Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Теория теплового воздействия на угольный пласт





Расчетная величина прогрева угольного пласта в результате теплового воздействия выбирается, как правило, в зависимости от требуемого снижения газоносности угольного пласта. Расчет сни­жения сорбционной способности углей при повышении температуры целесообразно вести по следующей зависимости сорбции метана от степени метаморфизма угля (определяемого по выходу летучих) и от температуры:

 

, (3.116)

 

где а - сорбционная емкость угля, м3/т г. м; В - условная максимальная сорбционная газоемкость угля с содержанием летучих веществ 1% при температуре 0°С и b=1 м3/т г. м; V - выход горючих веществ на горючую массу, %; ,b-постоянные, определяемые выходом летучих; с - постоянная величина; р - давление метана, атм; n- величина, зависящая от температуры и давления.

Анализ формулы (3.116) показывает, что зависимость сорбционной емкости угля от температуры не является линейной, однако для выбранного небольшого диапазона изменения температуры пласта при тепловом воздействии (5-20° С) с достаточной сте­пенью точности может экстраполироваться линейной функцией: .

Для выбора оптимальных режимов нагнетания теплоносителя, расчета основных параметров процесса теплового воздействия, обе­спечивающего достижение необходимой величины прогрева уголь­ного пласта, изучен процесс распространения тепла в угленосном массиве при нагнетании в него теплоносителя. Строго математиче­ски эта задача не могла быть решена вследствие резкой анизотропии свойств и неоднородности массива. Поэтому поставленная задача рассматривалась в две стадии: определялось распространение тем­пературных полей при течении горячей несжимаемой жидкости в однородном изотропном пористом пласте, заключенном между во­донепроницаемыми, но теплопроводными породами, и оценивался процесс распространения тепла от основных систем трещин гидро­расчленения за счет теплопроводности с целью оценки возможности прогрева всей массы угля в зоне гидравлической обработки и опре­деления времени выдержки теплоносителя в пласте по окончании нагнетания. Эта стадия изучения задачи позволила перейти от рас­смотрения идеализированной модели угольного пласта к реальной, существующей после его гидрорасчленения.

Основные параметры угольного пласта (теплофизические, гид­равлические, технологические свойства и др.) предопределили воз­можность с допустимыми погрешностями (до 3%) описать аналити­чески температурные поля пласта и вмещающих пород при непре­рывном нагнетании теплоносителя. Расчетным путем был опреде­лен коэффициент потерь тепла во вмещающие породы. Расчеты по­казали, что при значительном времени нагнетания теплоносителя (более 800-1000 ч) потери тепла достигают 50%. Существенные потери тепла, ограниченность зоны воздействия, неравномерность обработки при непрерывном нагнетании теплоносителя предопреде­лили выбор режима нагнетания по схеме регенерации тепла, сущ­ность которой сводится к следующему: в первую стадию обработки в пласт нагнетается теплоноситель возможно большей температуры с целью создания значительно перегретой призабойной зоны. Во вторую стадию в пласт нагнетается вода с меньшей избыточной температурой (возможно = 0), которая прогревается в значительно нагретой призабойной зоне за счет снижения величины перегрева пласта и частично за счет тепла, потерянного в этой зоне во вмещающие породы и прогревает менее нагретые и более уда­ленные от скважины участки пласта, увеличивая тем самым радиус зоны воздействия. Полученная расчетная формула, описывающая температурное поле пласта при нагнетании в него теплоносителя по схеме регенерации тепла, имеет вид:

 

,(3.117)

 

где - объемная теплоемкость воды, ккал/м3∙град; -объемная теплоемкость пласта, ккал/м3∙град; С - объемная теплоемкость вмещающих пород, ккал/м3∙град; - коэффициент теплопроводности пород, ккал/м-ч-град; r - расстояние от скважины, м; h - мощность пласта, м; t - общее время нагнетания, ч; t’- продолжительность первой стадии обработки, ч; - средний темп нагнетания теплоносителя, м3/ч; - темп нагнетания во вторую стадию, м3/ч; ; ; ; .

 

Расчетная формула (3.117) позволяет определять оптимальные темпы нагнетания теплоносителя в первую и вторую стадии обра­ботки ( и )и расчетную величину , исходя из условий тре­буемой величины прогрева угольного пласта по условиям наиболь­шей равномерности зоны тепловой обработки заданного радиуса, равного половине расстояния между нагнетательными скважинами. Получены аналогичные зависимости для процессов прогрева вмещающих пород и остывания угольного пласта, исследованы вопросы изменения газопроницаемости угля в процессе теплового воздействия. Это позволило на основе обобщения результатов по изучению трещиноватости угольных пластов Карагандинского и Донецкого бассейнов, подвергнутых гидравлическому расчленению через скважины, пробуренные с дневной поверхности, разработать методику расчета основных параметров процесса теплового воздей­ствия на угольный пласт. Методика позволяет исходя из величины требуемого снижения газоносности и выбросоопасности угольного пласта, степени заблаговременности обработки, конкретных горно-геологических условий определять параметры и необходимые объе­мы нагнетания теплоносителя, сроки выдержки его в пласте и дру­гие необходимые показатели процесса теплового воздействия на угольный пласт как средства совершенствования метода гидрорас­членения угольных пластов для дегазации и борьбы с внезапными выбросами угля и газа.







Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.