[go: up one dir, main page]

SU783657A1 - Method of determining portion of sorption porosity volume in total porosity of coal specimen - Google Patents

Method of determining portion of sorption porosity volume in total porosity of coal specimen Download PDF

Info

Publication number
SU783657A1
SU783657A1 SU792705403A SU2705403A SU783657A1 SU 783657 A1 SU783657 A1 SU 783657A1 SU 792705403 A SU792705403 A SU 792705403A SU 2705403 A SU2705403 A SU 2705403A SU 783657 A1 SU783657 A1 SU 783657A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
coal
porosity
sorption
samples
determining portion
Prior art date
Application number
SU792705403A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Тихонович Акиньшин
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
Priority to SU792705403A priority Critical patent/SU783657A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU783657A1 publication Critical patent/SU783657A1/en

Links

Landscapes

  • Drying Of Gases (AREA)

Description

II

Изобретение относитс  к технике исследовани  физических свойств, а именно структуры пористых образцов, например, угл , может найти применение в области горного дела, npemiy- 5 щественно св занной с проблемой прог ноза горных ударов и внезапных выбросов угл  и газа.The invention relates to a technique for studying physical properties, namely, the structure of porous samples, such as coal, can be used in the field of mining, which is significantly associated with the problem of the prediction of rock bursts and sudden emissions of coal and gas.

Известен способ определени  долевого участи  в общей пористости сорб- 10 ционного порового объема путем измерени  и расчета общей пористости и степени водонасыщени , соответствующей максимальной гигроскопической влажности 1. Дл  этого по образцам 15 горной породк определ ют четыре характеристики: объемную плотность, плотность, исходную влажность и максимальную гигроскопическую влажность.The known method of determining the fraction in the total porosity of the sorption pore volume by measuring and calculating the total porosity and the degree of water saturation corresponding to the maximum hygroscopic humidity 1. To do this, four characteristics are determined from rock samples 15: bulk density, density, initial moisture and maximum hygroscopic moisture.

Основной недостаток способа заклю- 20 чаетс  в том, что во многих случа х, особенно при керновом бурении при геологоразведочных работах, в зонах геологических нарушений и в выбросоопасных - участках пластов часто. 25 невозможно получить полноценные образцы весом не менее 50 г. Поэтому определение объемной плотности методом гидростатического взвешивани  невозможно , а следовательно, затрудненоЗОThe main disadvantage of the method lies in the fact that in many cases, especially during core drilling during geological exploration, in areas of geological disturbances and in outburst-hazardous areas of reservoirs often. 25 it is impossible to obtain complete samples weighing at least 50 g. Therefore, the determination of bulk density by the method of hydrostatic weighing is impossible, and therefore, it is difficult for ROS.

определение общей пористости и доли сорбционного порового объема.determination of total porosity and the proportion of sorption pore volume.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением  вл етс  способ определени  сорбционного порового объема в общей пористости образца угл  определ емого по зависимосаг .The closest to the proposed technical solution is the method for determining the sorption pore volume in the total porosity of a sample of coal determined by dependency.

тиti

,, o.ib d-uvW V)/,, o.ib d-uvW V) /

maxmax

idid

где Л 4; - приращение влажности проб угл  с крупностью зерна 2-5 мм в среде с относительной влажностью воздуха 95-98%, определ емое за промежуток времени 5-6 ч как отношение приращени  массы пробы к массе полностью сухого угл ;where L 4; - increment of the moisture content of coal samples with a grain size of 2–5 mm in an environment with a relative air humidity of 95–98%, determined over a period of 5–6 h as the ratio of the sample mass increment to the mass of completely dry coal;

дУД/(11 то ке самое, дл  пробы угл  с крупностью зерна менее 0,20 ,25 мм. Согласно этому способу отбирают две пробы размельченного образца и помещают их в герметичную камеру с известной влажностью воздуха и измер ют приращение влажности отдельно дл  каждой пробы 2j ,DUD / (11th most, for a sample of coal with a grain size less than 0.20, 25 mm. According to this method, two samples of the crushed sample are taken and placed in a sealed chamber with a known air humidity and the increment of humidity is measured separately for each sample 2j ,

Недостатком способа  вл етс  невозможность использовани  его при экспресс-определени х непосредственно в шахтных услови х, поскольку требуетс  предварительное высушивание образца , взвешивание, длительное насыщение во влажной среде. Целью изобретени   вл етс  сокращение времени анализа и упрощение спо соба. Поставленна  цель достигаетс  тем, чтр определ ют приращение относительной влажности воздуха в измерительной ге|зметичной камере через 1-10 мин, порле помещени  в нее проб угл  отде ьно пробы 5-50 и пробы 0,25-1мм по|:;ле чего долю сорбционного объема в рбщей пористости образца угл  опреде;п ют по зависиг ости ..4 lljjV t Л ЧV приращение относительной влажности воздуха в измерительной камере с пробой , 5-50 мм; iSiCj) - то же,дл  пробы 0,25--1 мм Сущность способа заключаетс  в еле дающем. Отобранные с интересующего участка пласта.пробы угл , набираемые например, при бурении шпуров или сква , помещают в герметичную камеру, в которой с помощью гигрометров осуществл ют фиксирование изменени  отно сительной влажности воздуха. В зггвиси мости от исходной влажности угл  {естественной влажности) воздух над его поверхностью будет осушатьс  или увлржн тьс  до тех пор, пока не наступит динамическое равновесие кежду влажностью угл  и относительной влажностью воздуха. ; Пример. Проводилось определение кинетики установлени  относительной влажности воздуха (ср) в герметичной камере после помещени , в нее проб угл  разной крупности угольных пластов , имеющих различную величину доли сорбционного порового объема ( ) которую определ ли также известныгл Методом„ Дл  шахтных исследований бьш применен баротермогигрометр БН-2 с узлом влажности. Принцип работы которо го основан на свойстве капроновой нити измен ть свою длину в зависимости от изменени  относительной влажности воздуха. прибор индивиуально тарировали дл  определенного диапазона температур и настраивали в узком диапазоне изменени  относитель-. ной влажности воздуха. Например, дл  шахтных работ в диапазоне относительной влажности воздуха 30-50%, 50-70 и 70-100%. Дл  каждого прибора оценивали индивидуальную погрешность. Как показали проведенные исследовани , в диапазоне нормальных температуре 1825 С прибор давал допустимую разрешающую способность. При исследовани х, проведенных дл  оценки доли сорбционного порового объема (С ) герметизацию камеры осуществл ли с помощью полиэтилена , а чтобы уменьшить инерционность и улучшить гигротермодинамические характеристики прибора дл  измерений . использовали датчик безотермогигрометра БМ-2 без корпуса. Исходна  относительна  влажность воздуха в камере составл ла 30-40. В качестве иллюстрации на Лиг. 1-3 и в таблице приведены данные дл  трех характерных случаев. После помещени  пробы угл  в камеру периодически снимали отсчет. На фиг. 1-3 изображены характеристики кинетики изменени  относительной влажности воздуха ф в герметичной камере после помещени  в нее проб угл  разной крупности и различной нарушенности порового пространства (1 с крупностью зерна менее 1 мм, 2 единичные образцы массой 70-90 г). На фиг. 1 зависимости получены на робах угл  пласт,а ГПо,, опасного по внезапным выбросам угл  и газа (шахта им. Артема объединени  Лртемуголь, гор. 860 м, восточное крыло шахтного пол , монтажна  печь). На фиг. 2 представлены зависимости полученные на пробах угл  пласта т, опасного по внезапным выбросам угл  и газа (шахта им. Изотова объединени  Лртемуголь, гор. 630 м, восток, лава 9 - уступ),. На фиг. 3 - то же дл  пласта IV,угрожаемого по горным ударам (шахта им. Орджоникидзе объединени  Грузуголь , гор. 215 м, поле Г, восточный Штрек).The disadvantage of this method is that it cannot be used for express determination directly in mine conditions, since preliminary drying of the sample, weighing, and long-term saturation in a humid environment are required. The aim of the invention is to reduce the analysis time and simplify the process. The goal is achieved by determining the increment of the relative humidity of the air in the measuring hermetic chamber after 1–10 minutes, then placing samples of coal from a single sample of 5–50 samples and samples of 0.25–1 mm according to |:; sorption volume in the total porosity of the sample of coal; determined according to dependence. 4 lljjV t Л VV increment of relative humidity of air in the measuring chamber with a sample of 5-50 mm; iSiCj) - the same, for a sample of 0.25-1 mm. The essence of the method lies in barely giving. Coal samples collected from a specific area of interest. For example, when drilling holes or wells, coal is placed in a sealed chamber, in which changes in relative humidity of the air are recorded with hygrometers. On the basis of the initial moisture content of the coal (natural moisture), the air above its surface will dry out or increase until the dynamic balance between the humidity of the coal and the relative humidity of the air is reached. ; Example. The kinetics of determining the relative air humidity (cf) in a sealed chamber after placement was carried out. Coal samples of different sizes of coal seams with different portions of the sorption pore volume () were determined in it, which were also determined by the “BN-2 barothermigrometer” method. with a node of humidity. The principle of operation of which is based on the property of the kapron thread to change its length depending on the change in the relative humidity of the air. the instrument was individually calibrated for a certain temperature range and tuned in a narrow range of relative. Noah humidity. For example, for mine works in the range of relative humidity of air of 30-50%, 50-70 and 70-100%. An individual error was evaluated for each instrument. As studies have shown, in the normal temperature range of 1825 ° C, the device gave an acceptable resolution. In studies conducted to assess the proportion of the sorption pore volume (C), the chamber was sealed with polyethylene, and in order to reduce the inertia and improve the hygrothermodynamic characteristics of the measuring instrument. used the sensor of the BM-2 thermohygrometer without a housing. The initial relative humidity of the air in the chamber was 30-40. As an illustration on the league. 1-3 and in the table data for three characteristic cases are given. After the sample was placed, the coal in the chamber was periodically taken to read. FIG. 1-3 shows the characteristics of the kinetics of changes in relative humidity of air in a sealed chamber after placing into it samples of coal of different size and different disturbance of the pore space (1 with grain size less than 1 mm, 2 individual samples weighing 70-90 g). FIG. 1 dependences were obtained on coal beds, a coal seam, and the GPO, which is dangerous due to sudden coal and gas emissions (the mine named after Artyom, Ltremugol mountain, 860 m high, the east wing of the mine floor, an assembly furnace). FIG. Figure 2 shows the dependences obtained on samples of coal seam t, hazardous from sudden coal and gas emissions (mine named after Izotov Lrtemugol, mountain 630 m, east, lava 9 - ledge) ,. FIG. 3 - the same for reservoir IV, threatened by rock bursts (mine named after Ordzhonikidze, Gruzugol Combine, mountain 215 m, field D, east Shtrek).

Продолжение табл.Continued table.

Пласт IV, угрохсаемый по 0,9 горным ударам, шахта им. Орджоникидзе объеди- : нени  Грузуголь Было вы влено, что в зависимости от типа угл , его нарушенности и проч ности кинетика десорбции проб угл  ;. разной крупности существенно измен етс . При этом скорость десорбции влаги угл  в пространстве камеры зависит от суммарной поверхности пор и треищн угл .Эта поверхность зависит от крупности размельчени  и особеннос тей структуры порового пространства. Когда в угле хорошо развита сеть круп ных субмакро- и макропор(величина . i 0,25) , то в этом случае десорбци  парообразной влаги практически не зависит от крупности зерна. Чем больше дол  сорбционного порового объема в общей пористости и меньше дол  субмакро- и макропор (.СГ1 тем существеннее зависимость скорости десорбции парообразной влаги из угл  разной крупности (но одинаковой массы Как видно из таблицы, полученный . расхождени  показателей вполне допус|тимы дл  экспресс-оценки свойств угл . При создании специальных датчиков-гигрометров эти погрешности могут быть существенно снижены. Использование предлагаемого способа позвол ет существенно ускорить (в 30-100 раз) и упростить определение I необходимой дл  прогноза и борьбы с 1горньами ударами и внезапными выбросами физической характеристики угл  доли сорбционного порового объема,  в л ющейс  показателем нарушенности Layer IV, hit by 0.9 rock bursts, mine them. Ordzhonikidze unification: Gruzugol It was revealed that, depending on the type of coal, its disturbance and strength, the kinetics of desorption of coal samples ;. different sizes vary significantly. In this case, the rate of moisture desorption of coal in the chamber space depends on the total surface of the pores and the burnt coal. This surface depends on the size of grinding and on the specific features of the pore space structure. When a network of large submacro and macropores is well developed in coal (value. I 0.25), then in this case the desorption of vaporous moisture practically does not depend on the grain size. The greater the proportion of the sorption pore volume in the total porosity and the smaller the fraction of submacro and macropores (.СГ1, the more significant is the dependence of the desorption rate of vaporous moisture from coal of different sizes (but of equal mass. As can be seen from the table, the resulting discrepancies are quite acceptable for evaluating the properties of coal. When creating special hygrometer sensors, these errors can be significantly reduced. Using the proposed method can significantly speed up (30-100 times) and simplify the determination of for prediction and control of 1 blows and sudden outbursts of the physical characteristics of coal, the proportion of the sorption pore volume, in terms of disturbance

-6,7 -6,7

-0,06 -16,7 -0,15 -0,22 -0.06 -16.7 -0.15 -0.22

Claims (2)

1. Ломтадзе В.Д. Методы лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород,л Недра 1972.1. Lomtadze V.D. Methods of laboratory research of physical and mechanical properties of rocks, l Nedra 1972. 2. Авторское свидетельство СССР 626397, кл. G 01 Н 15/08, 1977 (прототип ) .2. USSR author's certificate 626397, cl. G 01 H 15/08, 1977 (prototype). 5 iO( 15 мин Фиг.-55 iO (15 min. Fig-5
SU792705403A 1979-01-02 1979-01-02 Method of determining portion of sorption porosity volume in total porosity of coal specimen SU783657A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792705403A SU783657A1 (en) 1979-01-02 1979-01-02 Method of determining portion of sorption porosity volume in total porosity of coal specimen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792705403A SU783657A1 (en) 1979-01-02 1979-01-02 Method of determining portion of sorption porosity volume in total porosity of coal specimen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU783657A1 true SU783657A1 (en) 1980-11-30

Family

ID=20802185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792705403A SU783657A1 (en) 1979-01-02 1979-01-02 Method of determining portion of sorption porosity volume in total porosity of coal specimen

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU783657A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4591431A (en) * 1984-10-09 1986-05-27 Sinha Rabindra K Process for separating porous materials from less porous materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4591431A (en) * 1984-10-09 1986-05-27 Sinha Rabindra K Process for separating porous materials from less porous materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nam et al. Comparison of testing techniques and models for establishing the SWCC of riverbank soils
Villar Water retention of two natural compacted bentonites
Kahraman The determination of uniaxial compressive strength from point load strength for pyroclastic rocks
Pejon et al. Analysis of cyclic swelling of mudrocks
Mbia et al. Permeability, compressibility and porosity of Jurassic shale from the Norwegian–Danish Basin
Lipovetsky et al. HYPROP measurements of the unsaturated hydraulic properties of a carbonate rock sample
CN110348590A (en) A kind of shale adsorbed gas content calculation method
CN111077174A (en) A method for calculating free gas and adsorbed gas content in shale reservoirs
Carmeliet et al. Hysteresis and moisture buffering of wood
Ouldboukhitine et al. Experimental characterization of green roof components
Zhang et al. Influence of temperature on coal sorption characteristics and the theory of coal surface free energy
Gaus et al. Experimental determination of porosity and methane sorption capacity of organic-rich shales as a function of effective stress: Implications for gas storage capacity
Harpalani et al. Effect of gas production on porosity and permeability of coal
Chen et al. Binary gas diffusion of methane‐nitrogen through porous solids
Wild et al. The response of Opalinus Clay when exposed to cyclic relative humidity variations
SU783657A1 (en) Method of determining portion of sorption porosity volume in total porosity of coal specimen
Skoczylas et al. New instruments and methods for analysing the coal-methane system
Morrow et al. 2.11 RELATIONSHIP OF PORE STRUCTURE TO FLUID BEHAVIOR IN LOW PERMEABILITY GAS SANDS
SU626397A1 (en) Method of determining sorption porous volume in coal total porosity
Pini et al. Coal characterization for ECBM recovery: gas sorption under dry and humid conditions, and its effect on displacement dynamics
Al-Bulushi et al. Capillary pressure corrections, quality control and curve fitting workflow
Hamed et al. New experimental method to study the combined effect of temperature and salt weathering
Omovie et al. Acoustic response to fluid properties in hydrocarbon-rich shales
Zhang et al. Stress-strain-sorption behaviour of smectites upon exposure to dry and wet CO2
Machowski et al. Source potential of the Menilite Formation in the central Carpathian Synclinorium (Outer Carpathians, Poland)