книги / Совершенствование разработки калийных месторождений
..pdfЦульт радиометра РВ-4 позволяет измерить концентрацию альфа- и бета-активных аэрозолей, без разделения их на долго- и короткокивущие компоненты активности. Складная камера, входящая в комп лект РВ-4, позволяет оценить концентрацию бета-активного rasa.
Концентрация альфа- и бета-активных аэрозолей определялась посредством отбора цроб на фильтр прокачиванием воздуха со ско ростью 20 л/мин в течение 10 мин через фильтр из материала И Г , установленный в кассете о окном размерами 28 х 14 мм.
Концентрация бета-активного rasa определялась отбором дроби в складную камеру при ее раскрытии. Раскрытие камеры производит ся под действием веса нижнего днища камеры через отверстие в верх нем днище.
Концентрация альфа- и бета-активных аэрозолей оценивалась
счетной (измерительной) активностью аспирированного участка фильт ра, на котором уловлены активные золи из объема воздуха прокачен ного через фильтр.
Активность участка фильтра пропорциональна числу импульсов, зафиксированных измерительной схемой в единицу времени.
Альфа-активность измерялась сцинтиляционным счетчиком, вы полненным на фотоумножителе ФЭУ-35, бета-активность - газоразряд ным счетчиком СБТ-11А.
По замеренной активности участка фильтра определялась кон центрация аэрозолей (в Ки/л) по расчетным формулам в соответст вии с инструкцией по эксплуатации.
Активность бета-активного rasa определялась газоразрядным счетчиком СБТ-IIA , смонтированным в нижнем днище складной камеры. После отбора пробы газоразрядный очетчик камеры подключается к пульту радиометра, на котором определяется скорость счета. По по лученной скорости счета с помощью механического отсчетного устрой ства определяется концентрация бета-активного газа.
Перед измерением активности аэрозолей в действующих забоях
была определена |
активность |
Я -jd -золей в свежей струе в Ю м |
от воэдухоподащего ствола. Концентрация oC-fi -золей - |
||
0 ,4 3 'К Г 13 Ки/л, |
-волей - |
0 ,1 5 »К Г 12 Кй/л. В дальнейшем концент |
рации золей, замеренные в действующих выработках, сравнивались с
этой концентрацией. |
|
|
|
Активность эамерялаоь в одедущих выработках: орт |
42, |
штрек |
|
2-бис, |
орт 5-бис, штрек 3, орт 31 и 21-Ю. Действующими |
из |
них бы |
ли орт |
42 и 31, а орт 21-Ю был опытным забоем. |
|
|
Концентрация бета-активного газа во всех точках замера была одинаковой» поэтому цри цраведении дальнейших последований кон центрация бета-гава больше не измерялась.
Активность азроионов в орте 42 замерялась в течение несколь ких дней. В один И8 дней в выработке произошел выброс оолв и ra sa, выработка была завалена породой выброса, поэтому эамер цроизведен в устье орта в 17,5 м от полости выброса. Ввсцределение концентраций *6-уз -золей представлено на рис. 2.
>]0,1510'“ Ки/л
Рис. 2. Распределение oC-fi -золей в штреке и устье орта после 1-го выброса
Как видно из рисунка, концентрация cC-j6 -золей в устье орта за метно превышает их концентрацию в свежей струе и в штреке 2-бис.
После частичной уборки породы выброса вновь были отобраны и проанализированы цробы. Лвотограммы распределения 8одей пред ставлены на рио. 3. Концентрация активностей на учаотке выра
ботки перед выбросом заметно отличается от концентрации на отмет ке выброса.
Замеры, проведенные пооле окончательной разборки породы выброса и подготовки нового цикла взрывания, показали увеличе ние концентрации -золей (рис. 4 ).
Замеры в остальных выработках никаких отклонений концентра ций не показали. При проведении этих выработок гаэонвсыценннх зон встречено не было.
0.13• ID *" *и/л
2а\$.
JJ-jOIW
Рис. 3. Гистограмма распределения концентраций сС -J> -аолей
р-уиш
Рис. 4. Гистограмма распределения <Ь-В -волей в выработке пооле ИДЯ
Такам образом, всходя аз вышеизложенного, можно сделать вы вод о том, что аэрозольная обстановка в выработке увеличивается при подходе к газонасыщенным зонам.
Проведенные исследования позволили оценить возможность ис пользования аппаратуры для данной работы, наметить объем работ, необходимых для завершения исследований и выявить недостатки ра диометра РВ-4.
7ДК 622.411.34:553.632(470.53)
А.Н. Земсков, Г.Д. Полянина
0 ЦИКЛИЧНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ ОРГАНИЧЕСКОГО НЕЦВСТВА
и газов в силътнитовьк ПЛАСТАХ
ВЕРХНЕКАМСКОГО КАЛИЙНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
(Пермский политехнический институт)
Природные газы при разработке калийных месторождений ослож няют горные работы, выделяясь медленно или бурно в подземные гор ные выработки. Знание закономерностей распределения газов и орга нического вещества (ОВ) в промышленных пластах и вмещающих поро дах позволило бы определить наиболее газоносные слои и пласты цродуктивной толщи, построить прогнозные карты с выделением по тенциально опасных участков и в дальнейшем предотвратить газоди намические явления.
Советскими геологами и геохимиками изучалась газоносность пород первенцев калийной промышленности страны Первого Соликам ского и Первого Березниковского рудников.
В последние 15 дет значительные по объему исследования про ведены на Верхнекамском калийном месторождении сотрудниками Пермс кого политехнического института. Ввботы по изучению гаэонооности выполнены также учеными Уральского филиала ВНИИГ [ I ] • Получены данные по газоносности пород шахтных полей трех Березниковских
идвух Соликамских калийных рудников.
Кнастоящему времени известно содержание газов в породах ниж
ней части продуктивной толщи в сильвинитовых пластах "Красный Ш", "Красный П" и "Красный I " . Прослежены статистические связи между содержаниями метана и 0В для этих пластов [ I ] • Установлено,что
в пластах "фасный Ш" и "Красный П" повышенным содержанием рассе янных углеводородных газов характеризуются нечетные сильвинитовые
слои, менее гавонасыщены четные галитовые слои (рис. 1 ;. ит т»А- него пласта "Красный П" вверх по разрезу продуктивной толщи про исходит значительное увеличение газоносности пород, достигающее своего максимума в пласте В* Выше по разрезу наблюдается снижение газонасыщенности пород. Недостаточно исследовано расцределение углеводородных и других газов в наиболее газоносных сильвинитовых пластах А, Б и В [ 2 ] .
Рис. I . Распределение мищювключенннх метана ( / ) и этана ( 2 ) по разрезу нижней части цродуктивных пластов Верхнекамского
калийного месторождения Г 1 3
В связи со значительной миграцией газов свободной фазы [ I ] не всегда возможно оценить масштабы первичного газообразования в различных пластах, что, естественно, затрудняет выявление зако номерностей размещения газов по разреэу и площади продуктивной толщи. С этой точки зрения цредставляет интерес распределение в пластах сероводорода - газа, содержащегося в калийных пластах преимущественно (9 0 -9 # ) в виде микровключений внутри кристаллов
95
Рис* 2* Изменение содержания сероводорода! а ), хдороформенного битумоидв ( 5 ) и цвета люминесценции ХББ (Ba=s=q - голубой, ggggg - желтый, - коричневый) по разрезу верхней чаоти цродуктявной толщи Второго Соликамского рудника
13 ] . Отмечается ярко выраженная цриуроченнооть скоплений rasa к четным сдоя1 плаота В и к пласту Б (рио. 2 ,а ). Одновременно с увеличением количества органического углерода (ОВ» Сорг 1,33)
в породах реотет и содержание сероводорода:
96
Х„ Л0.0*+2,86Сорл )-Ю*м3/м3 |
|
H2 S |
о р г |
Эта зависимость получена для сильвинитовых слоев Второго Соликам ского калийного рудника.
Таким образом, отмечается закономерное цикличное распределе ние сероводорода по разрезу верхней части продуктивной сильвинитовой толщи*
Наряду о определением содержания ОВ в слоях производилось количественное определение битумоидов (рис. 2 ,6 ), извлекаемых хлороформом (ХББ), и их качественный анализ. Качественные харак теристики битумоидов выявлялись по цвету люминесценции капилляр ных вытяжек.
В зависимости от содержания в цробе отдельных элементов цвет люминесценции может изменяться от белесовато-голубого (лег кие углеводороды) до голубого (масла), желтого, оранжево-бурого (смолы) и темно-коричневого (асфальтены) [ 4 ] .
Как свидетельствуют результаты проведенного нами*) люминес-
центно-битуминологичеокого каротажа, цвет |
люминесценции ХББ верх |
||||
него 6-го |
слоя пласта В - коричневый, 4 -го и 2 -го слоев |
пласта В |
|||
и пласта |
Б - коричнево-голубой, |
нечетных |
(5 -го , 3 -го и |
1 -го) сло |
|
ев пласта |
В - желто-коричневый, |
а |
пластов А, А1 - чисто |
голубой |
|
(см. рис. |
2 ,6 ), т .е . качественный |
состав |
битумоидов (как и содер |
жание сероводорода) изменяется в определенной последовательности по четным и нечетным слоям пластов В, Б и А, что указывает на вза имосвязь цикличного распределения газов по разрезу верхней части Продуктивных пластов с формированием вещественного состава пород.
Известный интерес представляет и изменение влажности пород по слоям и пластам верхней части продуктивных пластов (данные получены на основании результатов бороздового опробования). Мак симальное содержание влаги отмечается в "корже" пласта Б, мини мальное в пласте А (таблица).
Содержание влаги в четных и нечетных слоях пласта В харак теризуется ярко выраженной ритмичностью, причем сравнительно по вышенным влагосодержанием отличаются нечетные смешенного оильви- нитово-галитового состава олои пласта В.
Выявленные закономерности циклического распределения газов
х) Совместно со старшим научным сотрудником ПермНИПИнефть В.И. Внутоквх.
Наденете влажности по пластам Второго Соликамского рудника
Пласт, сдой |
Содержание волы в поводе. % |
|
|
вариации |
среднее значение |
В, 6-й слой |
0,35*0,54 |
0,37 |
В, 5-й сдой |
0,40+0,50 |
0,45 |
В, 4-й слой |
0,09+0,25 |
0,17 |
В, 3-й слой |
0,24+1,28 |
0,61 |
В, 2-й слой |
0,16+0,61 |
0,28 |
В, 1-й слой |
0,22+0,43 |
0,32 |
Б, "корн" |
0,36+3,14 |
0,95 |
Б |
0,08*0,21 |
0,13 |
А |
0,02+0,14 |
0,09 |
в увязке о минералого-петрографичеоким соотавом пород использо ваны авторами статьи для построения прогнозных карт газоносности для отдельных участков шахтного поля Второго Соликамского рудника.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Авдрейко С .С ., Галкин В.И., ПЬманокий Г.П. Некоторые осо бенности распределения углеводородных газов по разрезу Верхнекам-
ского месторождения калийных содей / / Разработка соляных место |
||
рождений / Перм. политехи, ин-т. - |
Пермь, 1980, - С. 82-67. |
|
2. Земсков А .Н ., |
1фасюк Н.Ф. Гаэонооность пород третьего |
|
Березшковского рудника / / Разработка соляных месторождений / |
||
Перм. политехн.ин-т. - |
Пермь, 1976. |
- С. 140-142. |
3. Земсков А .Н ., |
Полянина Г.Д. |
Газоносность пород и законо |
мерность |
раоцределения гаэонаоыщенных зон на Верхнекамских руд |
|||
ни ках.// |
Техника безопасности, |
охрана труда и горноспасательное |
||
дело / |
ЦНИЭИуголь. - М., 1981. |
- |
I Ю. - С, 9-10. |
|
4 . |
Методическое руководство |
по люминесцентно-битумологичес |
ким и спектральным методам последования органического вещества пород и нефтей / Сост. Ботнева Т .А ., Ильина А .А ., Терской Я.А. и др. - М«: Недра, 1979. - 204 с .
98
5. |
Полянина Г Д *, |
Земсков А.Н*, Краоюк Н.Ф. Некоторые данные |
|
по газоносности пород Второго Соликамского калийного рудника |
/ / |
||
Вентиляция шахт и рудников / |
Ленингр. горный и н - т ,- Л ., 1976. |
- |
|
Вши 3* “ |
С* 57“ 59* |
|
|
УДК 622.441.3/4
А.С. Триполко, В.И. Фоминых
СОДЕРЖАНИЕ МЕГАНА И ВОДОРОДА В ПРОБАХ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ НА КАЛИЙНЫХ РУДНИКАХ НЕРХНЕКАМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
(П/о "Уралкалий” , управление Пермского округа Госгортехнадзора СССР)
Разработка калийных пластов сопровождается выделением в рудничную атмосферу цриродных газов как из разрабатываемых плас тов, так и из соседних сближенных пластов и пропластков.
Основные составляющие свободных газов Верхнекамского место рождения - метан, водород, в8от в небольших количествах црисутствуют тяжелые углеводороды, углекислый гае и сероводород. В со отношении этих компонентов наблюдаются колебания в широких пре делах не только для различных пластов, но и в пределах одного
плаота. Цри этом меныпие |
колебания характерны для отношения сум |
||
мы горючих газов (метана |
и водорода) |
к азоту |
и значительно боль |
шие для отношения водорода к метану, |
которое |
для карталлитового |
плаота В рудника Первого Соликамского рудоуправления это отноше
ние изменяется от I |
до 15 [ I ] , а отношение содержания водорода |
к метану составляет |
2,5 Г 2 ] . |
Принимая во внимание газовую опасность пластов, возможные вспышки и взрывы горючих газов, на все разрабатываемые пласты, за исключением пласта "Красный П" рудников Первого и Второго Со ликамского рудоуцравления, распространен газовый режим. На этих пластах в соответствии с ЕПБ и "Специальными мероприятиями по бе
зопасному ведению горных работ на Верхнекамском калийном месторож дении в условиях газового режима" осуществляют плановый и оператив ный контроль за содержанием горючих газов с установленной перио дичностью С32 . Цри их обнаружении приборами газового контроля в атмосфере горных вцработок отбирают пробы на метан и водород для последующего анализа в химической лаборатории.