Таткеева Г.Г.

Карагандинский государственный технический университет

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИРОДНОЙ И ОСТАТОЧНОЙ

ГАЗОНОСНОСТИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Проблема повышения эффективности дегазации разрабатываемых угольных пластов для горнодобывающих предприятий Карагандинского региона, на сегодня весьма актуально. Назрела необходимость в решении теоретических и прикладных задач этого направления, что позволит повысить безопасность ведения горных работ и одновременно позволит развить промышленное освоение метана, как альтернативного топлива для местных источников электроэнергии. В Казахстане уже созданы и опробованы на практике технология получения электроэнергии с использованием метана полученного при разработке угольных месторождений на территории Карагандинской области. Разработаны технологии, позволяющие повысить степень извлечения метана из угольных пластов, что обеспечивает его использование в промышленных масштабах. На практике используются различные способы повышения метановыделения угольного пласта, которое достигается механическим вибрационным, пневмо- и гидродинамическим (с помощью воды, пульпы или специальных растворов) воздействием на пласты, стимулирующим повышенную газоотдачу углей. Данные технологии позволят улучшить экологическую обстановку в промышленно развитых регионах и существенно удешевить стоимость энергоносителей. Актуальность направления метаноразработки соответствует одному из основных приоритетов науки Республики Казахстан и направлено на развитие технологии угле водородного и горно-металлургической секторов.

Одним из направлений решения данных задач является повышение уровня дегазации и точности установления метаноотдачи разрабатываемых угольных пластов. Определение природной и остаточной газоносности угольных пластов осуществляется за счет более полного установления влияния геологогеофизических факторов угольного пласта и горных пород.

Ожидаемый технический результат разработанных нами метода определения природной и остаточной газоносности угольных пластов, заключается в повышении эффективности дегазации. Данный способ отличается простотой и достоверностью, обеспечивает безопасность ведения горных работ при освоении угольной разработки.

Поставленная цель решается за счет повышения уровня дегазации и точности расчетов с учетом следующих параметров: угла падения угольного пласта, расстояния до нижележащего угольного пласта, числа вышележащих угольных пластов, электрического сопротивления аргиллита и песчаника, залегающих в непосредственной кровле угольного пласта, содержания фюзинита в угле, естественной радиоактивности аргиллита, угля, пород, непосредственной кровли и почвы угольного пласта. С учетом выше приведенных параметров определим величину природной газоносности угольного пласта, по предложенной нами формуле:

W=-5+0,6√11-0,037б-0,031б+0,15n+0.09F+

+√ Y_АР1/ Y_у +0,25 Q_АР+3,4 U_КР1/ U_Р -1.6 Q_h/ Q_АР1 , м³/тгм (1)

где – g газоносность угольного пласта, м³/тгм;

Н – глубина залегания угольного пласта, м;

б – угол падения угольного пласта, град;

d – расстояние до нижележащего угольного пласта, м;

h – число вышележащих угольных пластов;

F – содержание фюзинита в угле, %;

Y_АР1; Y_у - естественная радиоактивность соответственно аргиллита и угля, мкр/ч;

U_КР1;U_Р-естественная радиоактивность, соответственно пород непосредственной кровли и почвы угольного пласта, мкр/ч;

Q_АР1; Q_h - электрическое сопротивление, соответственно аргиллита и песчаника, измеренные градиент-зондом, Ом м.

На практике данный метод осуществляют следующим образом. Снимают каротажную диаграмму по скважине (рисунок 1). Затем с каротажной диаграммы определяют глубину залегания угольного пласта, угол падения пласта, расстояние до нижележащего угольного пласта по нормали, число вышележащих угольных пластов, замеряют значение электросопротивления аргиллита и песчаника, замеряют значение естественной радиоактивности угля, аргиллита и пород непосредственной кровли и почвы, а искомую величину природной газоносности пласта, вычисляют по вышеприведенной формуле (1).

Данный метод был опробован и реализован с учетом вышеприведенных параметров выражения (1) при дегазации разрабатываемых угольных пластов с определением природной и остаточной газоносности угольных пластов К-6 на шахте им. «Костенко» Карагандинской области. Искомая величина газоносности угольного пласта К-6 равна 11,3 м³/т. На чертеже приведена каротажная диаграмма скважины №2376 поля шахты им. «Костенко» Карагандинской области, иллюстрирующая совокупность геолого-геофизических факторов угольного пласта и вмещающих горных пород, необходимую для наиболее точного определения величины газоносности угольного пласта. Все признаки, необходимые для определения газоносности, сведены в таблицу 1.

Таблица 1

Н, м	град,	н, м	h, штук Г,%	ар., Ом*м	h/ар	UКР1/UР	UКР1/UР	м^3/т
324	53	100	4 57	116	1,5	0,2	1,96	11,0

Величина газоносности 11,0 м³/т, определенная предлагаемым способом, сопоставима с результатами газового опробованиям по этой скважине по данным ГКН-2-57 (12 м³/т), ВК-54 (11,0 м³/т) и газового каротажа (10,5 м³/т).

Таким образом, данный метод прост и сопоставим по точности с результатами газового опробования, что позволяет без существенных затрат определять газоносность угольных пластов по любой каротируемой скважине.

Рисунок 1