Способ дегазации свиты сближенных крутопадающих выбросоопасных угольных пластов

 

СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ СВИТЫ СБЛИЖЕННЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ ВЫБРОСООПАСНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ, включакиций бурение с поверхности вертикальной скважины, проведение полевого штрека и выработки , соединяющей полевой штрек с вертикальной скважиной, бурение из полевого штрека подземных, скважин , нагнетание рабочей жидкости через вертикальную скважину в режиме гидрорасчленения в подземные сквсшины с последующей дегазацией пласта через подземные скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации свиты сближенных крутопадающих выбросоопасных пластов, вертикальную скважину бурят до нижней технической гра ницы шахтного поля со стороны лежачего бока крайнего в свите пласта, полевые штреки проводят через.горизонт отработки пластов, из которых подземные скважины бурят в восходящем и нисходящем направлениях до пересечения всей свиты пластов, нагнетание рабочей жидкости осуществляют последовательно во все пласты свиты , начиная с наиболее удаленного от палевого штрека, а дегазацию производят одновременно для всех пластов свиты, при этом подземные скважины бурят под углом р к горизонту , равным л p -arct(2 ia-ьсобл ( (О 4 В fl-S nd I с на расстоянии одна от другой. равнсм . А. где п - высота выемочного столба угля , i oi угол залегания пластов в свите; F 6 - расстояние заложения поле; вого штрека от угольного пласта; О - мощность свиты, О и b - ро1диусы эффективности гидро00 CD расчленения в направлениях максимального и минимального раскрытия трещин {Соответственно.

1, SU.„102! A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3l59 E 21 F 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ жину бурят до нижней технической гра-. ницы шахтного поля со стороны лежачего бока крайнего в свите пласта, полевые штреки проводят через.горизонт отработки пластов, из которых подземные скважины бурят в восходящем и нисходящем направлениях до пересечения всей свиты пластов, нагнетание рабочей жидкости осуществляют последовательно во все пласты свиты, начиная с наиболее удаленного от палевого штрека, а дегазацию производят одновременно для всех пластов свиты, при этом подземные скважины бурят под углом Р к горизонту, равным и

/ Ы- 40064, е е — -, дна расстоянии Ь одна от другой, равном Ь О 4Щ е с где h — высота выемочного столба yr ля

I 0 — угол залегания пластов в свите;

6 — расстояние заложения полевого штрека от угольного пласта, 0 — мощность свиты, О и Ь вЂ” радиусы эффективности гидрорасчленения в направлениях максималь. ного и минимального раскрытия трещин соответственно.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3381769/22-03 (22)11.01.82(46) 07.06.83. Бюл. В 21 (72) B.A.Громов, З.Ф.Матюшина, М.Ф.Малюга, И.A.Ãàéíóòäèíîâ и В.И.Самойленко (71) Государственный макеевский ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной пром ааленности (53) 622.275 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 432295, кл. Е 21 Р 5/00, 1969.

2. Временное руководство по дегазации шахтных полей Карагандинского бассейна с.гидравлическим расчленением свит угольных пластов. М., 1975. с. 90-91. (54) (57) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ СВИТЫ СБЛИ"

ЖЕННЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ ВЫБРОСООПАСНЫХ

УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ, включающий бурение с поверхности вертикальной скважины, проведение полевого штрека и выработки, соединяющей полевой штрек с вертикальной скважиной, бурение из полевого штрека подземных. скважин, нагнетание рабочей жидкости через вертикальную скважину в режиме гидрорасчленения в подземные скважи-. ны с последующей дегаэацией пласта через подземные скважины, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности дегаэации . свиты сближенных крутопадающих выбросоопасных пластов, вертикальную сквае

НИЯ - " -::::-"-.:-. -

1ОгИЕ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для борьбы с внезапными выбросами угля и газа при разработке свиты сближенных крутопадающих угольных пластов в пределах отрабатываемого и 5 подготавливаемого горизонтов.

Известен способ борьбы с внезапными выбросами путем гидрорасчленения через направленную вертикально-горизонтальную скважину, пересе- 30 кающую свиту крутопадающих угольных пластов вкрест простирания íà одном горизонте f1).

НеДостатком способа является то, что осуществить искривление скважин на заданном участке не всегда возможно иэ-эа сложности в исполнении.

Кроме того, данным способом не предусматривается освоение скважины после гидрорасчленення, а также использование вертикальной части сква.жины для обработки угольных пластов на нижележащих горизонтах.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому результату к изобретению является способ дегазации пологопадающих угольных пластов включающий бурение с поверхности вертикальной скважины, проведение полевого штрека и выработки, соединяющей полевой штрек с вертикальной 30 скважиной, бурение иэ полевого штрека подземных скважин, нагнетание рабочей жидкости через вертикальную скважину в режиме гидрорасчленения в подземные скважины с последующей 3у дегазацией пласта через подземные скважины (2).

Недостатком известного способа вляется то, что при обработке через скважину нижележащих ппастов при их горизонтальном залегании вокруг скважины необходимо сохранять целики для сохранения ее цельности. Кроме того, известный способ имеет ограниченный радиус действия из-за отсутствия возможности одновременного его исполь-, 45 зования на нескольких пластах.

Целью изобретения является повышение эффективности дегазации свиты сближенных крутопадающих выбросоопас- у» ных пластов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу дегазации свиты сближенных крутопадающих выбросоопасных угольных пластов, включающему55 бурение с поверхности вертикальной скважины, проведение полевого штрека и выработки, соединяющей полевой штрек с вертикальной скважиной, бурение иэ полевого штрека подземных скважин, нагнетание рабочей жидкости через вертикальную скважину в режиме гидрорасчленения в подземные скважины с последующей дегазацией пласта через подземные скважины, вертикальную сква. жину бурят до нижней технической гра- 5 н ицы шахтного поля со стороны лежащего бока крайнего в свите пласта, полевые штреки проводят через горизонт отработки пластов, из которых подземные скважины бурят в восходящем и нисходящем направлениях до пересечения всей свиты пластов, нагнетание рабочей жидкости осуществляют последовательно во все пласты свиты, начиная с наиболее удаленного от полевого штрека, а дегазацию через подземные скважины производят одновременно для всех пластов свиты, при этом подземные скважины бурят под углом р к горизонту, равным

% Ь = Огс Д-Ц со5Д

q61& на расстоянии L одна от другой, равном

I. =;" 44 и - 1 ! где h — высота выемочного столба угля; с(, — угол залегания пластов в свите;

К вЂ” расстояние заложения полевого штрека от угольного пласта; мощность свиты; а и Ь вЂ” радиусы эффективности гидрорасчленения в направлениях максимального и минимального раскрытия трещин соответственно.

На фиг. 1 приведены свита угольных пластов, вертикальный раэреэ, и схема осуществления способа, на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Обозначения на фиг. 1 — 3: 1 вертикальная скважина, 2 — свита пластов, 3 — подземные скважины, 4 — полевой штрек, 5 — сбойка и

6 — квершлаг.

Способ осуществляется следующим образом.

С поверхности бурят вертикальную скважину 1 до нижней технической границы шахты. При этом допускается недобуривание скважины на один, самый нижний горизонт. Место ее заложения выбирают таким образом, чтобы проведение горных работ на вышележащих горизонтах не нарушало ее целостности. Это требование обеспечивается путем расположения скважины 1 у границы обработки крайнего в свите 2 угольного пласта со стороны его лежачего бока, Закачку рабочей жидкости непосредственно в угольные пласты:осуществляют,через подземные скважины 3, пробуренные на свитеугольных пластов, сразу на двух горизонтах в восходящем и нисходящем направлениях. При этом сква1021789 жины З.бурят из полевого штрека 4 ближнего к скважине 1 угольного пласта до пересечения с последним в свите пластом. Связь между скважинами

1 и 3 обеспечивают по сбойке 5, квершлагу 6 и полевому штреку 4.

Подземные скважины 3 обсаживаются прочными обсадными трубами. При вскрытии скважины 1.выработкой 5 обсадная колонна скважины обрезается, обрезанная часть отворачивается, и 10 на ее место монтируется скважинная .арматура, посредством которой через трубы скважины 1 и 3 соединяются между собой. Нижняя часть обсадной колонны скважины 1 закрывается пробкой.

После этого с помощью наземного оборудования осуществляют закачку под давлением рабочей жидкости последовательно в угольные пласты двух горизонтов, начиная с самого дальнего в свите. Раскрывая естественные трещины в пластах, рабочая жидкость распространяется по ним от подземной скважины по эллипсу (фиг. 3) в зависимости от направления раскрытия, 25 основной системы трещин, т.е. происходит гидрорасчленение, По,окончании этого процесса производится освоение скважин путем выпуска в штрек 4 свободной жидкости, находящейся в раскрытых трещинах, с дальнейшей откачкой газа, т.е. одновременно дегазацией всех угольных пластов сви= ты.

Порядок обработки свиты на следую щих двух горизонтах — нисходящий, что обуславливается спецификой разработки крутопадающих угольных пластов. Таким образом, по мере подготовки каждого горизонта к отработке ведется его гидравлическая обработка и дегаэация пластов. При этом следует отметить необходимость обработки каждого пласта на каждом гориэонте,так как в этом случае помимо основного назначения гидрообработки реша- 45 ется задача по снижению пылеобразующей способности у выбросоопасных угольных пластов.

Угол fb, под которым бурят подземные скважины 3, определяют из следую-50 щих соображений. Для равномерности гидрообработки по всей высоте выемоч ного столба h забой каждой подэемной скважины необходимо располагать на его середине последнего в свите пласта (фиг. 1), т.е. или

p =arch/ где  — расстояние заложения поле вого штрека от крайнего в свите угольного пласта, д — мощность свиты, (— угол залегания пластов в свите.

При отработке одиночного угольного пласта (1) имеет вид

2 6 ,т.е. прилежащий к полевому штреку 4 угольный пласт должен обрабатываться через персональную подземную скважину., пробуренную на нем под углом P(), Подземной скважиной можно обработать горный массив.в радиусе 100—

150 м. Поэтому для обработки свиты пластов на всем горизонте бурят из полевого штрека серию подземных скважин, расположенных друг от друга на расстоянии I„, определяемом величиной перекрытия радиусов действия соседних подземных скважин, которое должно быть таким, чтобы по всей высоте выемочного столба и не оставалось необработанных участков (фиг. 3) (.- 4a -ь

0 Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что он позволяет заблаговременно обрабатывать свиту угольных пластов вслед за подготовкой горизонта к отработке, повысить эффективность гйдро— расчленения угольных пластов путем использования комбинации скважин и одновременности выполнения процессов нагнетания жидкости и дегазации пластов на нескольких горизонтах, в результате чего снижается выбросоопасность пластов и их пылеобразующая способность.

1021789

Уиа

Фиг.2

Составитель Г.Васвчкова

Редактор В.Данко Техред A,À÷ Корректор Л.Бокшан

Заказ 3997/23 Тираж 444 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4