Механизм фильтрационных процессов в горном массиве при наложении гидравлических ударов на столб нагнетаемой в пласт жидкости

Abstract

В работе обоснован механизм фильтрационных процессов в горном массиве, происходящих при наложении гидравлических ударов на поток нагнетаемой в угольный пласт жидкости. Данный механизм может быть использован для повышения эффективности нагнетания жидкости в пласт в режиме его гидравлического рыхления. Модель данного механизма позволяет оценить условия рыхления призабойной части пласта и параметры эффективного увлажнения угольного массива при выполнении противовыбросного мероприятия. Приведена зависимость изменения пористости по мере цикличного нагружения массива за счет накопления повреждений в угле. Показано, что пористость и проницаемость угольного массива монотонно возрастают до определенной величины при увеличении числа циклов ударного нагружения, при этом средний суммарный переток нагнетаемой в пласт жидкости возрастает с ростом числа циклов ударного нагружения.

В роботі обгрунтований механізм процесів фільтрацій в гірському масиві, що відбуваються під час накладення гідравлічних ударів на потік рідини, що нагнітається у вугільний пласт. Даний механізм може бути використаний для підвищення ефективності нагнітання рідини в пласт в режимі його гідравлічного спушення. Модель даного механізму дозволяє оцінити умови спушення прівибійної частини пласта і параметри ефективного зволоження вугільного масиву при виконанні протівовикидного заходу. Приведена залежність зміни пористості у міру циклічного навантаження масиву за рахунок накопичення пошкоджень в кутку. Показано, що пористість і проникність вугільного масиву монотонно зростають до певної величини при збільшенні числа циклів ударного навантаження, при цьому середнє сумарне перетікання рідини, що нагнітається в пласт, зростає із зростанням числа циклів ударного навантаження.

Mechanism of filtration processes in the rocks occurred at applying hydraulic shock on the stream of liquid injected into the coal layer is explained in this work. This mechanism can be used for improving liquid injection into the layer when the layer is in the process of hydraulic loosening. A model of this mechanism allows to determine conditions for loosening a face area of the layer and parameters for effective watering of the coal mass at implementation of measures against outburst. Dependence of porosity changes in the process of cyclic loading of the coal mass due to accumulated coal disturbances is presented. It is shown that coal porosity and permeability increase monotonically up to a certain size at increasing number of cycles of the shock loading, and average total flow of liquid injected into the coal mass increases with grown number of cycles of the shock loading.