«Equipment and technologies for oil and gas complex»

MICROSTRUCTURE OF METHANE COAL BEDS

UDC: 622.333:622.817.4
DOI: 10.33285/1999-6934-2021-3(123)-66-70

Authors:

¹ N.V. Melnikov Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation

Keywords: fossil coal; metamorphism; gas content; sorption surface; microstructure; spectroscopic methods

Annotation:

Studies of coal beds gas saturation in the A.D. Ruban and S.M. Kirov mines of JSC "SUEK-Kuzbass" revealed that the residual gas amount in the bottomhole zone of beds is associated not only with the geological characteristics of coal, but also with its structure at the micron level. It is shown that for coals with a volatile Vdaf ≈ 40 %, lower gas content values are observed for coals with a more ordered microstructure, and the microstructure of coals with higher gas content is more chaotic. The use of methods of electron paramagnetic resonance, infrared spectroscopy and diagrams "complexity-entropy" made it possible to establish the relationship between the increase in uncompensated groups (free radicals) in the coal structure, the disorder of the microstructure and the value of gas content.

Bibliography:

1. Забурдяев В.С. Метанообильные шахты: газоносность, метановыделение, дегазация // Безопасность труда в промышленности. – 2012. – № 11. – С. 28–32.
2. Забурдяев В.С. Выделение метана из отбитого в очистном забое угля // Безопасность труда в промышленности. – 2019. – № 11. – С. 13–17. – DOI: 10.24000/0409-2961-2019-11-13-17
3. Петрографические и физические характеристики угольного вещества из кинкбандов / В.В. Лукинов, Л.И. Пимоненко, В.И. Барановский [и др.] // Уголь Украины. – 2012. – № 2. – С. 36–38.
4. Метан и выбросоопасность угольных пластов / С.А. Шепелева, В.В. Дырдин, Т.Л. Ким [и др.]. – Томск: Изд-во Томского гос. ун-та, 2015. – 178 с.
5. Булат А.Ф., Минеев С.П., Прусова А.А. Генерирование сорбированного метана, обусловленное релаксационным механизмом деформирования молекулярной структуры угля // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. – 2016. – № 1. – С. 91–99.
6. Microstructure and its influence on CH4 adsorption behavior of deep coal / Feng Yan-Yan, Jiang Cheng-Fa, Liu Dai-Jun, Chu Weib // Chinese Physics B. – 2014. – Vol. 23, No. 2. – DOI: 10.1088/1674-1056/23/2/028201
7. Coal pores and fracture development during CBM drainage: Their promoting effects on the propensity for coal and gas outbursts / Zongqing Tang, Shengqiang Yang, Cheng Zhai, Qin Xu // J. of Natural Gas Science and Engineering. – 2018. – Vol. 51. – P. 9–17. – DOI: 10.1016/j.jngse.2018.01.003
8. Газоносность и структура ископаемых углей Донецкого бассейна / Е.В. Ульянова, О.Н. Малинникова, А.В. Бурчак [и др.] // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. – 2017. – № 4. – С. 60–68.
9. Структура и метаноносность ископаемых углей / Е.В. Ульянова, О.Н. Малинникова, М.О. Долгова [и др.] // Химия твердого топлива. – 2016. – № 4. – С. 3–8. – DOI: 10.7868/S0023117716040101
10. Рекомендации по определению газоносности угольных пластов: руководство по безопасности. – Утв. приказом Федер. службы по эколог., технолог. и атомному надзору от 9 авг. 2016 г. № 333. – М.: ЗАО "Науч.-техн. центр исследований проблем промышленной безопасности". – Сер. 5, вып. 48. – 2017. – 44 с.
11. Brazhe A.R. Shearlet-based measures of entropy and complexity for two-dimensional patterns // Physical Review E. – 2018. – Vol. 97, No 6. – P. 061301. – DOI: 10.1103/PhysRevE.97.061301
12. Микроструктура ископаемых углей до и после газодинамических явлений / Е.В. Ульянова, О.Н. Малинникова, Б.Н. Пашичев, Е.В. Малинникова // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. – 2019. – № 5. – С. 10–17. – DOI: 10.15372/FTPRPI20190502