Анотація. Виконано аналітичні дослідження про розподіл тиску вільного газу при нестаціонарному ізотермічному процесі в структурно неоднорідному вугільному пласті в зоні впливу опорного тиску . В основу роботи взята відома модель нестаціонарної ізотермічної фільтрації Желтова Ю.П., отримана методом інтегральних співвідношень Г.І. Баренблатта для однорідного вугільного пласта в однорідному полі напружень при постійному забійному і пластовому тисках газу, постійних значеннях пористості і газової проникності вугільного пласта. Використання в роботі розрахунку газової проникності в зонально неоднорідному середовищі за методом Баснієва К.С. дозволяє визначити усереднені характеристики структурно неоднорідного вугільного пласта, а саме, газову проникність середовища і застосувати відому модель Желтова Ю.П. для розрахунку розподілу тиску. У статті запропоновано алгоритм розрахунку структурно неоднорідного середовища, включаючи і геологічну порушену середу, який дозволяє визначити розподіл тиску газу в залежності від відстані від вибою виробки і часу фільтрації, швидкість фільтрації газу в зоні опорного тиску.

Ключові слова: фільтрація, геологічне порушення, газова проникність, структурно неоднорідний пласт, тиск газу, зона опорного тиску.

Abstract. Distribution of free-gas pressure in structurally inhomogeneous coal seam in zone with bearing pressure was analyzed at unsteady isothermal process. The well-known Yu.P.Zheltov’s model of unsteady isothermal filtration was used, which was created by the G.I. Barenblatt’s method of integral relations for uniform coal seam in a uniform stress field with constant gas pressure in the bottom-hole and seam and constant porosity of and constant gas permeability in the coal seam. In this study, gas permeability in a zonally inhomogeneous medium was calculated by the K.S. Basniev’s method, and with the help of this method, it is possible to determine average characteristics of the coal-layer structural heterogeneity, namely, gas permeability of the medium, and to apply the well-known Yu.P. Zheltov’s model in order to calculate the pressure distribution. In this article, an algorithm is proposed for calculating structural inhomogeneous medium, including geologically disturbed medium, which allows determining distribution of gas pressure depending on distance from the face of the tunnel, filtration time and speed of gas filtration in zone with bearing pressure

Keywords: filtration, geological dislocation, gas permeability, structurally heterogeneous seam, gas pressure, zone with bearing pressure

_________________________________

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кузнецов, С.В. Основная задача теории фильтрации газа в угольных пластах / С.В. Кузнецов, В.А. Трофимов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых – 1999. – № 5. – С. 13-18.

2. Минеев, С.П. Кинетика структурних изменений в зоне опорного давления газонасыщенного пласта // С.П. Минеев, А.А. Прусова // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых - 1992.-№ 2. – С. 53-60.

3. Минеев, С.П. Свойства газонасыщенного угля / С.П. Минеев - Днепропетровск: НГУ, 2009.-220 с.

4. Дрибан, В.А. Направления исследований влияния малоамплитудной нарушенности на ведение горных работ / В.А. Дрибан, И.А. Южанин, А.О. Севрюков // Наукові праці Укр НДМІ НАН України.-2011. - № 8. – С. 6-18.

5. Горные работы в сложных условиях на выбросоопасных пластах // С.П. Минеев, А.А. Рубинский, О.В. Витушко, А.В. Радченко - Донецк: Східний видавничій дім, 2010. - 604 с.

6. Харпалани, К. Влияние объемной деформации, вызванной производством газа, на проницаемость угля / К. Харпалани, Г. Чен // Геотехнология, геология и техника. – 1995. – № 15. – С. 303-325.

7. Enhanced Coal Bed Methane Recovery by Use of CO2 / Stevens S.H. [and others] // Journal of Petroleum Technology. – 1999. – V. 52.

8. Минеев, С.П. Моделирование фильтрационного процесса в угольном пласте, включающем зону нарушенности, насыщенную сорбированным и свободным метаном / С.П. Минеев, А.А. Прусова, В.Н. Сапегин [и др.] // Межвед. сб. науч. тр. Геотехническая механіка: Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН Украины. – 2016. - Вып. 127. - С. 70-81.

REFERENCES

1. Kuznetsov, S.V. and Trofimov, V.A. (1999), «The main problem of the theory of gas filtration in coal seams, Physics-Technical Problems Development of Minerals, no. 5, pp. 13-18.

2. Mineev, S.P. and Prusova, A.A. (1992), «Kinetics of structural changes in the reference pressure zone of gas-saturated reservoir», Physics-Technical Problems Development of Minerals, no. 2, pp. 53-60.

3. Mineev, S.P. (2009), Svoystva gazonasyshchennogo uglya [Properties of gas-saturated coal], NSU, Dnepropetrovsk, UA.

4. Driban, V.A., Yuzhanin, I.A. and Sevryukov, A.O. (2011), «Directions researches of influencing of few-amplitude violation on the conduct of mine works», Naukovі pratsі UkrNDMІ NAS Ukrayiny, no. 8, pp. 6-18.

5. Mineev, S.P., Rubinsky, A.A., Vitushka, O.V. and Radchenko, A.V. (2010), Gornye raboty v slozhnykh usloviyakh na vybrosoopasnykh plastakh [Mining operations in difficult conditions in the outburst seams], Shіdny vidavnichіy Dim, Donetsk, UA.

6. Harpalani, K. and Chen, G. (1995), «Effect of volumetric strain caused by gas production, coal permeability», Geotechnology, geology and technique, no. 15, pp. 303-325.

7. Stevens, S.H. [and others]. (1999), «Enhanced Coal Bed Methane Recovery by Use of CO2», Journal of Petroleum Technology, Vol. 52.

8. Mineev, S.P., Prusova, A.A., Sapegin, V.N., Yanzhula, A.S. and Kishkan, M.A. (2016), «Simulation of the filtration process in the coal pla-ste, include disorders of the zone, and its rich sorbed the free-methane», Geo-Technical Mechanics, no. 127, pp. 70-81.

__________________________________

Об авторах

Минеев Сергей Павлович, доктор технических наук, профессор, заведующий отделом управления динамическими проявлениями горного давления, Институт гертехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, sergmineev@ gmail.com.

Сапегин Владимир Николаевич, кандидат технических наук, научный сотрудник отдела проблем разработки месторождений на больших глубинах, Институт гертехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украины, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Головко Юрий Иванович, магистр, директор шахтоуправления «Покровское», Покровск, Украина

Янжула Алексей Сергеевич,магистр, главный инженер шахтоуправления «Покровское», Покровск, Украина

About the authors

Mineev Sergey Pavlovich, Doctor of Technical Sciences (D.Sc.), Professor, Head of Department of Pressure Dynamics Control in Rocks, N.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, sergmineev @ gmail.com

Sapegin Vladimir Nikolayevich, Candidate of Technical Sciences, Researcher of Department of Mineral Mining at Great Depths, N.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Golovko Yuri Ivanovich, Master of Science, Director of the Mine Management "Pokrovskoye", Pokrovsk, Ukraine

Yanzhula Aleksey Sergeyevich, Master of Science, Chief Engineer of the Mine Management "Pokrovskoe", Pokrovsk, Ukraine