Книга: Пучков Л. А., Сластунов С. В., Коликов К. С. «Извлечение метана из угольных пластов»

Серия: "Горные науки"

Рассмотрены основные факторы, определяющие интенсивность и степень извлечения угольного метана из неразгруженных угольных пластов. Представлены способы активного воздействия на углегазоносные пласты с целью изменения их газодинамических свойств, технологические схемы, параметры и применяемое оборудование. Приведены результаты аналитических, лабораторных и шахтных исследований газодинамики и структуры угольного пласта в зонах активного воздействия. Изложены результаты поисковых экспериментальных работ и промышленного внедрения этих способов, определена их эффективность и область применения. Даны рекомендации по использованию новых технологий извлечения угольного метана при подготовке угольных месторождений к безопасной и эффективной разработке.
Для инженерно-технических работников топливно-энергетического комплекса, специалистов научно-исследовательских и проектных организаций угольной промышленности.

Содержание:

Введение...... 5 Глава 1. Состояние проблем угольного метана...... 11 Глава 2. Принципы технических и организационных решений по извлечению и использованию угольного метана...... 19 2. 1. Метан угольных пластов...... 30 2. 2. Принципиальные подходы к повышению эффективности извлечения и использования шахтного метана...... 30 2. 3. Направления использования шахтного метана...... 39 2. 3. 1. Использование кондиционных метановоздушных смесей...... 39 2. 3. 2. Использование некондиционных метановоздушных смесей ......... 41 2. 3. 3. Примеры использования шахтного метана...... 42 2. 3. 4. Экономическая эффективность использования каптируемого метана...... 42 2. 4. Специализированные бассейновые структуры по решению проблем метанобезопасности...... 52 Глава 3. Структура угольного пласта и особенности извлечения угольного метана...... 57 3. 1. Структура угольного пласта...... 59 3. 2. Особенности извлечения угольного метана...... 65 3. 3. Основные уравнения фильтрации газа в блочно-трещиноватой среде...... 69 3. 3. 1. Основные уравнения фильтрации газа...... 69 3. 3. 2. Зависимость дебита газа скважины от времени ее эксплуатации. Прогнозный объем извлечения метана...... 75 3. 4. Определение параметров блочно-трещиноватой среды с целью повышения дебита скважин па глубоких горизонтах...... 81 3. 4. 1. Основные параметры блочно-трещиноватой среды...... 84 3. 4. 2. Определение параметров блочно-трещиноватой среды с помощью скважин, пробуренных с поверхности...... 84 3. 4. 3. Определение параметров блочно-трещиноватой среды с помощью контрольных подземных скважин...... 88 3. 4. 4. Определение радиуса воздействия...... 91 3. 4. 5. Определение трещинной пористости...... 91 3. 4. 6. Определение фиктивной пористости блоков...... 92 3. 4. 7. Определение общих параметров...... 93 Глава 4. Инженерное управление газогидродинамическим состоянием углегазоносного массива...... 95 4. 1. Способы управления газовыделением...... 97 4. 1. 1. Способы дегазации источников газовыделения...... 100 4. 1. 2. Перспективный анализ способов дегазации...... 109 4. 2. Заблаговременная дегазация угольных пластов путем гидровоздействия на них...... 114 4. 3. Аналитическая модель процесса гидравлического расчленения угольного пласта...... 121 4. 3. 1. Основные уравнения движения жидкости по угольному пласту в процессе гидрорасчленения...... 122 4. 3. 2. Компьютерная реализация задачи...... 130 4. 3. 3. Анализ производственных результатов гидрорасчленения угольных пластов...... 137 4. 3. 4. Описание работы программы поиска оптимальных параметров угольного пласта...... 139 4. 3. 5. Определение физических параметров угольного пласта на основе сопоставления теоретической модели с производственными результатами гидрорасчленения...... 140 4. 4. Совершенствование способа гидрорасчленения угольного пласта...... 143 4. 5. Гидровоздействие на угольный пласт...... 150 4. 5. 1. Механизм увлажнения угольного пласта в режиме фильтрации...... 153 4. 5. 2. Эффективность гидровоздействия в режиме фильтрации ....... 156 4. 5. 3. Эффективность гидрорасчленения угольных пластов без освоения и эксплуатации скважин...... 158 4. 6. Влияние глубины залегания пласта на эффективность и технологию активного воздействия...... 163 4. 7. Обоснование и выбор перспективных рабочих агентов для интенсификации газовыделения...... 166 4. 8. Каскадная обработка пластов...... 169 4. 9. Пневмовоздействие па угольный пласт...... 177 4. 10. Тепловое воздействие на угольный пласт...... 180 4. 10. 1. Тепловое флюидовоздействие...... 180 4. 10. 2. Термохимическое воздействие...... 185 4. 11. Циклическое гидрорасчлеиение с использованием газообразного азота...... 190 4. 12. Гидрорасчленение угольных пластов с использованием сжиженного азота...... 193 4. 13. Воздействие на газонасыщенный пласт в режиме кавитации...... 194 4. 13. 1. Теоретические предпосылки технологии...... 194 4. 13. 2. Технология и параметры воздействия...... 197 4. 14. Гидрорасчленение химически вспенивающимися рабочими жидкостями...... 199 4. 14. 1. Сущность технологии...... 199 4. 14. 2. Выбор рабочих агентов и результаты лабораторных исследований...... 199 4. 14. 3. Рекомендуемые технологические схемы...... 205 4. 15. Воздействие на пласт химически активными веществами...... 206 4. 16. Гидроимпульсное воздействие с использованием пороховых генераторов давления и горюче-окислительных составов...... 207 4. 17. Комплексный метод дегазации с использованием гидрорасчленения и пластовых скважин...... 214 4. 18. Дегазация разгруженного массива вертикальными скважинами...... 217 4. 19. Комплексное рассмотрение единой системы «вентиляция - дегазация» при обеспечении безопасности горных работ...... 220 Глава 5. Газогидродинамика неразгруженного угольного пласта в зонах инженерного воздействия...... 231 5. 1. Динамика газовыделения и прогноз газоносности угольного пласта...... 233 5. 2. Динамика газовыделения из скважин при избыточном давлении газа на устье...... 243 5. 3. Аккумуляция метана в зонах заблаговременной дегазации...... 246 5. 4. Изменение коллекторских свойств угольного пласта в процессе освоения скважин...... 251 5. 5. Устойчивость трещин, раскрываемых в процессе активного воздействия...... 256 5. 6. Газодинамическое состояние и фильтрационные свойства угольного пласта...... 261 5. 7. Совершенствование методов оценки параметров угольного пласта в зонах активного воздействия...... 267 5. 8. Разработка комплексного метода диагностики газодобывающих скважин для отработки параметров их эксплуатации и интенсификации газовыделения...... 272 Глава 6. Опыт извлечения метана из угольных пластов...... 283 6. 1. Внедрение комплекса гидродинамических и пневмогидродинамических воздействий на поле шахты им. Ленина...... 285 6. 2. Методика работ по оценке эффективности заблаговременной дегазации...... 291 6. 2. 1. Методика определения границ зоны гидрорасчленения по натурным исследованиям...... 294 6. 2. 2. Методика исследований по определению критерия контроля эффективности способа для снижения выбросоопасности пласта...... 296 6. 3. Снижение газообильности очистных забоев в зонах заблаговременной дегазационной подготовки...... 297 6. 4. Снижение выбросоопасности угольных пластов в зонах заблаговременной дегазационной подготовки...... 306 6. 5. Оценка эффективности заблаговременной дегазационной подготовки на поле шахты им. Ленина...... 316 6. 6. Некоторые выводы из опыта гидрорасчленения угольных пластов Карагандинского бассейна...... 318 6. 7. Перспективные направления развития технологии...... 330 6. 7. 1. Методы оценки коллекторских свойств и перспективные направления выделения зон повышенной газопроницаемости...... 332 6. 7. 2. Интенсификация извлечения газа из углепородного массива через скважины сложного профиля...... 341 6. 8. Опыт дегазации при подработке сближенного мощного пласта на шахте «Стахановская»...... 345 Глава 7. Аспекты утилизации угольного метана...... 353 7. 1. Принципы конструирования эффективных технологических схем извлечения метана с учетом его утилизации...... 355 7. 2. Использование метана...... 360 7. 3. Утилизация метана на шахтах Карагандинского бассейна...... 362 Заключение...... 368 Список литературы...... 370

Издательство: "Московский государственный горный университет" (2002)

ISBN: 5741800602