Способ дегазации подрабатываемого угольного пласта

 

СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ ПОДРАБАТЫВАЕМОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включаю щий бурение из одной точки на поверхности направленных скважин, горизонт тальные части которых направлены в противоположные сторойы, герметизацию устьев скважин и отсос газа из ; них, отличающийся тем, что, сцелью повышения эффективности дегааацИи за счет использования полостей разгрузки, перед бурением направленных скважин определяют зону наибольшего скоплений газа, в которой образуются полости разгрузки, при этом горизонтальные части направленных скважин располагают в полостях разгрузки под экранирующими породами, но не ниже почвы подрабатываемого пласта.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

3ш Е 21 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) -3326026/22-03 (22) 04; 08. 81 (46) 15.04.83. Бюл. Н 14 (72) А.Т.Айрунй, И;А.иофис, А.В.Шестопа тов и С.О.Касимов (71) Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР (53) 622;8.807(088.8) (56). .1. Руководство по дегазации угдльных вахт. M., "Недра", 1975, с.108, 2. Филдс Х.Х.; Дегазация нетронуто»" го пласта Питтсбург через большие скважины. - "Burean of Hines Report

of Snvestigatlon", 1973, и 780, :с.9-10, 48, рис.13 (прототип). (54)(57) спосоБ ДегАЗАЦИИ поДРАВАТЦВАЕИОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий бурение из одной точки на поверхности направленных скважин, горизон; тальные части которых направлены в противоположные стороны, герметизацию устьев скважин и отсос газа из них, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации за счет использования полостей разгрузки, перед бурением направленных скважин определяют зону наибольшего скоплений газа, в которой образуются полости разгрузки, при этом горизонтальные части направленных скважин располагают в полостях разгрузки под зкранирующими породами, но не ниже почвы под. рабатываемого пласта.

1011865

Изобретение относится к горной, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для дегазации подрабатываемого угольного пласта. 5

Известен способ дегазации nîäрабатываемых угольных пластов, выработанных пространств. и вмещающих пород путем бурения с поверхности вертикально-горизонтальных или наклонно-горизонтальных скважин, горизонтальные части которых находятся на расстоянии 20-30 м от разрабатываемого пласта 1 1.

Недостатком способа является

15 низкая эффективность дегазации, обусловленная расположением горизонтальной части скважин вне зоны наибольшего скопления газа и небольшим сроком ее службы в зоне разрушитель" ных деформаций.

Наиболее близким к предлагаемому является способ дегазации подрабатываемого угольного пласта, включающий бурение многоцелевой скважины с поверхности, а из расширенной части ее основания - горизонтальных пластовых скважин, из которых две расположены в одной вертикальной плоскости и направлены в противо- 30 положные стороны, герметизацию устьев скважин и отсос газа из них после подработки массива (2 ).

Недостатком данного способа также является низкая эффективность дегазации, так как горизонтальные скважины бурятся по пласту, а не в зоны, наибольшего скопления газа.

Цель изобретения — повышение эффективности дегазации за счет ис- 40 пользования полостей разгрузки.

Цель достигается тем, что согласно способу дегазации подрабатываемого угольного пласта, включающему бурение из одной точки на поверхности . 45 направленных скважин, горизонтальные части которых направлены в противоположные стороны, герметизацию устьев скважин и отсос газа из них, перед бурением направленных скважин определяют зону наибольшего скопления газа, в которой образуются полости разгрузки, при этом горизонтальные части направленных скважин располагают в полостях разгрузки под экранирующими породами, но не ниже почвы подрабатываемого пласта.

На чертеже приведена схема расположения дегазационнь1х скважин.

Схема включает скважины I и 2, горизонтальные части которых направлены соответственно навстречу забою и в направлении движения очистного забоя, полости 3 разгрузки в зонах наибольшего скопления газа между экранирующей породой 4 и подрабатываемым угольным пластом 5,а также разрабатываемый угольный пласт б.

Способ реализуетсл следующим об.разом.

Исходя из конкретных горно-геоло; гических условий (величина междупластья, удаление подрабатываемого угольного пласта от экранирующих пород и др. ) определяют целесообразность применения способа и область наибольшего скопления газа.

Определение зоны наибольшего скопления газа производится следующим образом.

Из анализа зависимости отношения, мощности междупластья (M ) к вынимаемой мощности подрабатываемого пласта (а от критической деформации пород в подрабртываемом массиве выделяют ,четыре зоны: первую, в которой — (7, Я

Э щ щ У .вторую, в которой 25 ) — ) 7, третью, .: в которой 37) — ) 25 и четвертую, в которой @-> 37

tA

Поскольку полости расслоения со скоплениями газа под большим давлением образуются, как правило, во второй (lI ) и третьей (Itl ) зонах, в этих зонах и определяется остаточное газовое давление по формулам у (1) (21 где с - угол падения пород;

Р - остаточное давление в подО работанном массиве; — NItr3 у

2. ГО

Ко= - кратность, при коКP

К торой давление газа в подрабатываемом и защитном пластах . при подработке в условиях горизонтального и И

Р ()РВР()у или

3 101) 8 залегания пород становится одинако-вым;

Е„- предельная относительная деформация растяжения;

Ю К - поправка к кратности за, счет угла падения;

Р - природное давление газа;

250 .1д д1 - минималь3 кр (вЦ 10 ная кратность, при которой подработка перестает оказывать влияние на давление газа в подрабатываемом пласте;

11

Е@, - предельная относительная 1$: деформация растяжения, при которой пласт угля теряет сплошность; кР it

КР (Ы) 3О кратность, определяющая границу между второй и третьей зонами;

Р1ср - давление газа на границе между второй и третьей -зонами. .Если известно остаточное давле2$ ние газа в выработанном пласте для условий горизонтального залегания пород, то формула (,Ц ) приобретает вид 2

8 () где поправочный коэффициент 6Р ц определяется из выражения 2

4 P(g )— 1 .(Ы). или выбирается из таблицы в зависи- . мости от угла падения пласта. Затем с дневной поверхности, иэ одного и того же, места, бурят две направленные дегазационные скважины 1 и 2.

При этом их горизонтальные части располагают в зоне наибольшего скоп- ления газа и направляют, соответственно, навстречу очистному забою и в направлении движения забоя. Го- ризонтальные части скважин располагают выше зоны разрушительных деформаций, что обуславливает их повышенную устойчивость. Так, например, для. $$ условий Донбасса эта эона располагаВНИИПИ Заказ 2718/41

Филиал ППП "Патент", г.

65 4 ется выше 80 м от разрабатываемого угольного пласта. Расстояние между кустами дегазационных скважин 1 и 2 принимается исходя-из технической возможности бурения горизонтальной части скважины большой протяженностью и равно не менее суммы длин горизон= тальных частей двух смежных направленных навстречу друг другу дегазационных скважин плюс половина длины полости разгрузки 3, При разработке угольного пласта 6 .происходит сдвиже" ние пород кровли, причем выше зоны разрушительных деформаций сдвижение протекает плавно, без разрыва сплошности и искривление скважины происходит без ее разрушения. С. Удалением от разрабатываемого пласта степень . трещиноватости, а следовательно, и газопроницаемость уменьшаются. При наличии более жесткого слоя горной породы по сравнению с нижерасположенным между ними наблюдаются расслоения, переходящие;в полости разгрузки 3, заполненные выделившимся в процессе разгрузки подрабатываемого угольного пласта.5 газом, находящимся в виду низкой газопроницаемости порОд между. пластья под высоким давлением. выделившийся. газпоступает в скважину и каптируется--с целью его дальнейшей утилизации.. По мере подвигания очистного забоя разрабатываемого угольного пласта б полость разгрузки

3 перемещается вдоль горизонтальной части дегазационной скважины 1 в направлении движения очистного забоя. Горизонтальная часть скважины

2 входит в полость при выходе из нее горизонтальной части скважины 1, в связи с чем каптирование метана осуществляется непрерывно.

При дальнейшем движении полости

3 вдоль горизонтальной части скважины 2 закрытие полости не влечет за собой закрытие (полное разрушение) канала горизонтальной части скважины 2, что делает срок службы скважи- . ны практически равным времени на-. хождения какой-либо ее части в полос. ти разгрузки.3.

Использование способа-позволяет повысить эффективность .дегаэации под рабатываемых угольных йластов, снизить газообильность выработок, а следовательно, повысить безопасность горных работ.

Тираж 442 По писное

Ужгород, ул. Проектная, 4