Способ определения структуры угля угленосного пласта, содержащего газ Советский патент 1988 года по МПК E21B49/00 

ю

Изобретение относится к разработке угольных месторождений. Цель изобретения - снижение трудоемкости, повышение оперативности и надежности определения структуры угля. Для каждого забоя отбирают пробу свежеотбитого угля массой 0,5-1,5 кг и определяют по стандартной методике приведенный диаметр частиц угля. Затем отбирают новую пробу угля и просеивают ее через сито, диаметр ячеек которого равен приведенному диаметру, установленному ранее. В результате образуется надситовая и подситовая части пробы. Для исключения влияния временных параметров газовыделения из надситовой и подситовой частей пробы одновременно и за одинаковый отрезок времени определяют величину газовыделения. Взвешивают надситовую и подситовую части пробы и для них вычисляют величины приведенного диаметра, а показатель структуры угля определяют по математической ф-ле. Для ускорения проведения замеров показателя структуры угля в этом забое выравнивают обе части пробы по массе, одновременно герметизируют их в сосудах одинакового объема, а приведенный диаметр принимают постоянным. Это позволяет на порядок сократить время определения показателя структуры угля и довести его до 5-10 мин. 1 з.п. ф-лы. i (Л

4 СО

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке угольных пластов, содержащие газ, склонных к газодинамическим явлениям.

Цель изобретения - снижение трудоем- коати, повышение оперативности и надежности определения структуры угля.

Способ осуществляется следующим образом.

Отбирают пробу свежеотбитого угля, про- сецвают ее через сито с диаметром ячеек, который определяют предварительно для каждого забоя, из надситовой и подситовой частей пробы одновременно и за одинаковый отзезок времени определяют величину газо- вЫделения с последующим взвещиванием ка{ждой части пробы и вычислением для нЦх величины приведенного диаметра, при этЬм показатель структуры угля определяют по формуле

я а Icc Sk b

I 5

гЛе количество газа, выделившее- ся из надситовой и подситовой

частей пробы соответственно,

: вес надситовой и подситовой частей пробы соответственно, г приведенный диаметр надситовой и подситовой частей пробы, соответственно, мм; Уголь относят к 1 степени нарущеннос- ти при ,8, к II степени при 0,,8, к III степени при 0,.,4 и к IV и V степеням при ,2.

В последующих замерах показателя структуры угля в этом же забое отношение приведенных диаметров надситовой и подситовой частей проб принимают постоянным, обе части каждой пробы уравнивают по весу и одновременно герметизируют в сосудах одинакового объема, а показатель структуры угля определяют по формуле

, ЛР JlS

/- D

0 046Pg г о,г1 Я. D- ,

i ilEEs 9± 223pg

D -

d t

где Р - вес отбитого угля;

g - начальная газоносность угля;

D - приведенный диаметр отбитого угля;

а - показатель структуры угля;

t - время после отбойки. Из этих формул следует, что соотношение величин газовыделения из разных частей

0

5

0

5

0

5

0

5

где ЛР и ДВ; - прирост давления газа в сосуде с надситовой и подситовой частями пробы. Па. Для определения приведенного диаметра частиц отбитого угля их просеивают через сита с различным размером ячеек, взвещи- вают каждую фракцию угля, а затем диаметр рассчитывают по формуле:

Г) S°

4--§

d,o-t

где D - приведенный диаметр частиц отбитого угля, мм;

РО - общий вес частиц угля, г;

Р,- - вес частиц отбитого угля i-фрак- ции, г;

d, - диаметр частиц отбитого угля i-фракции, мм.

Из набора типовых сит выбирают сито с диаметром ячеек, ближайшим к приведенному диаметру.

При определении структуры угля в этом же забое из свежеотбитого рядового угля отбирают пробу угля весом 0,5-1,5 кг, что обусловлено с одной стороны, соображениями ее представительности и, с другой стороны, требованием соблюдения постоянства условий газовыделения из угля в разных пробах. Вес пробы должен быть достаточно большим, чтобы отражать нарущенность угля в области, соизмеримой с размерами мощности контролируемой угольной пачки, а не в отдельной точке этой пачки. Однако увеличение веса пробы угля ведет к тому, что интенсивность газовыделения из частиц угля начинает зависеть от диффузионных процессов внещнего массопереноса: частицы угля, находящиеся в метановой среде, начинают десорбироваться с внешней скоростью и это ведет к изменению закономерности кинетики газовыделения из газа, которая предполагается неизменной в предлагаемом способе.

Формула для определения показателя структуры угля получена следующим образом. Установлено, что величина газовыделения из отбитого угля описывается следующими формулами

при t 41 О мин, 4

J

55

при 10 мин Zt г:180 мин

одной и той же пробы угля не зависит от временных параметров газовыделения, т.е. времени начала определения величины газовыделения из каждой части пробы при условии одновременности начала определения газовыделения из них и времени ее продолжительности, и равно

Q R D

Q - газовыделение из надситовой и

подситовой частей пробы соот- ветственно;

PJ, и Р - вес надситовой и подситовой частей пробы соответственно;

Д иД -приведенный диаметр надситовой и подситовой частей пробы угля соответственно. Из этого соотношения и определяют показатель структуры.

Необходимость деления отобранной пробы угля на две части, каждая из которых характеризуется величиной приведенного диаметра частиц угля, обусловлена тем, что в способе при анализе свойств пробы угля используется относительная величина удельного газовыделения: отношение величины удельного газовыделения из одной части пробы к величине удельного газовыделения из другой части пробы. Это позволяет исключить из рассмотрения временные параметры газовыделения и тем самым обеспечить точность способа.

Уголь просеивают через сито с диаметром ячеек, равны.м ранее определенному для данного шахтопласта приведенному диаметру частиц отбитого угля, с целью достижения максимальной точности определения показателя нарушенности угля.

Исследования показали, что принятие постоянным отношения приведенных диаметров надситовой и подситовой частей пробы уменьшает точность способа, поэтому при первом замере показателя структуры угля величины этих приведенных диаметров подлежат непосредственному определению. Это снижает ошибку в определении показателя а до 8-10%.

Уравнение по весу надситовой и подситовой частей пробы и одновременная их герметизация в сосудах одинакового объема позволяет при постоянной величине отношения приведенных диаметров этих частей на порядок сократить время на определение показателя а в 2 раза снизить трудоемкость операции по его определению. С применением этих технологических приемов становится возможным показатель структуры угля определять непосредственно в забое за 5-10 мин.

Формула изобретения

р 0. R.

%ft

где Q,H Qj, - количество газа, выделившееся из надситовой и подситовой частей пробы,, соответственно,

Р и R. - вес надситовой и подситовой частей пробы, соответственно,г

Д.- приведенный диаметр надситовой и подситовой частей пробы, соответственно, мм.

.i/i6 %ft

где АВ,и AR - прирост давления газа в сосуде с надситовой и подситовой частями пробы, соответственно. Па.