Способ определения объема газа и пор в породе Советский патент 1981 года по МПК G01N29/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ГАЗА И ПОР В ПОРОДЕ

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано для прогнозирования внёзап ных выбросов соли и газа на калийных шахтах посредством определения объема газа и заключавшего его объема пор и контроля изменчивости этих параметров при продвигании забоя выработки. Известен высоковакуумный метод из влечения газов из соляных пород |1 позволяющий комбинировать метод повторного растворения с проведением опыта в высоком вакууме. Способ заключается в полном растворении 100 г измельченной породы конденсатом паров насыщенного раствора поваренной соли в вакуумированном пространстве Вследствие этого из породы газы вцце ляются и собираются в специальной колбе, после чего измеряется их количество. Недостатком данного способа является то, что он может быть использован только в лабораторных условиях а для своей реализации требует специального оборудования и большого объема времени на каждую отдельную пробу. Кроме того, способ не позволяет произвести определение объема пор, в которых заключается газ. Известен также способ оценки остаточной газоносности , заключаю- щийся в определении количества микровключенных газов в массиве по частоте разрывов пленки пленкообразукяцей жидкости на поверхности воды. Сущность способа заключается в том, что пробу буровой мелочи укладывают на промежуточное сетчатое дно и в нее помещают несколько капель пленкообразующей жидкости. Стакан закрывают крышкой с микрофоном и в стакан заливают роду, которая растйоряет пробу и поднимает вверх пленку из пленкообразующей жидкости.Газ, выделившийся из соляной породы при растворении, всплывает отдельными мелкими пузырьками, формируется под пленкой на поверхности воды в более крупные пузырьки и прорывают пленку, создавая звуковой импульс, который регистрируется прибором. По количеству импульсов за промежуток времени растворения определяют количество газов в пробе. Недостатком данного способа является то, что вследствие прилипания какой-то части мелких газовых пузырьков к пленке при определении суммарного количества газов получаем больШую погрешность. Перед началом опы та требуется тщательный подбор толщ ны пленки и ее состава. Наряду с этим, данный способ также не позвол ет произвести определение объема закрытых пор. Целью изобретения является повышение эффективности борьбы с внезап ными выбросами соли и газа на калий ных шахтах посредством контроля изменчивости объема газа и закрытых пор в породе. Поставленная цель достигается тем, что в способе определения объе ма газа и пор в породах, включающем растворение проб, после окончания растворения регистрируют величину отклонения давления внутри прибора барометрического (), а объем га в закрытых. порах (VT,r) и объем закрытых пор (з,П определяют по сле дующим соотношениям 4.( -5П П J объем воздуха внутри прибора величина отклонения давления воздуха от барометрического барометрическое давлениеобъемжидкости (раст рителя); объем породы; соответственно вес и плотность растворам Гу - удельный вес породы (fj - растворимость газа-, р - плотность газа; N) - вес породы. Способ осуществляется следующим образом. Отбирается проба породы и исследуемой области соляного масси ва весом не более 200 г, измельчается и просеивается на двух ситах отверстия верхнего сита 5 мм, а ни него - 3 мм. С нижнего сита отбира ся проба весом не более 100 г.Проб просушивают в термостате при темпе ратуре 100 - 105°С и из нее меркой объемом 30 см отбирают 3-5 проб. Пробы взвешивают на аналитических весах с точностью 0,001 г и получают вес N. внутрь прибора заливается отмеренное мерным цилиндром количество жидкости V известной плотности. Внутренняя полость прибо ра соединяется с образцовым моновакуумметром, измеряющим отклонение давления в пределах i200 мм сп. ст с точностью не менее 0,5 мм сп.ст. ,Прибор герметизируется таким образо что давление внутри прибора в начал ный момент равно. Затем с помощью насоса прибора,- цилиндр которого оттарирован с точностью 0,1 см внутренний объем прибора уменьшается или же увеличивается на величину ДУ (mb const) и при этом снимается отклонение давления ii Р Определяет ся по закону Бойл -Мариотта объем воздуха.внутри прибора, заполненного жидкостью. Затем в прибор помещается проба породы NP, которая временно изолируется от контакта с жидкостью и, в соответствии со сказанным выше,определяется объем воздуха внутри прибора, заполненного жидкостью и пробой породы. Далее из объема воздуха, полученного в первом случае, вычитают объем воздуха,полученный во втором случае V и получают объем воздуха, вытесненного пробой, который будет численно равен объему пробы Далее внутри прибора выравнивают насосом давление до барометрического при загерметизированном приборе.Проба объемом V опускается в воду объемом V-.( и полностью растворяется. Окончание растворения регистрируется по установившемуся значению отклонения (ЛР), которое записывается в журнал. Прибор открывается и производится определение веса раствора NP и известным методом, например, пикнометрическим, определяется его плотность Тр. По известным весу И плотности раствора, воды и весу породы определяют расчетом удельный вес породы (Ту} Значения и р известны и берутся из справочной литературы. По формулам (1) (2) расчет ным путем или же по специальной номограмме определяют J у к J Для получения среднего значения , в данной области массива необходимо растворить остальные пробы и определить среднее значения V. . и Vg,. Аналитико-экспериментальным методом заранее определяются величины Vap и V,, для выбросоопасных зон массива различных пластов, используемые в качестве эталона. Полученные значения 1у и сравнивают с эталонными значениями и определяют состояние массива вблизи точки отбора пробы. Поскольку в одной и той же пробе мы определяем объем газов и пор,что в конечном итоге повышает надежность Прогноза. Использование данного способа позволяет в одной и той же пробе определить объем пор и объем заключенных в порах газов, что другими методами не достижимо. Способ позволяет вести определение этих параметров более быстро,поскольку на растворение одной пробы необхо.димо 5-10 мин и с минимальным приборным обеспечением. Формула изобретения Способ определения объема газа и пор в породе, по которому растворяют пробы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффекти ности борьбы с внезапными выбросами соли и газа на калийных шахтах поср ством контроля изменчивости объема газа и закрытых пор в породе,после окончания растворения регистрируют величину отклонения давления внутри прибора от барометрического (i.uP, а объем газа в закрытых порах () и объем закрытых пор (Van) определяют по следующим соотношениям -(г Vjn-Vn - объем воздуха внутри прибора , см р - величина отклонения давления, мм.сп.ст Pw - барометрическое давление, мм.сп.ст объем жидкости (растворителя) , смЗ| объем породы, вес раствора, г, плотность раствора, г/см удельный вес породы, г/см; раствоворимость газа, b/lOO см плотность газа г/100 см вес породы, г. Источники информации, ятые во внимание при экспертизе .Посмелова Э.Н. и др. алсокоумный метод извлечения газов из ных пород. Труды ВНИИГ, вып. 66, 1975, с. 24-32. .Авторское свидетельство СССР аявке 2592720/18-25, G 01 V 9/00, 1978 (прототип).