й і поперечний розміри блоку, м; Н - висота блоку, м;- Максимальне зміщення блоку при резонансних коливаннях, м.
Додаткове максимальне газовиділення, обумовлене переходом газу з сорбованої стану у вільний, визначається за формулою:
, м3/м3. (2.4)
Отже, максимальний додатковий обсяг газу Q , який переходить у вільний стан при резонансних коливаннях блоку можна оцінити таким чином:
, м3, (2.5)
де?- Кут падіння пластів у свиті, розташованих в межах блоку;- Сумарна потужність вугільних пластів у свиті, що потрапляють у розглянутий блок, м.
Сумарна сила тертя на кордонах розломів, оконтурювальних блок розраховується наступним чином:
,
де=0.85 - статичний коефіцієнт тертя; ?- Щільність гірської породи, кг/м3; =1000 кг/м3 - щільність води; =9,8 м/с2; а - розмір блоку по горизонталі; Н - глибина (розмір блоку по вертикалі), м.
Максимальна сила, прикладена до блоку з боку віброісточніка, здатна зрушити блок по розломах визначається за формулою:
, (2.7)
Вимушені коливання блоку під дією вібросейсміческого джерела описуються рівнянням:
, (2.8)
де - відхилення від положення статичної рівноваги, м; в - коефіцієнт в'язкого опору на кордонах блоку (коефіцієнт загасання), с - 1; ?- Частота вібросейсміческого джерела, с - 1;- Власна частота коливань блоку, с - 1;- Коефіцієнт жорсткості порід підстави, Н / м, Е - модуль Юнга порід блоку, Па; . При резонансних коливаннях.
Оскільки маса блоку дорівнює, то амплітуда може бути визначена з виразу:
. (2.9)
З вище перерахованих рівнянь отримуємо максимальне додаткове газовиділення:
, м3. (2.10)
2.3 Вібраційний вплив на вугільні пласти як метод інтенсифікації видобутку метану
.3.1 Хвильовий вплив на пласт
Збільшення метановиділення з газоносного нізкопроніцаемие вугільного пласта може бути досягнуто в процесі механодеструкція вугілля при створенні великої системи тріщин в масиві.
Важливу роль тут можуть грати також динамічні процеси, наприклад, вібрація.
На даному етапі розвитку методів впливу на вугленосну товщу з практичної точки зору доцільно застосовувати для інтенсифікації метаноотдачі з вугілля вібраційний вплив на газоносний нізкопроніцаемие вугільний масив через свердловини, пробурені з денної поверхні.
В даний час все більш актуальною стає вирішення проблеми ефективного впливу на стан системи «сорбованих метан - вугілля» для збільшення метаноотдачі з вугілля. У зв'язку з цим одними з перспективних методів активного впливу є використання низькочастотних вібраційних коливань.
Для оптимізації режиму вібраційного впливу на вугільний пласт і розрахунку зони охоплення необхідні детальне дослідження механізмів впливу енергії хвилі на систему «сорбованих метан - вугілля», а також характерних особливостей поліпні процесу в геологічних середовищах.
На жаль, в даний час дана тема погано освітлена у вітчизняній і зарубіжній літературі, відсутнє чітке розуміння механізмів впливу вібрації на систему «вугілля - метан», а небагато експерим...
