Особенности формирования техногенных коллекторов при разработке угольных месторождений
Рассматриваются закономерности формирования техногенных коллекторов в разрабатываемом горном массиве, позволяющие прогнозировать образование в массиве зон с различной проницаемостью горных пород. Эти зоны отличаются как количественными показателями абсолютных значений проницаемости, так и наличием с...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2011
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99653 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Особенности формирования техногенных коллекторов при разработке угольных месторождений / А.В. Анциферов, Е.Д. Ходырев // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 8. — С. 48-52. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99653 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Анциферов, А.В. Ходырев, Е.Д. 2016-05-01T16:22:08Z 2016-05-01T16:22:08Z 2011 Особенности формирования техногенных коллекторов при разработке угольных месторождений / А.В. Анциферов, Е.Д. Ходырев // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 8. — С. 48-52. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99653 622.231 Рассматриваются закономерности формирования техногенных коллекторов в разрабатываемом горном массиве, позволяющие прогнозировать образование в массиве зон с различной проницаемостью горных пород. Эти зоны отличаются как количественными показателями абсолютных значений проницаемости, так и наличием существенной анизотропии фильтрационных свойств горных пород вдоль главных направлений. Учет особенностей этих зон позволяет определять локализацию шахтного метана в подработанном горном массиве и оптимизировать систему дренажных мероприятий по его добыче и утилизации. Regularities related to the formation of maninduced reservoirs in rock mass being undermined are considered. The regularities described make it possible to predict zones of considerably different permeability within rock mass. These zones are different both by qualitative characteristics of permeability values and by occurrence of essential anisotropy of rock filtration characteristics along the main directions .Correction for features of these zones allows localizing accumulation of mine methane in undermined rock mass and improving a system of drainage measures for its production and recovery. ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Особенности формирования техногенных коллекторов при разработке угольных месторождений Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Особенности формирования техногенных коллекторов при разработке угольных месторождений |
| spellingShingle |
Особенности формирования техногенных коллекторов при разработке угольных месторождений Анциферов, А.В. Ходырев, Е.Д. |
| title_short |
Особенности формирования техногенных коллекторов при разработке угольных месторождений |
| title_full |
Особенности формирования техногенных коллекторов при разработке угольных месторождений |
| title_fullStr |
Особенности формирования техногенных коллекторов при разработке угольных месторождений |
| title_full_unstemmed |
Особенности формирования техногенных коллекторов при разработке угольных месторождений |
| title_sort |
особенности формирования техногенных коллекторов при разработке угольных месторождений |
| author |
Анциферов, А.В. Ходырев, Е.Д. |
| author_facet |
Анциферов, А.В. Ходырев, Е.Д. |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| publisher |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| format |
Article |
| description |
Рассматриваются закономерности формирования техногенных коллекторов в разрабатываемом горном массиве, позволяющие прогнозировать образование в массиве зон с различной проницаемостью горных пород. Эти зоны отличаются как количественными показателями абсолютных значений проницаемости, так и наличием существенной анизотропии фильтрационных свойств горных пород вдоль главных направлений. Учет особенностей этих зон позволяет определять локализацию шахтного метана в подработанном горном массиве и оптимизировать систему дренажных мероприятий по его добыче и утилизации.
Regularities related to the formation of maninduced reservoirs in rock mass being undermined are considered. The regularities described make it possible to predict zones of considerably different permeability within rock mass. These zones are different both by qualitative characteristics of permeability values and by occurrence of essential anisotropy of rock filtration characteristics along the main directions .Correction for features of these zones allows localizing accumulation of mine methane in undermined rock mass and improving a system of drainage measures for its production and recovery.
|
| issn |
1996-885X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99653 |
| citation_txt |
Особенности формирования техногенных коллекторов при разработке угольных месторождений / А.В. Анциферов, Е.Д. Ходырев // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 8. — С. 48-52. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT anciferovav osobennostiformirovaniâtehnogennyhkollektorovprirazrabotkeugolʹnyhmestoroždenii AT hodyreved osobennostiformirovaniâtehnogennyhkollektorovprirazrabotkeugolʹnyhmestoroždenii |
| first_indexed |
2025-11-24T23:33:39Z |
| last_indexed |
2025-11-24T23:33:39Z |
| _version_ |
1850500438877536256 |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 8, 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 8, 2011
48
УДК 622.231
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ
КОЛЛЕКТОРОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ УГОЛЬНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Анциферов А. В., Ходырев Е. Д.
(УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина)
Рассматриваются закономерности формирования техно-
генных коллекторов в разрабатываемом горном массиве, позво-
ляющие прогнозировать образование в массиве зон с различной
проницаемостью горных пород. Эти зоны отличаются как коли-
чественными показателями абсолютных значений проницаемо-
сти, так и наличием существенной анизотропии фильтрацион-
ных свойств горных пород вдоль главных направлений. Учет осо-
бенностей этих зон позволяет определять локализацию шахтно-
го метана в подработанном горном массиве и оптимизировать
систему дренажных мероприятий по его добыче и утилизации.
Regularities related to the formation of man-induced reservoirs
in rock mass being undermined are considered. The regularities de-
scribed make it possible to predict zones of considerably different
permeability within rock mass. These zones are different both by qua-
litative characteristics of permeability values and by occurrence of es-
sential anisotropy of rock filtration characteristics along the main di-
rections .Correction for features of these zones allows localizing ac-
cumulation of mine methane in undermined rock mass and improving
a system of drainage measures for its production and recovery.
Метан донецкого региона связан с углесодержащими гор-
ными комплексами, проницаемость которых, как правило, на 2-3
порядка ниже, чем на известных традиционных газовых место-
рождениях. Поэтому эффективность его добычи на участках, не
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 8, 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 8, 2011
49
подверженных влиянию горных работ, прежде всего, связана с
проблемами искусственного повышения проницаемости газосо-
держащих структур. Среди достаточно перспективных способов
добычи газа в таких условиях можно отметить современные ме-
тоды бурения без промывочных жидкостей, использование буре-
ния так называемых латеральных скважин, способы баротерми-
ческой обработки скважин или различное сочетание перечислен-
ных методов. Однако все эти способы являются чрезвычайно до-
рогостоящими и малоизученными в условиях Донбасса и требу-
ют серьезного научного, экономического и технологического
анализа.
С другой стороны более чем полувековой опыт УкрНИМИ в
изучении напряженно-деформированного состояния массива по-
род при ведении горных работ позволил к настоящему времени
сформулировать ряд положений, послуживших основой для раз-
работки расчетных методов для решения задач об оценке техно-
генных изменений фильтрационных свойств горных пород в зо-
нах влияния очистных выработок [1]. При решении вопросов
промышленной добычи сопутствующего метана именно эти зоны
и представляют наибольший интерес, т.к. в них происходит мно-
гократное (на несколько порядков) увеличение проницаемости
горных пород. Реакция газоносных комплексов на появление ис-
точников их возмущения зависит от разнообразных природных
факторов (геологических, фильтрационных и горнотехнических).
Важнейшей характеристикой фильтрационных свойств гор-
ных пород является коэффициент проницаемости. Он связывает
вектор средней скорости фильтрации с вектором градиента дав-
лений. Эти два вектора в трещиновато-пористых средах не явля-
ются коллинеарными, и поэтому проницаемость имеет выражен-
ный тензорный характер и, как всякому тензору второго ранга,
ему соответствуют три главных направления и три главных зна-
чения. Для слоистых массивов горных пород тензор проницаемо-
сти отвечает случаю трансверсальной изотропии относительно
оси, нормальной к напластованию.
При необратимых деформациях характер проницаемости
определяется двумя составляющими, одна из которых отвечает
упругим процессам и определяется раскрытием существующих
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 8, 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 8, 2011
50
трещин, а другая соответствует необратимым изменениям. Об-
щая проницаемость определяется конкуренцией этих составляю-
щих. В итоге зависимость проницаемости от напряжений стано-
вится сложной и неоднозначной. Именно такой сложный и неод-
нозначный характер изменения проницаемости при деформиро-
вании массива от до предельного к запредельному состоянию
фиксируется в экспериментах. Сравнение теоретических и экспе-
риментальных данных [2] свидетельствует о том, что теория мас-
сопереноса в подработанных горных породах при аналитических
решениях вопросов дегазации учитывает в достаточной мере все
качественные зависимости и порядки величин. При отмечающем-
ся большом разбросе экспериментальных данных о необратимых
деформациях, можно считать удовлетворительным и количест-
венное согласие в определении весьма различающихся фильтра-
ционных показателей углепородного массива.
Столь детальное внимание особенностям фильтрационных
свойств трещиноватых горных пород уделяется по той причине,
что именно тензорный характер проницаемости решающим обра-
зом сказывается на эффективности той или иной системы дегаза-
ции.
Особенности техногенных изменений проницаемости гор-
ных пород в зонах влияния очистных выработок для трансвер-
сально-изотропных трещиноватых сред заключаются в возникно-
вении существенной анизотропии вдоль главных направлений,
когда количественные показатели абсолютных значений прони-
цаемости в плоскости напластования – Кх и по нормали к напла-
стованию – Ку резко различаются. Отношение этих величин ха-
рактеризует степень анизотропии фильтрационных свойств мас-
сива и определяет интенсивность массопереноса вдоль главных
осей. Отработка угольных пластов приводит к формированию
трех отличных друг от друга зон на участках массива подрабо-
танных и надработанных горных пород (рис. 1). Учет особенно-
стей этих зон весьма важен при осуществлении подземной дега-
зации.
В зоне 1 (см. рис.1) величина упомянутого отношения
меньше единицы. Эта зона приурочена к зоне концентрации на-
пряжений и характеризуется очень низкими абсолютными значе-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 8, 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 8, 2011
51
ниями проницаемости. Скважины, пробуренные в этой зоне
весьма неэффективны.
В зоне 2 отношение Кх/ Ку приблизительно равно единице.
Это зона полного обрушения подработанных горных пород. Она
характеризуется хаотической трещиноватостью и очень больши-
ми абсолютными значениями проницаемости. В этой зоне преоб-
ладает плоскопараллельный поток газа в сторону выработанного
пространства, а мощность радиального потока к скважинам зна-
чительно ниже.
1 – зона концентрации напряжений;
2 – зона хаотической трещиноватости;
3 – зона существенной анизотропии проницаемости.
Рис. 1. Техногенные изменения проницаемости горных по-
род
Скважины, пробуренные в зоне 2, как правило, эффективны
лишь в очень короткий период времени. Они характеризуются
значительными дебитами газа и высокой концентрацией метана в
извлекаемой смеси в момент прохода лавой оси скважины и рез-
ким падением концентрации метана при отходе забоя на 20-40 м
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 8, 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 8, 2011
52
от скважины. Это явление связано с нарушением целостности
скважин, попадающих в зону полного обрушения горных пород.
Если скважины достаточно длинны, то они могут дренировать
изолированные от горных выработок слабопроницаемыми поро-
дами газоносные участки массива. Разрушение таких скважин
приводит к дополнительному притоку газа в выработанное про-
странство, что весьма нежелательно при решении вопросов обес-
печения безопасности ведения горных работ.
В зоне 3 величина отношения Кх/ Ку может в десятки и бо-
лее раз превосходить единицу. Эффективность скважин, пробу-
ренных в этой зоне, достаточно велика. При этом наиболее про-
изводительными будут скважины, пробуренные в зоне макси-
мальных величин рассматриваемых соотношений.
Приведенная оценка техногенных изменений фильтрацион-
ных свойств горных пород имеет место в определенном сечении,
расположенном на незначительном расстоянии от забоя лавы. По
мере отхода лавы (более 100 м) от рассматриваемого сечения и с
началом процесса восстановления горного давления контраст-
ность анизотропии проницаемости в различных зонах становится
менее выраженной и меняется конфигурация границ между ними.
Однако разработанная методика по определению этих зон позво-
ляет с достаточной для практики точностью прогнозировать ха-
рактер этих изменений и разрабатывать оптимизированную сис-
тему эффективной дегазации.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Справочное пособие. Расчетные методы в механике горных
ударов и выбросов.– М.: «Недра», 1992,– 256 с.
2. Об источниках наследственного типа в задачах переноса /
Линьков А.М., Ходырев Е.Д. // ДАН СССР, 1988, т. 302 № 2.
– С. 280 – 283.
|