Научная статья на тему 'Дегазация выбросоопасных пластов термосейсмоакустическим воздействием'

Дегазация выбросоопасных пластов термосейсмоакустическим воздействием Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
162
65
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАНА / ДЕГАЗАЦИЯ НЕРАЗГРУЖЕННЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ / ТЕРМОСЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Гончаров Е. В., Работа Э. Н., Лодус Е. В., Вьюников Л. Г.

В диапазоне теоретически обоснованных параметров частот колебаний термосейсмоакустического воздействия на газосодержащие пласты пород приведены результаты его лабораторных и натурных испытаний на шахтах Воркутинского месторождения. Установлена эффективность и безопасность процесса дегазации выбросоопасных угольных пластов с использованием такого источника вибрационного излучения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Гончаров Е. В., Работа Э. Н., Лодус Е. В., Вьюников Л. Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Дегазация выбросоопасных пластов термосейсмоакустическим воздействием»

_____________________________________ © Е.В. Гончаров, Э.Н. Работа,

Л.Г. Вьюников, Е.В. Лодус, 2009

УДК 622.831.325.3:622.267.52:[622.411.33]

Е.В. Гончаров, Э.Н. Работа, Л.Г. Вьюников,

Е.В. Лодус

ДЕГАЗАЦИЯ ВЫБРОСООПАСНЫХ ПЛАСТОВ ТЕРМОСЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ

В диапазоне теоретически обоснованных параметров частот колебаний термосейсмоакустического воздействия на газосодержащие пластыг пород приведены результаты его лабораторныгх и натурныгх испытаний на шахтах Воркутинского месторождения. Установлена эффективность и безопасность процесса дегазации выгбросоопасныгх угольныгх пластов с использованием такого источника вибрационного излучения.

Ключевые слова: извлечения метана, дегазация неразгруженныгхугольныгх пластов, термосейсмоакустическое воздействие.

Опережающая отработка защитных пластов общепризнанно является наиболее эффективной мерой борь-бы с горными ударами, внезапными выбросами угля (пород) и газа. Однако этот способ дорогостоящий и не всегда имеются в наличии угольные слои, пригодные для этой цели по своим геометрическим параметрам и положению относительно продуктивных пластов. Кроме этого эффективность опережающей отработки защитных пластов повышается при проведении заблаговременной дегазации угольных пластов и вмещающих пород впереди фронта очистных работ. Об актуальности проблемы извлечения метана из неразгруженных пластов отмечал В.В Гурьянов в докладе на симпозиуме «Неделя горняка» в 2001 г.[1].

В этой связи для обеспечения принудительной дегазации угольных пластов и вмещающих пород заслуживает внимания рассмотрение опыта применения способа акустического воздействия (АВ). [2-5].

Эффективность такого процесса в условиях жидкого флюида (нефтесодержащего) достигается действием ультразвуковых колебаний к которым относят частоты свыше 20 кГц, за счет повышения скорости фильтрации флюида (коллоидной системы) в резуль-

тате разрушения ее структурных связей в межфракционных образованиях, проявления кавитационных процессов в поровом пространстве и нагретой, среды [2-5].

Таблица 1 Параметры сред

№ п/п Параметры Жидкость Упругая среда

1 Плотность, кг/м 3 1000 2336

2 Удельная теплоемкость, Дж/(кг • град) 4200 650

3 Коэффициент теплопроводности, Вт/(м • град) 0,561 2,5

Скорость, м/с

4 Звука 1500 -

Волны: продольной - 3360

поперечной - 1650

Вклад в процесс механизма интенсификации нефтеотдачи, обусловленного нагревом среды при АВ оценен в работе [6]. В табл. 1 приведены параметры жидкой и упругой сред, принятые в расчетах. Выполненные конечно-разностные численные расчеты динамики температурного поля в окрестности скважины при частоте источника акустического излучения 20 кГц и мощности 1 кВт показали, что в результате непрерывного акустического воздействия источника в течение 3 часов температура повышается более чем на 8о С. А при длительном воздействии более 18 часов температура в окрестности скважины повышается на 10 - 14о С.

Сравнение рассчитанных температурных полей, возникающих при АВ и от теплового источника той же мощности показал, что при прогреве скважины тепловым источником в течение 18 часов температура на стенке скважины достигла 100о С, а его эффективная глубина (перпендикулярно оси скважины) составила «0,5 м. За те же 18 часов акустического воздействия распределение температурного поля стало более однородным, эффективная глубина составила «1 м, максимальная температура на стенке скважины 13 о С.

Кроме этого, из анализа результатов выполненных расчетов следует, что стабильная зона влияния от источника АВ распространяется равномерно по всем направлениям и на удалении 1 м от излучателя температура снизилась до 3 о С. Экспериментальными

данными [5] зафиксирован долговременный в несколько месяцев эффект повышения продуктивности скважин в результате акустического воздействия.

Анализ результатов расчетов позволяет сделать вывод, что применительно к дегазации неразгруженных угольных пластов и пород приемлем метод, основанный на газомеханических реакциях угля и пород при вибрационном на них воздействии. При этом параметры такого воздействия необходимо определять исходя из физикомеханических и сорбционных свойств газонасыщенных пород и поставленной цели их дегазации. Так, для предотвращения внезапных выбросов угля/пород и газа при разработке месторождений вибрационные характеристики излучателя должны быть в диапазоне обеспечения управляемого характера процесса дегазации и не должны быть стартовым ключом для развития процесса изменения физико-механического состояния среды в динамической форме. Для повышения газоотдачи продуктивных скважин газоносных месторождений рабочий диапазон этих характеристик должен определяться из других условий, менее строгих, чем для безопасной разработки выбросоопасных месторождений.

Таким методом, увязывающим в единую схему процессы сорбции - десорбции газа с развитием коллекторских свойств угольного пласта и вмещающих пород, может служить метод тер-мосейсмоакустического воздействия на газосодержащие пласты.

Ниже, на основании обобщения многочисленных натурных наблюдений, лабораторных экспериментов, испытаний физикомеханических свойств пород и разработанного авторами сейсмоа-кустического излучателя АКСИ, изложены основные исходные положения (принципы) к разработке теории управляемой дегазации угольных пластов и, в частности, для обоснования безопасного протекания дегазационных процессов в пластах угля и вмещающих породах при использовании этого метода.

Основные принципы.

1. Газы в углях и вмещающих породах удерживаются в порах, пустотах, трещинах в виде сорбированного газа и «свободного» газа не связанного с поверхностями сорбционными силами; находятся в растворенном состоянии и входят как результат химических реакций.

2. Поры и трещины с газом в угле и породе могут быть замкнутые и соединенные друг с другом в отдельные группы сетью

трещин. При сейсмоакустическом воздействии на поры и трещины происходит колебания перемычек между ними, объемы сопредельных пор попеременно снижаются и возрастают, а содержащийся в них свободный газ испытывает переменное сжатие и разряжение. В результате изменяется температура скелета пород и газа.

3. У дефектов на контуре пор и трещин в скелете пород в результате внешнего воздействия появляются, с повышением температуры, пластические зоны в которой формируется сеть микротрещиноватости, которые способствуют выделению связного газа.

4. Колебания температуры угля и газа вызваны циклическим изменением напряжений в перемычках и чередованием процессов сорбции метана углем в замкнутых порах и десорбции метана из внутренней поверхности этих пор. В процессе сорбции газа, температура угля понижается, а в процессе десорбции температура угля повышается с возрастанием свободного объема сорбента. Процесс дегазации угля из массива сопровождается периодическим изменением температуры угля в массиве.

5. Газопроницаемость газа из замкнутой поры угля или породы включает следующие стадии: сорбцию газа внутренней поверхностью поры, диффузию газа сквозь стенки пор и десорбцию газа с внешней стороны поры.

6. Приложение внешнего воздействия (напряжений) создает возможность накопления температурных изменений в угольном пласте. Таким образом, разрушение газонасыщенных углей на микроуровне обусловлено тепловыми флюктуациями, а внешние силы создают лишь направленность процесса.

7. Технологии дегазации пород при сейсмоакустическом на них воздействии должны базироваться на эффекте протекания термомеханических процессов в гетерогенной среде (угль - газ, порода - газ).

В соответствии с приведенными принципами необходимо установить параметры акустического воздействия на газосодержащие пласты угля пород, обеспечивающие реализацию механизма интенсивной десорбции газа из угольных пластов и пород с помощью скважинного термосейсмоакустического излучателя. Эти параметры могут быть установлены численным моделированием геомеха-нических процессов для конкретных горногеологических и горнотехнических условий проявления горного давления [7] или оцене-

ны аналитическими исследованиями. Ниже проведена такая оценка.

Представим элементарную перемычку между замкнутыми порами или трещинами в виде элементарной колебательной механической системы, закрепленной по торцам и обладающей свойством реакции на приложенную нагрузку F. К первичным параметрам системы относятся геометрические размеры поры/трещины, величины элементов массы m, упругости D (или гибкости C=1/D) и внутреннего трения R, соединенные по узловой схеме. Колебательный процесс в такой системе характеризуют механические величины: сила F, давление р, колебательная скорость

«-=* (1)

dt

где е - смещение точки перемычки в процессе колебания, при гармонических колебаниях

е= ет sin ®t, (2) где ет -

амплитуда смещения; ю - круговая частота колебаний. С учетом этого

е = ю ет cos ю1 (3)

Закон движения системы при свободных колебаниях описывается дифференциальным уравнением

d2 x ^dx

т—-x Ъ------Ъ R— = 0 (4)

dt2 C dt

Решение, которое соответствует гармоническому затухающему во времени колебательному процессу, определяется соотношением входящих в него параметров:

юо2 = 1/Cm; в = R/2m; ю = 7(ю о) “ Р , (5)

т

реализуется при р < ю0 или R < 2 J— (6)

и имеет вид:

е = (Fmo e-pt sin юt)/ ют. (7)

Здесь Fmo - начальная амплитуда приложенной силы F, ю -собственная круговая частота механической системы.

Период собственных колебаний системы T определяется выражением

T = 1/f, (8)

где f - частота собственных колебаний,

f= ю/2п, или - f = (mC)-0,5/2n. (9)

Из анализа решения уравнения (4) следует, что отношение скоростей свободных колебаний во временах, отстоящих друг от друга на один период, является величиной постоянной и независящей от времени. Механическую систему характеризует параметр (коэффициент) затухания р. Величина т0 = 1/ Р является постоянной времени. При Р < < ю0 исходя из (5) имеем

ю ~ ^=1//^ (10)

Свободные колебания механической системы затухают в соответствии с величиной параметра Р, определяемой по формуле (6). Если принять за окончание процесса колебаний колебание, составляющее от начальной амплитуды некоторую ее часть d < 1, то время протекания свободных колебаний можно определить по формуле

t = ln (1/d) /р. (11)

При амплитуде окончания колебаний, составляющее 1% от начальной, т.е. при d = 0,01, время протекания свободных колебаний, согласно (10), определяется зависимостью

t = 4,605/ р. (12)

Поглощенная энергия ER в сопротивлении R механической колебательной системы (перемычки поры) за период T будет

Er = 0,5T em2R, (13)

тогда мощность необратимых потерь Ра, поглощаемая активным сопротивлением , будет равна

Ра =0,5 em2R. (14)

В режиме вынужденных колебаний поведение механической системы связано с рядом свойств, которые устанавливаются в режиме свободных колебаний. Рассмотрим установившийся процесс колебаний, происходящих в системе под действием гармонической силы постоянной амплитуды

F= Fm sin юt. (15)

В этом случае можно пренебречь затухающей частью процес-

но (10) определяет приближенное значение собственной частоты свободных колебаний в механической системе, поэтому юр =юр.Частота юр, равная собственной частоте колебаний без потерь, является резонансной частотой.

Значения амплитудных сил Fml, Fm2, действующих на массовый и упругий элементы системы равны:

Fm1 = 8щ ют, Fm2 = ет /юС. При ю =ю0 имеем

Для частот из (17) имеем ю0 =2 в Q и f = в Q/л=0,32 в Q

Таким образом, при резонансе в перемычке пор или трещин, представленной механической системой в виде узлового соединения элементов массы и упругости, амплитуды действующих на элементы сил максимальны, равны друг другу и больше амплитуды, приложенной к системе силы Fm в Q раз. Коэффициент Q показывает, во сколько раз при резонансе возрастают силы Fm1 и Fm2. Согласно этому физическому смыслу коэффициент Q характеризует устойчивость перемычки пор/трещин в колебательном процессе.

Если приравнять значения предельной нагрузки Fпр и прогиба ипр, при котором разрушается квазиоднородный плоский образец, изготовленный из угля или вмещающей породы, к резонансной силе Fm и амплитуде, получим Fпр = Fm Qпр, откуда предельное значение коэффициента Qпр, при котором система разрушается, найдется из формулы

При изгибе процесс начала развития микротрещин на поверхности образца, противоположной поверхности приложения силы, начинается при нагрузке Fмтр ~ 0,25 Fпр. Отсюда значение Q, при котором развивается процесс десорбции, равен 0,25. Тогда из (17) соответствующее этому процессу значение частоты будет юодоп =0,5

са, тогда частота ю =юр =1Л/тС . Но это соотношение соглас-

Fm1 = Fm2 = ^т /R)

^т /R)Rp

(16)

Или

Fm1 = Fm2 = Fm Q, где Q = Ю0 /2 в. Или Q = 2л£ /2 в = л£ / в

(17)

в, а с учетом (6) имеем для круговой частоты ю0доп =0,5 2И/т или для частоты колебаний f =0,25 (2И/т)/ п=0,16 И/т.

Оценим допустимое значение частоты колебаний породы (угля) с замкнутыми порами и трещинами, при условии сохранения упругого деформирования перемычки пор/трещин при изгибающей нагрузке, не превышающей 0,5 предельной. Это условие принимаем за верхнюю границу, обеспечивающую безопасное протекание процесса термосейсмоакустического воздействия на угольный пласт или породу для их дегазации.

Итак, перемычка замкнутой поры (трещины) рассматривается как механическая система, состоящая из элементов массы т, упругости D и внутреннего трения R , соединенные по узловой схеме. С внешней стороны перемычки приложено равномерно распределенное по всей поверхности давление р, которое эквивалентно возбуждающей силе F, сосредоточенной в центре перемычки. Масса (т) и упругость (жесткость ф) перемычки определяются выражениями

где d - диаметр перемычки поры /трещины, h - ее толщина, р -плотность, и - коэффициент Пуассона.

Так как величина R практически не влияет на величины m и D данного элемента, (и если пренебречь активными потерями), то рассматриваемая механическая система ведет себя как упругость при условии

ю < ю0, а при ю > ю0, как масса. (19)

Так как согласно (5) ю02 = 1/Cm = ю02 = D/m, имеем следующие условия поведения механической системы:

ю2 << D/m, как упругость, а при ю2 > > D/m, как масса. (20)

При малых потерях, если D > 10 m<a2, (21)

то элемент перегородки поры можно считать условно «чисто» упругим, а при

«чисто» инерционным.

С учетом этого для колебания перемычки поры в упругом режиме, обеспечивающим развитие в ней сети микротрещин и диффузию через них газа, должно выполняться согласно (21) условие D > 10 тю2, или ю <ф/10т)0,5 ,

m = nd2ph/20 ; D =16,76 Eh3/ (1-u2)d2 ,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(18)

m > 10 D/ю2,

(22)

С учетом (18) для круговой частоты ю и частоты колебаний f имеем соответственно ю < 3,26 (Eh2/pd4 (1-и2))-0,5;

f < ю/2п =0,52 (Eh2/pd4 (1-и2))0,5. (23)

Найдем значения ю и f для угля со следующими параметрами замкнутой трещины Модуль упругости на растяжение Е = 2-103 МПа = 2^108 кг/м2; коэффициент Пуассона и =0,2; параметры замкнутой трещины d = 10 см = 0,1 м и h = 2 мм = 0,002 м; плотность перемычки р=200 кгс сек2/м4. После подстановки этих значений в зависимости (23), имеем

ю < 3,26(2-108-0,0022/200-0,014 (1-0,22))05=665,44 (Гц); (23) f < ю/2п =0,52^ 665,44 = 346 (Гц). (24)

Период собственных колебаний такой системы Т согласно (8) будет: Т = 1/346 = 0,0029. Время протекания свободных колебаний согласно (12) определяется зависимостью t = 4,605/ в. Тогда, с учетом (5) и (6) имеем

t = 4,605 С0,5/ т (25)

Практически для обеспечения безопасной дегазации пласта необходимо обеспечить чередование акустического воздействия с его прерыванием на время, определяемое формулой (25).

Лабораторные и натурные испытания скваженного термосейс-моакустического излучателя (рис. 1) по дегазации выбросоопасных пластов в условиях применения различных регио-нальных схем и специфики геодинамического состояния недр ряда угольных месторождений проводятся с 2006 года.

Результаты лабораторных испытаний термосейсмоакустиче-ского излучателя представлены на рис. 2. и работе [8].

В соответствии с полученными теоретическими выводами на шахтах Воркутинского бассейна опробовалась технология и техника с регулируемым спектром воздействующих частот в диапазоне 5-300 Гц и низкой энергетикой. В акте от 24 ноября 2006 г., подписанным Руководителя Федерального агентства по науке и инновациям С.Н. Мазуренко, рекомендуется «изделие сейсмоакустиче-ский излучатель АКСИ к внедрению на шахтах для встраивания в схемы искусственной дегазации, устранению газодинамических явлений, в том числе суфлярного типа и разгрузки (разупрочнения) горных пород».

Упомянутые работы были проведены в апреле 2006 г. на шахте «Воркутинская» на КШ 922-10 пл. Тройного, для чего были разработаны и поставлены 6 экземпляров скважинных сейсмоизлучателей типа АКСИ. Для обеспечения безопасности первые эксперименты были проведены на участке пласта, обуренном разгрузочно-

дегазационными скважинами. Кроме концентрации выходящего из скважин метана, проводились наблюдения за развитием процессов трещинообразования прибором «Ангел». Исследования показали, что эффективный радиус влияния широкополосного

Рис. 1. Общий вид скважинных тер- (с преоблаДанием низк°част°т-моизлучателей ного) спектра, низкоэнергетиче-

ского (амплитуда не более 0,150,22 мм, удельное давление не более 0,14 МПа, относительные деформации 10"9-10"10) составляет 10-15 м, на котором фиксировался рост концентрации метана даже в дегазированном массиве.

Ш. «Комсомольская». Обследовано и получен эффект в 78 скважинах. Параллельно проводились стендовые исследования процессов, формирующих трещинообразование и газоотдачу на крупногабаритных образцах угля (пл. Тройного) и конструктивных особенностей излучения низких частот специально изготовленного аналога АКСИ диаметром 20 мм. Сравнение данных стендовых испытаний с натуральными экспериментами, контролируемыми геофизическим оборудованием типа «Ангел», позволило объяснить положительные результаты, заключающиеся в повышении метаноотдачи, развитие трещинообразования, перераспределение максимумов зон опорного (повышенного) давления и позволило перейти к экспериментам на нетронутом склонном к динамическим и газодинамическим явлениям в массиве.

Рис. 2. Схема термосейсмоакустического излучателя АКСИ и диаграмма его рабочих частот при давлении воды (воздуха) 0,5 МПа

Экспериментом на пл. «Мощный» шахты «Комсомольская» подтверждена готовность конструкции АКСИ к опытнопромышленным исследованиям. Конструкция подтвердила простоту, безопасность и встраиваемость в технологические операции, проводимые на шахтах бассейна как для дегазационных работ, так и для снижения опасности газодинамических явлений. Подтверждены эффекты разгрузки массива за счет инициирования трещи-нообразования и интенсификации метанопритоков, наиболее эффективных в период работы АКСИ.

Испытания и опробование технологии установки по сейсмоа-кустическому воздействию на угольный массив было осуществлено также в скважинах, пробуренных с поверхности на газоносный угольный пласт на поле шахты «Чертинская» в Кузбассе. Основной целью испытаний являлась оценка остаточных фильтрационных свойств (проницаемости) и скин-эффекта после предварительной дегазации прискважинной обводненной области скважины, пробуренной на газоносный угольный пласт мощностью 4,7 м. Сейсмоа-кустическое воздействие осуществлялось посредством генерирования низкочастотных колебаний при продувке под давлением 15атм разогретого до 80 0С воздуха, подаваемого от компрессора через буровую штангу на сейсмоакустический излучатель. В период нагнетания наблюдалось движение штыба по скважине. Оценка фильтрационных свойств показала снижение водопроницаемости пород прискважинной зоны с КаМД=0,08 до 0,00638+0,00005 после воздействия. Вместе с тем, произошло существенное улучшение скин-фактора S с 2,48 до -3,63+0,05. Таким образом, были подтверждены факты геомеханического влияния низкочастотных, низкоэнергетических колебаний на фильтрационные свойства газоносных, метаносодержащих, обводненных пород.

Предварительные испытания позволили сделать выводы о том, что за время сейсмоакустической обработки угольного массива, производимой нагретым воздухом сначала происходит эффект увеличения трещиноватости и проницаемости массива, затем наступает его переформирование «с переупаковкой блоков», что приводит к увеличению однородности и снижению напряжений в присква-жинной зоне с одной стороны, а с другой к уменьшению проницаемости массива. Для оперативной оценки времени эффективного воздействия на массив сейсмоакустики необходимо периодическое, не реже 1 раза в час отслеживание изменения концентрации метана

при условии применения геофизических методов оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) угля, включая процессы его трещинообразования.

Испытания в шахтных условиях были продолжены на шахтах «Воркутинская» и «Комсомольская» ОАО «Воркутауголь» в мае 2006г. При этом основной целью исследований являлось испытание АКСИ в условиях зон повышенного горного давления (ЗПГД) и разгруженных от горного давления зонах.

Сейсмоакустические колебания на пласт «Тройной» в ЗПГД генерировались нагнетанием воздуха от компрессора давлением 6 атм. в течение 1 часа. Замеры газа показали волновое увеличение концентрации метана даже в дегазированном массиве в интервале от 30% до 300%. Вместе с тем, из-за перетоков метана из скважины в соседнюю скважину, наблюдалось его циклическое изменение, где рост сменялся уменьшением концентрации метана. В среднем прирост метана по 20 скважинам на шахте «Воркутинская» составил около 20%.

Испытания на шахте «Комсомольская», проводились на пласте «Тройной», при нагнетании в АКСИ воды давлением 20атм, в течение 1 часа (май 2006 г.) и на пласте «Мощный», при нагнетании в АКСИ воды давлением 15 атм, в течение 2 часов (декабрь 2006 г.). Массив угля до испытаний был разбурен разгрузочнодегазационными скважинами, которые были разрушены горным давлением. После проведения испытаний по пласту «Тройной» концентрация метана в разгруженных скважинах выросла с 0% до 1.4%. (Протокол от 03.06.2006 г.).

Испытания по пласту «Мощному» на шахте «Комсомольская» в декабре 2006 г. (Акт от 12 декабря 2006 г.). До начала работ в шпуре с АКСИ концентрация метана составляла 7%, в шпуре, пробуренном с отбором штыба, отмечена предельно допустимая концентрация напряжения оцененная по выходу буровой мелочи 5,6 л на 6 м бурения. В дальнейшем в этом шпуре осуществляли также контроль динамики газовыделения. Иллюстрацией динамики газовыделений служат данные табл. 2.

По завершении работ произведено бурение с отбором штыба до 8 м. Предельно допустимая концентрация напряжения на 6 метре не обнаружена. Фактов «затягивания» штанг не обнаружено. Давление нагнетания воды составляло 7-10 атм.

Таблица 2

№№ Концентрация СН4

п/п в скважине с АКСИ в шпуре удал. 1,2м Время Примечание

1. « 1 % 7 % 10 час.45 мин Начало работы

2. 78 % 20 % 10 час.50 мин Через 5 мин. включения

3. 82 % 40 % 11 час.15 мин

4. 90 % 25 % 11 час.40 мин

5. 85 % 15 % 12 час.00 мин

6. 92 % 20 % 12 час.20 мин

7. 10 % 30 % 12 час.40 мин Выключение работы АКСИ. Удалили воду

8. 90 % 18 % 12 час.50 мин Г аз выходит с шумом в скважине с АКСИ

Последующими испытаниями по пласту «Четвертому» на шахте «Заполярная» в декабре 2007 г также подтверждена простота, безопасность и встраиваемость в технологические операции, проводимые на шахте для устранения опасности газодинамических явлений и дегазационных работ; подтверждены эффекты разгрузки массива за счет инициирования трещинообразования и интенсификации метанопритоков, наиболее эффективных в период работы АКСИ.

Вместе с тем необходимо исследовать изменение эффективности способа сейсмоакустического воздействия с изменением расстояния между дегазирующей скважиной (с работающей АКСИ) и дегазационной, а также при взаимодействии одновременно работающих АКСИ. Исследовать работу сейсмоакустического воздействия в схемах предварительной пластовой дегазации, включая подрабатываемые участки, и исследовать процесс этого воздействия на удароопасные пласты, целики, краевые части отрабатываемых пластов. Также необходимо определить параметры работы сейсмоакустического излучателя для повышения эффективности газодобывающих скважин.

----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гурьянов В.В. Направление исследований геомеханических процессов в углевмещающей толще горных пород при извлечении метана из неразгруженных пластов и методические подходы к их проведению.//Горный информационноаналитический бюллетень №5, МГГУ, М.,2001.

2. Овчинников П.Ф. Виброреология. Киев, Наукова думка, 1983.

3. Кузнецов О.Л. , Ефимова С.Ф. Применение ультразвука в нефтяной промышленности. М., Недра, 1983.

4. Горбачев Ю.И. Физико-химические основы ультразвуковой очистки призабойной зоны нефтяных скважин.// Геоинформатика №3, 1998. - С. 7 - 12.

5. Печков А.А., Шубин А.В. Результаты работ по повышению продуктивности скважин методом акустического воздействия.// Геоинформатика №3, 1998. -С. 16 - 24.

6. Максимов Г.А., Радченко А.В. Роль нагрева при акустическом воздействии на пласт.//Геофизика №6, 2001. - С. 38 - 46.

7. Работа Э.Н. Теоретические аспекты геомеханики и их использование в компьютерном моделировании геомеханических процессов при техногенных проявлениях горного давления.// Сб. науч. тр.ВНИМИ «Г орная геомеханика и маркшейдерское дело. 70 лет ВНИМИ.», СПб.: ВНИМИ, 1999. - С. 104-116.

8. Гончаров Е.В., Карманский А.Т., Таланов Д.Ю., Вьюников А.А. Интенсификация Метанопритоков на основе низкоэнергетического сейсмоакустического воздействия на пласт. Сборник докладов на Рабочем совещании Европейской Экономической комиссии и ее рабочей группы по газу 20-22 сентября, по теме «Геодинамические и геодинамические аспекты повышения добычи шахтного метана», С-ПБ, 2006. - С..310-316. ЕШ

GoncharovE. V., Rabota E.N., VjunikovL. G., Lodus E. V.

DEGASSING OF EJECTION-RISKY LAYERS UNDER THE THERMO-SEISMOACOUSTIC INFLUENCE

The results of laboratory and on-site tests at Vorkuta coal-field mines are adduced for thermoseismoacoustic influence on gas-containing layers of rocks in a range of its theoretically well-founded fluctuation frequencies parameters. It is ascertained that the degasification of ejection-risky coal layers using such a source of vibrating radiation is both efficient and safe.

Key words: methane extraction, degassing of undischarged coal seams, ther-moseismic influence.

— Коротко об авторах -------------------------------------------------------

І ончаров Е.В. - старший научный сотрудник, Научный центр геомеханики и горного производства,

Работа Э.Н. - кандидат технических наук, кафедра строительства горных предприятий и подземных сооружений,

Лодус Е.В. - профессор, доктор технических наук, Научный центр геомеханики и горного производства,

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет), e-mail:rectorat@spmi.ru

Вьюников А.А. - Главный технолог по ГДЯ технической Дирекции ОАО «Воркутауголь», Pniip.mail@vorkuta.stvtrstalgroup.com

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.