Спосіб визначення типу геодинамічного явища у вугільному пласті

Способ определения типа геодинамического явления в угольном пласте, включающий отбор проб, определение сорбционной способности угля в пробах в течение промежутка времени и ее изменения и идентификацию типа геодинамического явления по изменению сорбционной способности угля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что отбор проб угля производят из ненарушенной и подвергнувшейся геодинамическому разрушению зоны пласта, пробы высушивают и насыщают метаном, после чего регистрируют спектры ЯМР обеих проб сразу после насыщения метаном, через четыре часа и через сутки после насыщения, определяют интенсивность широких и узких линий спектров, их отношение, строят графики изменения этих отношений, в течение времени измерений, при отношении интенсивностей узкой и широкой линий спектра ЯМР пробы из ненарушенной зоны равном отношению интенсивностей пробы из нарушенной зоны и совпадении изменения их скоростей, явление относят к обрушениям пласта, а при отношении интенсивности пробы из ненарушенной зоны, превышающем в два и более раза отношение интенсивностей из нарушенной зоны, а скорости их изменения менее, чем в два раза, явление относят к внезапным выбросам. со Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для установления точного типа геодинамического явления, происшедшего при подземной разработке газоносного угольного пласта. Установление точного вида геодинамического явления, в особенности если оно произошло впервые на пласте, имеет важное значение для правильного выбора мероприятий по борьбе с ним. Методы борьбы с различными видами геодинамических явлений, неодинаковы. Для предотвращения внезапных выбросов предназначены способы, основанные на разгрузке и дегазации угольного массива, опережающая выемка защитных пластов, бурение разгрузочно-дегазационных скважин, образование полостей (щелей), гидроотжим или гидрорыхление пласта. А применение таких способов на пластах, сложенных мягкими, сыпучими углями, может привести к возникновению внезапных обрушений угля. Задача изобретения состоит в том, чтобы повысить точность определения типа ге О 19118 одинамического явления, происшедшего на газоносном угольном пласте. Данная задача решается тем, что в способе определения типа геодинамического явления, происшедшего в угольном пласте, основанном на определении сорбционной способности угля, производят отбор проб угля из ненарушенной и подвергнувшейся газодинамическому разрушению зон пласта, высушивают, дегазируют, насыщают метаном, а затем регистрируют спектр ЯМР обеих проб сразуїпосле насыщения метаном, через четыре часа и через сутки после насыщения, определяют интенсивности широких и узких линий спектров, их отношение, строят графики изменения этих отношений в течение времени, при этом если .отношение интенсивностей узкой и широкой линий спектра ЯМР пробы из ненарушенной зоны равно отношению интенсивностей из нарушенной зоны, а скорости их изменения совпадают, считают, что произошло обрушение, а если отношение интенсивностей ненарушенного в два и более раз больше отношения интенсивностей нарушенного угля, а скорость изменения меньше - считают, что произошел выброс. Сущность данного технического решения поясняется чертежом, где приведены графики изменения отношений интенсивностей узкой (И) и широкой (Іг) линий спектра ЯМР проб угля из ненарушенной и подвергнувшейся газодинамическому разрушению зон пласта. Способ определения типа газодинамического явления, происшедшего на газоносном угольном пласте, осуществлялся следующим образом. На шахте "60 лет Украины" с пласта Прасковиевский отобрали.разом пробы угля, подвергнувшегося геомеханическому разрушению. Для сравнения взяли контрольные пробы угля из ненарушенной зоны этого же пласта (целика). Полученный уголь предварительно измельчался до фракции 0,3-0,4 мм, после этого высушивался, дегазировался и помещался в тонкостенные стеклянные пробирки диаметром 3 мм. Пробирки с углем помещались в систему высокого давления для насыщения их метаном. Давление н а ш щения метана было 30 атм (3 МПа). Образцы в системе выдерживали в течение 5 дней. Метанонасыщенные образцы по Очереди помещали в ЯМР спектрометр широких линий, на самописце которого фиксировали спектры ЯМР этих образцов. Спектр ЯМР представляет собой производную линии поглощения. Расстояние между двумя максимумами п© координатной оси X называется шириной линии А Н. Расстояние между эти 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ми же максимумами по координатной оси Y называется интенсивностью линии I. Ширина линии А Н несет информацию о геометрической структуре и подвижности молекул; I - интенсивность линии - характеризуют число ядер, участвующих в резонансе. Форма линии позволяет судить о группах резонирующих ядер, так как ядра в исследуемом веществе могут обладать различной подвижностью. На полученных спектрах уголь - метан разрешается на две линии, даваемые различными по подвижности ядрами водорода. Ядра, жестко фиксированные на месте по отношению к соседним ядрам структурные группы органической массы угля), дают ширину линии А Н-5,5-6э. Метан в угле находится в физически связанном состоянии, по сравнению со свободным метаном, так как молекулы метана как бы прилипают к адсорбционным центрам, совершая колебательные и трансляционные движения возле них. С увеличением количества заполнения подвижность молекул метана возрастает. Ширина л и н и и с о р б и р о в а н н о г о метана колеблется от 0.3 до 9 э (А Н зависит от марки угля, т е. А Н метана на порядок больше ширины линии от угля и эти две линии хорошо разрешимы. Поэтому, если получать спектры ЯМР от метанонасыщенных образцов, через определенное время можно проследить по уменьшению интенсивности узкой линии скорость дегазации метана из образцов угля. Интенсивность широкой линии (от угля) для данного образца остается неизменной. По зафиксированным спектрам ЯМР каждой проб угля (из ненарушенной и подвергнувшейся газодинамическому разрушению зон пласта) определяют интенсивности узкой И и широкой І2 линий спектров и их отношение И/І2. Затем от этих же проб через четыре часа и через сутки после насыщения вновь регистрируют спектры ЯМР, определяют интенсивность узкой и широкой линий спектра и вычисляют их отношение. По полученным данным строят график изменения величины отношения Іі/І2 во времени для каждой из проб. На чертеже представлены эти графики, где 1 - изменение отношения И/І2 пробы угля из ненарушенной зоны, а 2 - пробы угля из зоны, подвергнувшейся геодинамическому разрушению Сразу после насыщения метаном отношение интенсивностей Н/І2 угля из целика составило 7, а угля из ненарушенной зоны - 3,5. Через четыре часа это отношение у угля из целика составило 6, 8, а нарушен 19118 ного - 2,2. Через сутки соответственно - 5,5 суток уголь теряет практически весь метан. и 1,1. Так как сразу после насыщения отноУ обрушенного угля и угля из целика десоршение интенсивностей И/І2 из ненарушенбция происходит постепенно и только через ной зоны едва раза больше отношения И/І2 месяц уменьшается в два раза Это происугля из нарушенной, а скорость изменения ходит потому, что во время выброса с углем меньше, значит произошел выброс. Экспепроисходит механохимическая деструкция, риментально установлено, что для угля из в результате чего меняется поровый объем обрушенной зоны соотношение интенсиви количество адсорбционных центров в выностей И/І2 спектра ЯМР и скорость их изброшенном угле, а с обрушаемым углем ни-* менения во времени совпадают с этими же 10 каких изменений не происходит. При параметрами угля из целика. Хорошо видно, исследовании адсорбционных свойств углей что сорбционная способность выброшенноможно определить был это выброс или обруго угля в два раза меньше, чем обрушенного шение. Данный способ позволяет повысить угля и из целика. Кроме того, десорбция точность определения типа геодинамическометана в выброшенном угле происходит бы- 15 го явления, происшедшего в угольном пластро: уже через четыре часа количество месте за счет учета структурных изменений, тана в угле уменьшается вдвое, а через трое происходящих в угле время выброса. t сугки Упорядник Замовлення 4321 Техред М.Келемеш Коректор О. Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент', м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101