ОЦЕНКА ВКЛАДА ФАЗОВЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ МЕТАНА В ГАЗОНОСНОСТЬ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

УДК [622.411.332:533.17]:622.272.63

Авторы:

Скипочка С. И., д-р техн. наук, профессор

Паламарчук Т. А., д-р техн. наук, вед. науч. сотр.

(ИГТМ НАН Украины)

Аннотация:

Предмет исследований – фазовые состояния метана в угольных пластах. Цель – оценить вклад фазовых составляющих метана в газоносность угольных пластов. Метод исследований – аналитический с использованием основных положений термодинамики. Предложены расчетные формулы и выполнена оценка максимально возможных объемов метана, которые могут находиться в угольном пласте, не вскрытом горными работами. Расчеты выполнены для четырех фазовых состояний метана, принятых в классических представлениях о метаноносности пластов: свободного, адсорбированного, абсорбированного в виде твердого углеметанового раствора и гидратного. Получены значения концентраций молекул метана в твердом растворе и свободном состоянии, а также уравнение для оценки плотности адсорбированного метана. Определено парциальное давление молекул метана в твердом растворе. Показано, что количество метана в твердом растворе значительно меньше, чем в свободном и адсорбированном состояниях. Содержание гидратной компоненты в реальных условиях не превышает 2-3 % от общего объема метана. По результатам сравнения расчетных значений с данными измерений при газодинамических явлениях, сделан вывод, что классические представления лишь частично объясняют аномальные метанопроявления, а причину следует искать на атомарно-молекулярном уровне организации угольного вещества.

Ключевые слова:

угольные пласты, газоносность, фазовые составляющие метана.

Список литературы:

1 Российская угольная энциклопедия: В 3-х томах. – М.; С-Пб: ВСЕГЕИ, 2006. – Т. 2. – 599 с.

2 Углерод: неизвестное об известном / В. И. Саранчук, М. А. Ильяшов, В. В. Ошовский, Е. В. Саранчук. – Донецк: УК Центр, 2006. – 400 с.

3 Фролков, Г. Д. Механохимическая концепция выбросоопасности угольных пластов / Г. Д. Фролков, А. Г. Фролков // Уголь. – 2005. – №2. – С. 18-21.

4 К вопросу о механизме метанообразования в угольных пластах / С. И. Скипочка, Т. А. Паламарчук, Н. А. Куцева [и др.] // Доповіді НАН України. – 2008. – №11. – С. 73–79.

5 Лукинов, В. В. Генерация метана углем под влиянием техногенных и природных тектонических процессов в горном массиве / В. В. Лукинов, В. А. Гончаренко, Д.А. Суворов // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. / ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2010. – №88. – С. 130-140.

6. Метаногенерация в угольных пластах / А. Ф. Булат, С. И. Скипочка, Т. А. Паламарчук, В. А. Анциферов. – Днепропетровск: Лира ЛТД, 2010. – 328 c.

7. Алексеев, А. Д. Физика угля и горных процессов / А. Д. Алексеев. – К.: Наук. думка, 2010. – 423 с.

8. Каталог планшетов механических характеристик горных пород, опасных в отношении динамических явлений, с учетом запредельной области, газового и жидкостного факторов. – Л.: Наука, 1980. – 54 c.

9. Rouzaud, J. N. and Oberlin, A. (1990) “The characterization of coals and cokes by Transmission Electron microscopy”, Coal Science and Technology, Elsevier, Amsterdam, pp. 331–355.

10. Сивухин, Д. В. Общий курс физики. Т. 2. Термодинамика и молекулярная физика / Д. В. Сивухин. – М.: Наука, 1975. – 551 c.

11. Prinz, D., Pyckhont-Hintzen, W. and Littke, R. (2004), “Development of the mego- and macroporous Structure of coals with rank as analyzed with small – angle neutron scattering and adsorption experiments», Fuel, Vol. 83, no. 4–5, pp. 547–556.

Об авторах:

Скипочка Сергей Иванович, доктор технических наук, профессор, заведующий отделом механики горных пород, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепропетровск, Украина, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Паламарчук Татьяна Андреевна, доктор технических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник отдела механики горных пород, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепропетровск, Украина, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.