SU918430A1 - Method of evaluating rock sample porosity - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГОРИСТОСТИ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД(54) METHOD FOR DETERMINING THE MOUNTABILITY OF SAMPLES OF MOUNTAIN BREEDS

Изобретение относитс  к технике |определени  параметров пористой струк туры и позвол ет определить величину соотношени  открытой и закрытой пористости горных пород, например ископаемых углей. Как известно, горные породы  вл ютс  многокомпонентными средами. Они состо т из минерального скелета (ост това) и порогового пространства, за полненного жидкой или газообразной фазами. Структура порогового простра ства характеризуетс  пористостью, ее видом, -распределением пор по размерам , удельной поверхностью пор. Ио,д пористостью горных пород прин то понимать объем всех пустот : пор, каверн , микротрещин и других дефектов в горной породе. В геологии и горном деле различают общую пористость (абсолютна , физическа , полна )суммарный объем всех пустот нездвисй мо от их формы, величины и взаимно- го расположени , закрытую пористость - совокупность объема замкнутых , не имеющих между собой сообщений , пор и открытую пористость совокупность сообщакнцихс  между собой и поверхностью пор и пустот. Пористость и трещиноватость° углей  вл етс  ик важнейшими характеристиками коллекторских и прочностных свойств. От соотношени  видов пористости (открытой, закрытой) в угл х завис т проницаемость и газоностность угольных пластов, газообильность и про вление газодинамических  влений в горных выработках, так как присутствие газов в свободном и -сортированном состо нии в угле представл ет источник внутренней энергии в системе уголь-газ. Определение величины соотношени  пористости необходимо также дл  создани  физической модели системы уголь - газ. В насто щее врем  не существует экспериментального способа определевк The invention relates to a technique for determining parameters of a porous structure and makes it possible to determine the ratio of open and closed porosity of rocks, for example, fossil coal. Rocks are known to be multi-component media. They consist of a mineral skeleton (island) and a threshold space filled with liquid or gaseous phases. The structure of the threshold space is characterized by porosity, its type, pore size distribution, specific pore surface. Io, d porosity of rocks is understood to understand the volume of all voids: pores, cavities, microcracks and other defects in the rock. In geology and mining, the total porosity (absolute, physical, complete) is distinguished: the total volume of all voids is independent of their shape, size, and relative position; together with each other and the surface of pores and voids. Porosity and fracturing of coal is the most important characteristics of the collection and strength properties. The ratio of porosity types (open, closed) in coal determines the permeability and gas content of coal seams, gas abundance and the appearance of gas-dynamic effects in mine workings, since the presence of gases in the free and sorted states in the coal represents coal gas. Determination of the ratio of porosity is also necessary to create a physical model of the coal – gas system. Currently there is no experimental way to determine

3939

относительного объема открытых и зак рытых пор и величины их соотношени .the relative volume of open and closed pores and the magnitude of their ratio.

Известен расчетный метод определени  соотношени  между количеством сор бированного углем метана и количеством метана, наход щегос  в свободном состо нии. Дл  этого экспериментально определ ют общую пористость угл , объем сорбированного газа по кривым сорбции и выполн ют необходимые расчеты 1.A known calculation method is used to determine the ratio between the amount of methane adsorbed by coal and the amount of methane in a free state. For this, the total porosity of the coal, the volume of the sorbed gas by the sorption curves are experimentally determined and the necessary calculations are performed 1.

К недостаткам данного способа следует отнести то, что он предусматривает принудительное насьпцение угл  метаном, гфодолжителен во времени (сн тие сорбционных характеристик .продолжаетс  до 2 недель) и выполн етс  в несколько этапов. Способ характеризует лишь часть фильтрующего объема порогового пространства, поскольку в угле могут находитьс  трещины и пустоты, заполненные метаном .The disadvantages of this method include the fact that it provides for the forced impregnation of coal by methane, lasts long (removal of the sorption characteristics lasts up to 2 weeks) and is carried out in several steps. The method characterizes only a part of the filtering volume of the threshold space, since the coal can contain cracks and voids filled with methane.

Известен также способ определени  пористости образцов горных пород, включающий выкачивание воздуха из образца и смачивающей жидкости, насыщение образца этой жидкостью и реги- страцию изменени  давлени  f 2 .There is also known a method for determining the porosity of rock samples, including pumping air from the sample and the wetting fluid, saturating the sample with this fluid, and recording the change in pressure f 2.

Недостатком способа  вл етс  невозможность определени  отдельно вида пористости (открытой и закрытой образца горной породы, а также величины соотношени  открытых и закрытых пор.The disadvantage of the method is the impossibility of determining separately the type of porosity (open and closed rock sample, as well as the ratio of open and closed pores.

Цель изобретени - определение величины соотношени  открытой и закрытой пористости.The purpose of the invention is to determine the ratio of open and closed porosity.

Указанна  цель достигаетс  тем, что после насыщени  жидкостью образцы диспергируют.This goal is achieved by dispersing the samples after saturation with liquid.

Отклонение давлени  относительно предельного дл  вакуумных камер при насыщении образца жидкостью и последующем его диспергировании пропорционально объемам газов в порах. По этим отклонени м и определ етс  величина соотношени  открытой и закрытой пористости горных пород.The pressure deviation relative to the limit for vacuum chambers when the sample is saturated with liquid and then dispersed is proportional to the volume of gases in the pores. From these deviations, the ratio of the open and closed porosity of the rocks is determined.

На чертеже изображена крива  изменени  давлени  при насыщении и диспергировании угл  во времени.The figure shows the pressure change curve with saturation and dispersion of coal over time.

Пример . Образец угл  с элементами разрушени  и жидкость (вакуумное масло ВМ-6 РТУ РСФСР № НП-12-6 Ораздельно ваКуумируют до величины предельного давлени  ( мм рт. ст. ). Средством откач4304An example. A sample of coal with elements of destruction and liquid (vacuum oil VM-6 of the RTU RSFSR No. NP-12-6. Separately, vacuum the vacuum to the value of the limiting pressure (mm Hg). By means of pumping4304

ки служит механический насос типа ВН-461М. Регистраци  отклонени  давлени  во времени осуществл етс  непрерывно с записью на самописец типа КСП-1. Газовыделение при насыщении 1 г угл  марки ж длитс  23 мин, интервал At t.- Ц (см. чертеж ). Газовьщеление при диспергировании 1 г угл  марки Ж продолжаетс  4-6 мин, интервал At Ц - .„ (см. чертеж). В качестве средства вибровоздействи  используетс  электролобзик типа ЭЛ-1.ki serves as a mechanical pump type VN-461M. The recording of the pressure deviation in time is carried out continuously with recording on a recorder of the type KSP-1. Gassing at saturation of 1 g of grade W coal lasts 23 minutes, the interval At t.- C (see drawing). The gas gap in the dispersion of 1 g of coal grade Zh lasts 4-6 minutes, the interval At C -. „(See drawing). An EL-1 electric jigsaw is used as a means of vibration.

Зарегистрированные кривые (см.Recorded curves (see

5 чертеж) представл ют собой изменение давлени  при насыщении и диспергировании угл  во времени. Общее изменение давлени  при насьш1ении жидкостью образца угл  так же как и общее изменение давлени  при диспергигровании угл  определ ютс :5 drawing) represents the change in pressure with saturation and dispersion of coal over time. The total pressure change when the sample fluid is saturated with the coal as well as the total pressure change during coal dispersion are determined:

Рнс.с-|нШЪ,Рд еп4р ЧаRns.s- | nSh, Rd ep4r Cha

-ЬлL

25 . Величина соотношени  открытой и закрытой пористости (К) определ етс  отношением общего изменени  давлени  при насьш1ении (Рнас) пропорционального объему газов открытых пор,к25 The value of the ratio of open and closed porosity (K) is determined by the ratio of the total change in pressure at the end (Rnas) proportional to the volume of open pore gases, to

30 общему изменению давлени  при диспергировании () пропорционального объему газов в закрытых порах:30 total pressure change during dispersion () proportional to the volume of gases in closed pores:

К -P4J2S:.K-P4J2S :.

Практически достаточно измерить в ус ловн1лх единицах площади, ограниченные кривыми отклонени  давлений относительно предельного ((Q ) и вычислить их отношение. В конкретном случае значение К определ етс  как:In practice, it is sufficient to measure in units of area, bounded by pressure deviation curves relative to the limit ((Q), and calculate their ratio. In the specific case, the value of K is defined as:

К Риас 5иас , Рдмсп 5дисп 708 мм1Дл  исследованных углей марки Ж Донецкохо бассейна величина К варьирует в пределах 0,33-0,67.K Rias 5ias, Rdmsp 5disp 708 mm1 For the investigated coal of Zh Donekoho basin, the K value varies in the range of 0.33-0.67.

Применение изобретени  позвол ет экспериментальным способом определить величину соотношени  открытой и закрытой пористости горных пород, например углей. ;The application of the invention allows an experimental method to determine the ratio of open and closed porosity of rocks, such as coal. ;

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ определени  пористости образцов горных пород, включающий выка59184 чивание воздуха из образца и смачивающей жидкости, насыщение образца этой жидкостью и регистрацию изменени  давлени  .отличающийс  тем, что, с целью определени  величины соотношени  открытой и эакрытой пористости, после насыщени  жидкостью образщ 1 диспергируют;A method for determining the porosity of rock samples, including evacuating the air from the sample and the wetting fluid, saturating the sample with this fluid and recording the change in pressure. Р. пмрт. спг 5 0 Источники информации, прин тые во внимание при экспертиз« 1.Эттингер И. Л. и Шульман Н.В. Распределение метана в порах ископаемых углей. М., Наука, 1975, с. 6268 , 101-107. 2,Авторское свидетельство СССР № 232585, кл. G 01 N 15/08, 1966.R. ppm CNG 5 0 Sources of information taken into account during the examinations “1.Ettinger I.L. and Shulman N.V. Methane distribution in the pores of fossil coal. M., Science, 1975, p. 6268, 101-107. 2, USSR Author's Certificate No. 232585, cl. G 01 N 15/08, 1966. г.ю gyu НО6ЮtiWHO6ÜtiW J/Л О 30 so 90 ггО ISO JdO ZlO ZW ff it ЗОО ЗЗО JSO ЗЗО ZO 50 t,C . jJ / L O 30 so 90 ggO ISO JdO ZlO ZW ff it ZOO ZZO JSO ZZO ZO 50 t, C. j