Способ оценки выбросоопасности угольных пластов Советский патент 1989 года по МПК E21F5/00 

дом (Ом-м), значение интенсивности естественного гамма-излучения /у (мкР/ч), значение интенсивности рассеянного гамма-излучения /,,„, (имп/мин), среднее значение диаметра скважины ср.(мм).

Для совместной обработки геофизических параметров, имеюш,их различную размерность, переходят к безразмерным параметрам путем их нормировки.

Затем по геофизическим параметрам опГазодинамическое состояние угольного пласта определяют по параметрам газогеохимической динамики десорбции тяжелых углеводородных газов при нарастающей, ступенчатой с равным временем каждой ступени термовакуумной дегазации проб угля, отобранных газокернонаборником при перебурке скважиной угольного пласта, при региональном прогнозе, или проб угля из свежих забоев, отобранных в подземных горределяют геостатическое и геодинамическое 0 ных выработках в стеклянные или метал- состояние пласта.лические емкости 0,5-1 л с герметизацией

Геостатическое состояние пласта описывают многомерным вектором, включающим значения абсолютных параметров формы по угольному пласту и значения абсолютных параметров по вмещающим породам в интервале их влияния (например, 30-50 м), отдельно в кровле и почве пласта по каждому литологическому типу пород.

на месте отбора, при текущем прогнозе зон выбросоопасности.

Затем определяют сумму компонент мноДегазацию отобранных проб производят стандартными методами на термовакуумном дегазаторе по трехступенчатой системе, например, при 22,60 и 100°С. Рабочий вакуум составляет 2-3 тор, время каждой ступени дегазации при фиксированной темгомерного вектора и сумму компонент его 20 пературе, например, I ч. Отобранные пробы средних значений и п.о их отнощению оп-газа на каждой ступени дегазации аналиределяют геостатический показатель неодно-зируют на серийных хроматографах. В пробе

родности толщи пород С. Показатель С ха-определяют процентное содержание тяжелых

рактеризует геостатическое поле литологичес- углеводородных газов от CiH до кой и фи зико-механической неоднородности ,. и их сумму. В этой же последовательнос- вмешающих пород в интервале их влия-ти из перечисленных признаков формируетния на угольный пласт. Это влияние обус-ся многомерный вектор отдельно для кажловлено в основном гравитационной нагруз-Дой ступени дегазации. Параметр, количесткой на пласт от веса пород.венно характеризующий газогеохимическую

Для оценки геодинамического состоя-динамику десорбции угля и отражающий

ния угольного пласта принимают геофизи- ЗО газодинамическое состояние пласта, газоческие параметры, определенные по наиболее крепкому и литологически однородному пласту породы мощностью не менее 5 м и входящему в интервал влияния. Причем эти параметры измеряют в центральной, верхней и нижней частях пласта.

Из полученных параметров формируют многомерный вектор. Затем определяют среднее значение параметров для верхней и нижней частей пласта и -сумму этих средних

динамический показатель выбросоопасности определяют по отнощению процентного содержания суммы тяжелых углеводородов в газовых пробах конечной ступени дегазации к их содержанию в начальной 25 ступени дегазации. При К. 3 считают, что угольный пласт имеет выбросоопасное газодинамическое состояние, а при К невыбросоопасное.

3 Комплексную оценку выбросоопасности

параметров, находят сумму абсолютных зна- 40 пласта определяют по комплексу рассчиГазодинамическое состояние угольного пласта определяют по параметрам газогеохимической динамики десорбции тяжелых углеводородных газов при нарастающей, ступенчатой с равным временем каждой ступени термовакуумной дегазации проб угля, отобранных газокернонаборником при перебурке скважиной угольного пласта, при региональном прогнозе, или проб угля из свежих забоев, отобранных в подземных гор ных выработках в стеклянные или метал- лические емкости 0,5-1 л с герметизацией

на месте отбора, при текущем прогнозе зон выбросоопасности.

газодинамическое состояние пласта, газодинамический показатель выбросоопасности определяют по отнощению процентного содержания суммы тяжелых углеводородов в газовых пробах конечной ступени дегазации к их содержанию в начальной ступени дегазации. При К. 3 считают, что угольный пласт имеет выбросоопасное газодинамическое состояние, а при К невыбросоопасное.

3 Комплексную оценку выбросоопасности

Изобретение относится к горной промети и м. б. исп().1ь;-;() при разработке иластов, склонн1)1х к Bui ianHbi.vi выбросам угля, породы и газа. Цель изобретения - повышение надежности определения выбро- гоопасности угольных пластов за счет ком- мексной оценки геостатического, геодинамического и газодинамического состояний угольного пласта и вмещающих пород. С поверхности бурят геологоразведочную скважину, определяют глубину залегания угольного и породных пластов и их мощность. Производят геофизический каротаж и определяют градиент-зондом и потенциал-зондом э.чектрическое сопротивление, интенсивность естественного и рассеянного гамма-излуче1 Изобретение относится к горной промышленности и быть использовано при разработке пластов, склонных к внезапным выброса.м угля, породы и газа. Цель изобретения - повышение надежности определения выбросоопасности угольных пластов за счет комплексной оценки геостатического, геодинамического и газодинамического состояний угольного пласта и вмещающих пород. Способ осуществляют следующим образом. НИИ, средний диаметр скважин. Отбирают пробы пород, угля и газа, определяют физико-химические и механические свойства пластов и параметры газогеохимической динамики десорбции тяжел: 1х углеводородов и по ним устанавливают геостатический показатель вмещающих пород. По геофизическим параметрам и газогеохимической динамике десорбции устанавливают геодинамический показатель (ГДП) состояния угольного пласта. По пробам определяют процентное содержание тяжелых углеводородов и их сумму и устанавливают ГДП выбросоопасности как отношение процентного содержания суммы тяжелых углеводородов конечной ступени дегазации к их содержанию в начальной ступени. При этом, если , то считают, что угольный пласт имеет выбросоопасное газодинамическое состояние, при - невыбросо- опасное. Комплексный показатель выбросоопасности определяют по ГДП и геостатическому показателям на основе теории статистических рещений. Устанавливают для комплексного показателя пороговое зна чение и при значении комплексного показателя, большем порогового, угольный пласт считают выбросоопасным. SS (Л N Oi О 00 со Oi С поверхности бурят геологоразведочную скважину, определяют глубину залегания угольного и породного пластов и их мощности. Угольный пласт перебуривают газо- кернозаборником с отбором пробы угля для последующих физико-химических определений. В скважине выполняют стандартный геофизический каротаж и определяют по угольному пласту и вмепхающим породам электрическое сопротив.1енне , измеренное градиент-зондом (Ом м), и электрическое сопротивление о, измеренное нотенциал-зон

чении параметров, измеренных в центральной части пласта, и отношение этих сумм (показатель ). Это отношение характеризует величину тектонического поля геоди- намическкх напряжений и деформации пласта на данном участке шахтного,поля.

Физический смысл принципа измерений параметров и расчет показателя Е основываются на известных особенностях деформирования свободной поверхности пород.

45

танных геостатических, геодинамических и газодинамических показателей (С, , ) на основе теории статических решений при оценке и проверке гипотез.

Решение задачи оценки выбросоопасности пласта по комплексу параметров сводится к следующему. Устанавливают статическую зависимость между параметрами С, Е, iCy путем расчета статических характеристик, корреляционного и факторного

где при продольном сжатии наибольшие Q анализа. При условии статической незави механические напряжения и деформациисимости параметров определяют порог их законцентрируются в центральной части пластависимости (а,-). Вычисляют средние значения

и снижаются до минимума в верхней и нижней частях. Поэтому, чем больше геодинамические напряжения, тем больший контраст в физико-механических и физико-хи- 55

и дисперсию параметров С, Е, К. Из теории статистических решений при оценке и проверке гипотез используем неравенство

мических свойствах наблюдается между центральной и периферийной частями мощности литологически однородного пласта.

1 - ta

-2j(Xi-а/ХК 3 V3N

5

танных геостатических, геодинамических и газодинамических показателей (С, , ) на основе теории статических решений при оценке и проверке гипотез.

Решение задачи оценки выбросоопасности пласта по комплексу параметров сводится к следующему. Устанавливают статическую зависимость между параметрами С, Е, iCy путем расчета статических характеристик, корреляционного и факторного

исимости (а,-). Вычисляют средние значения

и дисперсию параметров С, Е, К. Из теории статистических решений при оценке и проверке гипотез используем неравенство

1 - ta

-2j(Xi-а/ХК 3 V3N

где X/ - центрированные и нормированные средние значения экспериментальных данных; а/ - пороговые значения параметров

С, , /С ;

/ - значения статистики Стьюдента при

заданном уровне значимости; а - уровень значимости; N - объем выборки; К - коэффициент корреляции, при условии статистической независимости парамет/ -1. ров когда параметры статистически

зависимы, он равен детерминанту корреляционной матрицы параметров. При принятии 5% ошибки ,96.

В неравенство подставляют центрированные на среднее и нормированные на стандартное отклонение просуммированные значения показателей С, , /(„ , описывающие выбросоопасное состояние пласта.

Заключение «выбросоопасно дается, если вычисленное значение (левая часть неравенства) комплексного показателя SK равно или меньше рассчитанного порогового, (правая часть неравенства), которое зависит от заданного уровня значимости - объема данных. Если вычисленное значение комплексного показателя Бк превосходит пороговое, то принимается решение в пользу «невыбросоопасно.

Формула изобретения

Способ оценки выбросоопасности угольных пластов, включаюший поинтервальное бурение геологоразведочных скважин, отбор проб угля, определение глубины залегания угольного пласта и вмеш.ающих пород и их мощности, измерение в угольном пласте и вмещающих породах кажущихся электри0

ческих сопротивлений,радиоактивных

свойств и диаметра скважин, определение физико-химических характеристик угольного пласта и вмещающих пород и их лито- логического состава, геостатического показателя неоднородности пород и показателя поля геодинамических напряжений и деформаций и их пороговых значений, установление комплексного показателя выбросоопасности пласта и его критериальных значений, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности определения выбросоопасности угольных пластов за счет комплексной оценки геостатического, геодинамического и газодинамического состояний уголь5 ного пласта и вмешающих пород, последовательно на каждом интервале бурения скважин производят ступенчато дегазацию отобранных угольных проб, устанавливают в газовых пробах состав газов и процентное содержание суммы тяжелых углеводородов

0 на начальной и конечной ступенях дегазации угольных проб и по отношению процентного содержания суммы тяжелых углеводородов в газовых пробах конечной ступени дегазации к их содержанию в началь5 ной ступени дегазации определяют газодинамический показатель выбросоопасности зон пластов и его критериальные значения и при значениях газодинамического показателя больше или равного трем зону пласта оценивают выбросоопасной, причем комп0 лексный показатель выбросоопасности пластов устанавливают по сумме центрированных на среднее и нормированных на стандартное отклонение значений геостатического, геодинамического и газодинамического показателей состояния угольного пласта и

5 вмещающих пород и при полученном значении комплексного показателя меньше или равного его пороговому значению пласт относят к выбросоопасным.