degasatsii 23 vostochnoy uklonnoy lavy plasta l3
1
shachtoupravlenie «Sukhodolskoe-Vostochnoe» sposobom gidrodinamicheskogo vozdeystviy na ugolnyu
plast [Intensification of degassing 23 east slope lavas of layer l3
1
mine management «Sukhodolskoye-
Vostochnaya», IGTM NAS of Ukraine, Dnepropetrovsk, Ukraine.
8. Alexeev, A.D. (2010), Fizika uglya i gornykh protsesov [Physics of coal and mountain processes],
Naukova dumka, Kiev, Ukraine.
–––––––––––––––––––––––––––––––
Об авторах
Московский Олег Викторович, аспирант, начальник добычного участка ОП «Шахта им. Ф.Э.
Дзержинского» ГП «Дзержинскуголь», Дзержинск, Украина, gpdu@inbox.ru.
Гаврилов Вячеслав Иванович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, стар-
ший научный сотрудник отдела ПТПРУМ, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова
НАН Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, gawrilov.slawick@yandex.ru.
About the author
Moskovskiy Oleg Viktorovich, Doctoral of Student, head of the mine site SE «Mine name by F.E.
Dzerjinskiy» SE«Dzerzhynskvugillia» Dzerzhynsk, Ukraine, gpdu@inbox.ru.
Gavrylov Vyacheslav Yvanovych, Candidate of Technical Sciences (Ph.D.), Senior Researcher, Senior
Researcher of Department of Undegroud Coal Mining Technology, M.S. Poliakov Institute of Geotechnical Me-
chanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine,
gawrilov.slawick@yandex.ru.
mailto:gpdu@inbox.ru
mailto:gawrilov.slawick@yandex.ru
mailto:gpdu@inbox.ru
mailto:gawrilov.slawick@yandex.ru
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №117
160
–––––––––––––––––––––––––––––––
Анотація. В статті наведено результати лабораторних досліджень кінетичних параме-
трів взаємодії вугілля і газу на вугільних пробах, відібраних з пласта i3
1
ш/у «Суходольсь-
ке-Східне» з природною газоносністю 22,5-27 м
3
/т с.б.г.м. в процесі проведення гідроди-
намічної дії методом ЕПР. Важливою методичною відмінністю проведених робіт є перехід
від оцінки інтенсивності сигналу по особливих точках спектру до оцінки за площею під
кривій поглинання СВЧ енергії. Це дозволило врахувати зміну ширини сигналу (ΔΝ) і фо-
рми кривої при розрахунку концентрації парамагнітних центрів (КПМЦ). В результаті ана-
лізу отримані дані про вплив гідродинамічної дії на концентрацію парамагнітних центрів у
вугіллі різних фракцій, розподіл граничної сорбційної здатності вугільної речовини по дов-
жині обробленої зони. Встановлено, що в результаті гідродинамічної дії у вугіллі знижується
зміст активних, здібних до взаємодії з метаном парамагнітних центрів, внаслідок чого зни-
жується гранична сорбційна здатність вугільної речовини і підвищується його газопроник-
ність, а, отже, збільшується об'єм виходу метану з пласта. Для оцінки тривалості процесу со-
рбційно-десорбційної взаємодії запропоновано показник постійна часу протікання процесу
TN, що характеризує нарушенність вугільного пласта.
Ключові слова: кінетичні параметри, гідродинамічна дія, високочастотна енергія, пара-
магнітні центри, сорбційна здатність, газопроникність.
Abstract. The article shows the results laboratory research of the kinetic parameters of the in-
teraction of coal and gas in the coal samples taken from the seams i3
1
mine management
"Sukhodolskoye-Vostochnaya" with natural gas content 22,5-27 m
3
/per ton of dry ash-free basis in
the process of hydrodynamic impact by EPR. An important methodological difference spent works
is to move from estimation of the signal intensity in the singular points of the spectrum to the esti-
mation of the area under the curve of the absorption of microwave energy. This would allow for
variation in the width of the signal (ΔH) and the waveform in the calculation of the concentration of
paramagnetic centers (CPMC). An analysis of the data on the impact of hydrodynamic impact on
concentration of paramagnetic centers in coal of different fractions, the distribution of maximum
sorption capacity of coal substance in length treated zone. Was established that as a result of hydro-
dynamic impact in decreasing content of active carbon, capable of reacting with methane paramag-
netic centers, resulting in decreased sorption capacity limit coal matter and increases its gas perme-
ability, and thus increasing the volume of methane from coals seam.
To estimate the duration of the process of sorption-desorption interactions proposed measure
the time constant of the process TN, characterized by a disturbance of the coal seam.
Keywords: kinetic parameters, hydrodynamic impact, high-energy, paramagnetic centers, sorp-
tion capacity, gas permeability.
Статья поступила в редакцию 01.11.2014
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук К.К. Софийским
Сб 117 ПВ.pdf
PutAuthorsHere
OLE_LINK2
bookmark1
bookmark0
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-137313 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T11:36:09Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Московский, О.В. Гаврилов, В.И. 2018-06-17T10:15:53Z 2018-06-17T10:15:53Z 2014 Влияние гидродинамического воздействия на газонасыщенность угольного пласта / О.В. Московский, В.И. Гаврилов // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2014. — Вип. 117. — С. 153-160. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137313 622.831.622:831.325 В статье приведены результаты лабораторных исследований кинетических параметров взаимодействия угля и газа на угольных пробах, отобранных из пласта i₃¹ ш/у «Суходольское-Восточное» с природной газоносностью 22,5-27 м³ /т с.б.г.м. в процессе проведения гидродинамического воздействия методом ЭПР. Важным методическим отличием проведенных работ является переход от оценки интенсивности сигнала по особым точкам спектра к оценке по площади под кривой поглощения СВЧ энергии. Это позволило учесть изменение ширины сигнала (ΔН) и формы кривой при расчете концентрации парамагнитных центров (КПМЦ). В результате анализа получены данные о влиянии гидродинамического воздействия на концентрацию парамагнитных центров в угле разных фракций, распределение предельной сорбционной способности угольного вещества по длине обработанной зоны. Установлено, что в результате гидродинамического воздействия в угле снижается содержание активных, способных к взаимодействию с метаном парамагнитных центров, в результате чего снижается предельная сорбционная способность угольного вещества и повышается его газопроницаемость, а, следовательно, увеличивается объем выхода метана из пласта. Для оценки длительности процесса сорбционно-десорбционного взаимодействия предложен показатель постоянная времени протекания процесса TN, характеризующий нарушенность угольного пласта. В статті наведено результати лабораторних досліджень кінетичних параметрів взаємодії вугілля і газу на вугільних пробах, відібраних з пласта i₃¹ ш/у «Суходольське-Східне» з природною газоносністю 22,5-27 м³ /т с.б.г.м. в процесі проведення гідродинамічної дії методом ЕПР. Важливою методичною відмінністю проведених робіт є перехід від оцінки інтенсивності сигналу по особливих точках спектру до оцінки за площею під кривій поглинання СВЧ енергії. Це дозволило врахувати зміну ширини сигналу (ΔΝ) і форми кривої при розрахунку концентрації парамагнітних центрів (КПМЦ). В результаті аналізу отримані дані про вплив гідродинамічної дії на концентрацію парамагнітних центрів у вугіллі різних фракцій, розподіл граничної сорбційної здатності вугільної речовини по довжині обробленої зони. Встановлено, що в результаті гідродинамічної дії у вугіллі знижується зміст активних, здібних до взаємодії з метаном парамагнітних центрів, внаслідок чого знижується гранична сорбційна здатність вугільної речовини і підвищується його газопроникність, а, отже, збільшується об'єм виходу метану з пласта. Для оцінки тривалості процесу сорбційно-десорбційної взаємодії запропоновано показник постійна часу протікання процесу TN, що характеризує нарушенність вугільного пласта. The article shows the results laboratory research of the kinetic parameters of the interaction of coal and gas in the coal samples taken from the seams i₃¹ mine management "Sukhodolskoye-Vostochnaya" with natural gas content 22,5-27 m³ /per ton of dry ash-free basis in the process of hydrodynamic impact by EPR. An important methodological difference spent works is to move from estimation of the signal intensity in the singular points of the spectrum to the estimation of the area under the curve of the absorption of microwave energy. This would allow for variation in the width of the signal (ΔH) and the waveform in the calculation of the concentration of paramagnetic centers (CPMC). An analysis of the data on the impact of hydrodynamic impact on concentration of paramagnetic centers in coal of different fractions, the distribution of maximum sorption capacity of coal substance in length treated zone. Was established that as a result of hydrodynamic impact in decreasing content of active carbon, capable of reacting with methane paramagnetic centers, resulting in decreased sorption capacity limit coal matter and increases its gas permeability, and thus increasing the volume of methane from coals seam. To estimate the duration of the process of sorption-desorption interactions proposed measure the time constant of the process TN, characterized by a disturbance of the coal seam. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Влияние гидродинамического воздействия на газонасыщенность угольного пласта Вплив гідродинамічної дії на газонасиченість вугільного пласта Influence hydrodynamic impact on gassy coal seams Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние гидродинамического воздействия на газонасыщенность угольного пласта Московский, О.В. Гаврилов, В.И. |
| title | Влияние гидродинамического воздействия на газонасыщенность угольного пласта |
| title_alt | Вплив гідродинамічної дії на газонасиченість вугільного пласта Influence hydrodynamic impact on gassy coal seams |
| title_full | Влияние гидродинамического воздействия на газонасыщенность угольного пласта |
| title_fullStr | Влияние гидродинамического воздействия на газонасыщенность угольного пласта |
| title_full_unstemmed | Влияние гидродинамического воздействия на газонасыщенность угольного пласта |
| title_short | Влияние гидродинамического воздействия на газонасыщенность угольного пласта |
| title_sort | влияние гидродинамического воздействия на газонасыщенность угольного пласта |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137313 |
| work_keys_str_mv | AT moskovskiiov vliâniegidrodinamičeskogovozdeistviânagazonasyŝennostʹugolʹnogoplasta AT gavrilovvi vliâniegidrodinamičeskogovozdeistviânagazonasyŝennostʹugolʹnogoplasta AT moskovskiiov vplivgídrodinamíčnoídíínagazonasičenístʹvugílʹnogoplasta AT gavrilovvi vplivgídrodinamíčnoídíínagazonasičenístʹvugílʹnogoplasta AT moskovskiiov influencehydrodynamicimpactongassycoalseams AT gavrilovvi influencehydrodynamicimpactongassycoalseams |