Исследование и обоснование статистических параметров извлечения кондиционного шахтного метана на шахтах Карагандинского бассейна

Горбунов С.М.; Адилов К.Н.

УДК 622.847

С.М. Горбунов, К.Н. Адилов

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ СТАТИСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОНДИЦИОННОГО ШАХТНОГО МЕТАНА НА ШАХТАХ КАРАГАНДИНСКОГО БАССЕЙНА

Р

азрабатываемые на шахтах им. Ленина и "Казахстанская" газоугольные пласты д6, д9 и дю являются высокогазоносными, а пласт д6 - выбросоопасным.

Таблица 1

ИССЛЕДУЕМЫЕ СТАТИСТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ

Шахты № скважин Статистические функции

Им. В.И. Ленина 15 (0,172+5,8ю2)'1

16 (0,19+6,37ю2)'1

18 (0,248+6,21 ю2)4

19 (0,098+9,8ю2)’1

"Казахстанс- кая" 17 (0,296+5,9ю2)’1

21 (0,36+6,0ю2)’1

22 (0,34+5,68ю2)’1

23 (0,230+7,63ю2)’1

24 (0,326+6,53ю2)’1

25 (0,48+5,38ю2)’1

Таблица 2

ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГАЗОПОТОКОВ ИЗ СКВАЖИН

Геотехнологи-ческие скважины по шахтам Статистические характеристики мета-нопотока Статистические функции мета-нопотока Концентрация метана,

МО, м3/мин СКО, м3/мин НКФ СП % CH4

.Им. Ленина №15 0,32 0,26 exp (-0,05т) 0,172 0,06 +т2 87

№16 0,03 0,007 exp (-0,001т) 0,157 0,03+w2 65

№18 0,28 0,23 exp (-0,06т) 0,161 0,04+т2 82

№19 0,11 0,09 exp (-0,01 т) 0,102 0,01+ш2 71

№20 0,14 0,08 exp (-0,01 т) 0,117 0,01+ш2 73

Казахстанская №17 0,21 0,13 exp (-0,03т) 0,169 0,05+т2 89

№21 0,22 0,16 exp (-0,03т) 0,166 0,06 +т2 86

№22 0,28 0,19 exp (-0,05т) 0,176 0,06 +т2 91

№23 0,32 0,19 exp (-0,06т) 0,181 0,08+w2 92

№ 24 0,2 0,10 exp (-0,02т) 0,158 0,05+т2 93

№ 25 0,58 0,24 exp (-0,07т) 0,186 0,09+w2 92

В настоящее время на этих шахтах по пласту д6 проводятся опытнопромышленные испытания по гидрорасчленению его через скважины с поверхности с целью дегазации и извлечения кондиционного шахтного метана с концентрацией свыше 9095%.

Исследованиями процессов поступлений кондиционного метана с концентрацией порядка 91-96 % из скважин устанавливаются: а) среднее значение метанопоступления с приближением к математическому ожиданию m(t); б) средняя величина дисперсии D(f) и среднее квадратическое отклонение a(t) с приближением к теоретическим их значениям; в) средние значения нормированной корреляционной функции R (t- t1) с приближением их к теоретическим значениям.

По геотехнологическим скважинам по шахте им. В.И. Ленина №№ 16,18,19 и 20, и по шахте "Казахстанская" №№ 17, 21-25 исследуемые статистические функции приведены в табл. 1.

В табл. 2. приведены статистические характеристики метанопотоков при самоистечении - МО, СКО, НКФ и спектральные плотности.

Для процесса газовыделения из скважин в режиме самоистечения и без вакуумирования при извлечении шахтного метана характерными являются:

- процессы газовыделения из скважин свойственны колебания вокруг среднего его значения и относительная устойчивость за длительный период извлечения (от 3-4 месяцев и до нескольких лет), т. е. стационарность;

- источники газовыделения по пласту д6 распределяются: а) по шахте им. В.И. Ленина - 65-87 %; б) по шахте "Казахстанская" - 8693 %;

- имеющиеся флюктуации процесса самоистечения (всплески, внезапное прекращение истечения метана и пр.) связаны с геомехани-ческими проявлениями пласта де в газоугольном массиве;

- дебит выделяющегося из скважин метана имеет тенденцию увеличения после их освоения.

Определены параметры технологии извлечения шахтного метана, обоснованные по критериям надежности. В табл. 3 приведены дебиты скважин при кондициях 70-90 % СН4.

казов ПГК макроструктурных свойств массива, а именно, прочностных характеристик, содержащихся в угле аргилли-тово-глинистых прослойков, образующихся макротрещин и пор.

Как видно из данных таблицы, при технологии извлечения метана из скважин за период опытно-эксперимнтальных работ с июня 2000 г. по июль 2001 г. в условиях шахт имени Ленина и "Казахстанская" из пласта д6 дебит метана по отдельным скважинам в режиме самоистечения составлял 0,5-0,9 м3/мин при кондиции 82-92%.

Основные параметры технологии извлечения - производительность и дебит скважины, а также кондиции, контур питания до 170-200 м и др. - вполне обеспечивают эффективность использования Экспериментальные исследования при опытно- метана в металлургическом производстве, а также в качест-

промышленных и полевых испытаниях ГРП по пласту дб ве сырья для химического производства.

показывают о существенном влиянии на интенсивность от-

Таблица 3

ДЕБИТЫ СКВАЖИН, ОБОСНОВАННЫЕ ПО КРИТЕРИЯМ НАДЕЖНОСТИ

Шахты Скважины Интенсивности отказов 1/г Надежность QcH4, м3/сут

Яі Яп Рооо Рооп

Им. В.И. Ленина №15 0,04 0,011 0,768 0,768 2130

№16 0,05 0,010 0,780 0,009 1906

№18 0,03 0,016 0,80 0,01 926

№19 0,04 0,011 0,77 0,01 1010

№20 0,04 0,012 0,77 0,01 1010

"Казахстан -ская" №17 0,04 0,011 0,768 0,768 2130

№21 0,05 0,010 0,78 0,009 1906

№22 0,03 0,016 0,80 0,01 926

№23 0,04 0,012 0,77 0,01 1906

№24 0,04 0,012 0,77 0,01 1906

№25 0,05 0,010 0,78 0,009 1960

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Горбунов С.М. — кандидат технических наук, ЗАО «ИПКОН» МОН РК. Адилов К.Н. - доктор технических наук, ЗАО «ИПКОН» МОН РК.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Горбунов С. М., Адилов К. Н.