ОЦЕНКА ГАЗОКИНЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УГОЛЬНОГО ПЛАСТА ПО ДАННЫМ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В ГЕРМЕТИЧНОЙ ЕМКОСТИ С БУРОВЫМ ШТЫБОМ
Л.А. Назарова1, Л.А. Назаров1, Р.И. Родин2
1Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия
larisa.a.nazarova@mail.ru
2Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, Кемерово, Россия
Ключевые слова: Угольный пласт, натурный эксперимент, термобарическая колба, газоносность, коэффициенты диффузии, десорбции и массообмена, давление, температура, обратная задача
Страницы: 3-13
Аннотация
Теоретически обоснован и с использованием данных натурных измерений апробирован метод определения газокинетических характеристик угольного пласта: газоносности, коэффициентов диффузии, массообмена и скорости десорбции, что необходимо при разработке технологий выемки залежей угля и утилизации метана. Метод основан на решении обратной задачи в рамках нелинейной модели эмиссии газа из частицы, помещенной в изолированную емкость, по изменению во времени термодинамических параметров (давления и температуры) в герметичной емкости с буровым штыбом. Анализ модели показал, что отношение концентраций метана в емкости в различные моменты времени не зависит от газоносности. Это дает возможность разработать и численно реализовать двухэтапный алгоритм: сначала из решения обратной коэффициентной задачи определяются коэффициенты диффузии, массообмена и скорости десорбции, затем с минимизацией специальным образом построенного функционала - газоносность. Натурные данные получены с использованием штыба при бурении шпура на одной из действующих шахт Кузбасса посредством измерения давления и температуры в пяти емкостях в течение 10 сут. Их интерпретация позволила оценить остаточное содержание метана на исследуемом участке пласта - 4 кг/м3.
DOI: 10.15372/FTPRPI20240601 |
