The relationship between rock fracturing and methane inflow into the drainage holes on the basis of coal mine measurements

• Autorzy: Wierzbicki M.

Warianty tytułu

PL

Relacja pomiędzy szczelinowatością górotworu a dopływem metanu do otworów odmetanowania na podstawie pomiarów kopalnianych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The present paper provides the results of measurements that were carried out in drainage holes in coal mines. The measurements involved determining the distribution of methane supplies into the holes in question, as hole as describing the variability of this parameter as a function of the hole’s depth. Another investigated parameter was the fracturing of the rock and its changes during exploitation. The equipment used was an vane probe anemometer and an infrared digital introscope video camera. The measurements - which were conducted in several active drainage boreholes (below depression), ahead of the working longwall - enabled the researchers to identify both the spots of methane release and changes to the fracturing of the rock in relation to the distance to the longwall. Additionally, the changeability of the methane supply was demonstrated, together with the deepening of the rock fracturing conditioned by the decreasing distance between the longwall and a drainage hole. The calculated coefficients of correlation between the parameters describing the fracturing and the extent of methane inflow into the holes (established to be 0.90-0.99) prove that the measured factors are strongly interrelated.

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów kopalnianych przeprowadzonych w otworach odmetanowania. Pomiary polegały na określeniu rozkładów dopływów metanu do wnętrza otworu odmetanowania wraz z opisem zmienności tego parametru w funkcji długości otworu. Wykonano również badania szczelinowatości górotworu. W badaniach zastosowano anemometryczną sondę skrzydełkową oraz kamerę wideo w podczerwieni. Pomiary wykonywano w kilku czynnych otworach odmetanowania (pod depresją) przed frontem eksploatowanej ściany. Pozwoliły one na określenie rozkładu dopływu metanu do otworów oraz zmian szczelinowatości górotworu w różnych odległościach pomiędzy otworami a ścianą. Pokazano zmienność dopływu oraz rozwój szczelinowatości górotworu wraz ze zbliżaniem się ściany do otworu odmetanowania. Obliczone współczynniki korelacji pomiędzy parametrami opisującymi szczelinowatość a wielkością dopływu metanu do otworów, na poziomie od 0.90 do 0.99 wskazują na bardzo silną zależność miedzy zmierzonymi parametrami.

Słowa kluczowe

EN

gas drainage; rock fracturing; methane hazard

PL

odmetanowanie; szczelinowatość górotworu; zagrożenie metanowe

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, no. 1
• Strony: 21--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wierzbicki M.

• Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences, ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Cameron J.R., Palmer I.D., Lukas A., Moschovidis Z.A., 2007. Effectiveness of horizontal holes in CBM. International Coalbed Methane Symposium, Paper 0716. The University of Alabama, Tuscaloosa, AL.
• Dziurzyński W., Wierzbicki M., , Skoczylas N., Kudasik M., Kruczkowski J., Kozielska R.: Studies on the inflow methanewith an indication of pressure distribution in the drainage holes, Report on the strategic research project „Improving safety in mines”, Task 4.3.2 (in polish).
• Frejowski A., Drzewiecki J., 2008. Wpływ odległości frontu eksploatacyjnego od otworów drenażowych na procesodmetanowania górotworu. Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko, GIG.
• Holditch S.A., 1990. Completion methods in coal seam reservoirs. Ann. Tech. Conf. New Orleans, LA. SPE 20670. September 1990.
• Jenkins R.B., Frazier P., 2010. High-resolution remote sensing of upland swamp boundaries and vegetation for baselinemapping and monitoring. Wetlands 30 (3), 531-540.
• Kabiesz J., Patyńska R., 2009. Badania zasięgu i intensywności strefy spękań wokół chodnikowych wyrobisk korytarzowych. Górnictwo i Geoinżynieria 33 Zeszyt 1.
• Karacan Ö., 2009. Reservoir engineering considerations for coal seam degasification and methane control in undergroundcoal mines. Mine ventiltion, vol. 1.
• Karacan Ö., Diamond W.P., Schatzel S.J., 2007. Numerical analysis of the influence of in-seam horizontal methanedrainage boreholes on longwall face emission rates. International Journal of Coal Geology 72, 15-32.
• Karacan Ö., Luxbacher K., 2010. Stochastic modeling of gob gas venthole production performances in active and completedlongwall panels of coal mines. International Journal of Coal Geology 84 (2), 125-140.
• Kidybiński A., 1982. Podstawy geotechniki kopalnianej. Wydawnictwo „Śląsk”, Katowice.
• Kidybiński A., Siemek J., 2006. Podziemne magazyny gazu w zaniechanych kopalniach węgla. Główny Instytut Górnictwa, Katowice.
• Kirchgessner A.D., Masemore S.S., Piccot S.D., 2002. Engineering and economic evaluation of gas recovery and utilizationtechnologies at selected US mines. Environmental Science and Policy 5, 397-409.
• Krause E., 2009. Prediction of methane emissions into longwall workings during mining by means of a cutter-loader. Mine ventiltion, vol. 1.
• Kruczkowski J., 2012. Metoda pomiaru strumienia objętości gazu w otworach odmetanowania. Translactions of the Strata Mechanics Research Institute, Vol. 14, No 1-4. Kraków.
• Młynarczuk M., Wierzbicki M., 2012. Badania szczelinowatości górotworu wokół otworu odmetanowania na podstawieanalizy zapisów z kamery introskopowej, Translactions of the Strata Mechanics Research Institute, Vol. 14, No 1-4. Kraków.
• Nagy S., Siemek J., 2011. Shale Gas in Europe: the state of the technology - challenges & opportunities. Arch. Min. Sci., Vol. 56, No 4, p. 727-760.
• Pierszalik R., 2010. Badania introskopowe przy użyciu sondy ABS - możliwości badawcze oraz uwagi dotyczące użytkowania. Przegląd Górniczy, Vol. 66, No. 11.
• Pinińska J., 1994. Właściwości wytrzymałościowe i odkształceniowe skał. Część I: Skały osadowe regionu Świętokrzyskiego, Wyd. Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa.
• Stopyra M. Rak Z. Stasica J., 1998. Possibilities of testing of rock structure using methodology supported by infraredintroscopy. Cuprum, nr 8.
• Wierzbicki M., Młynarczuk M., 2006. Microscopic analysis of structure of coal samples collected after an gas and coaloutbursts in the gallery D-6, coal seam 409/4 in the „Zofiówka” coal mine (Upper Silesian Coal Basin). Arch. Min. Sci., Vol. 51, No 4, 577-588.
• Wierzbicki M., Młynarczuk M., 2013. Structural aspects of gas and dolomite outburst in “Rudna” copper mine, Poland. Int. Journal of Rock Mech. and Mining Sciences, Vol. 57, p. 113-118.