Способ дегазации сближенного угольного пласта

 

СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ СБЛИЖЕННОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий бурение дегазационных скважин в сблшженный угольный пласт, подключение дегазационных скважин к вакуумному газопроводу, отсос газа из угольного пласта, измерение величины разрежения в устье дегазационных скважин и определение в сближенном угольном пласте местоположения максимума газовыделения из пласта в скважины относительно забоя лавы разрабатываемого угольного пласта, отличающийся тем, что, с целью повьгшения эффективности дегазации путем рационального использования разрежения вакуумного газопровода, в сближенном угольном пласте определяют зону интенсивного газовьщеления, отключают от вакуумного газопровода дегазационные скважины, находящиеся вне зоны интенсивного газовьщеления, а величину разрежения в дегазационных скважинах, находящихся в зоне интенсивного газовьщеления, регулируют , начиная со скважины с максимальным газовьщелением, в соответствий с зависимостью 1-1 (Л где В - величина разрежения в устье -и скважины в зоне интенсивного газоS вьщеления, мм рт. ст.; 6 - величина разрежения в устье скважины в зоне максимального газовьщеления, мм рт. ст.; i - порядковый номер скважин, сл ел начиная со скважины с максимальными газовьщелением; 00 N - количество скважин в зоне интенсивного газовьщеления.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) E 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУХ =

В i=1

В N

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 3570257/22-03 (22) 31.03.83 (46) 07.07.84. Бюл. В 25 (72) В.С, Забурдяев, И.В. Сергеев и Б.Е. Рудаков (71) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А.А. Скочинского (53) 622.817(088.8) (56) 1..3абурдяев В.С. Дегаэация пологих угольных пластов. ="Уголь", 1978, N 5, с. 57-60.

2. Руководство до дегаэации угольных шахт. М., "Недра", 1975, с. 57-71 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ СБЛИЖЕННОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий бурение дегазационных скважин в сближенный угольный пласт, подключение дегаэационных скважин к вакуумному газопроводу, отсос газа из угольного пласта, измерение величины разрежения в устье дегазационных скважин и определение в сближвнном угольном. пласте местоположения максимума га. зовыделения из пласта в скважины относительно забоя лавы разрабатываемого угольного пласта, о т л и ч аю щ.и и с я тем, что, с целью повы".Л0„„1101558 А шения эффективности дегазации-путем рационального использования разрежения вакуумного газопровода, в сбли;женном угольном пласте определяют, зону интенсивного газовыделения, отключают от вакуумного газопровода

: дегазационные скважины, находящиеся вне зоны интенсивного газовыделения, а величину разрежения в дегазационных скважинах, находящихся в зоне интенсивного газовыделения, регулируют, начиная со скважины с максимальным газовьщелением, в соответствии с зависимостью где 8< — величина разрежения в устье 1 -й скважины в зоне интенсивного газовыделения, мм рт. ст.;

8 — величина разрежения в устье скважины в зоне максимального газовыделения, мм рт. ст.;

- порядковый номер скважин, начиная со скважины с максимальными газовыделением; . Й вЂ” количество скважин в зоне интенсивного газовыделения.

М 1101558

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для снижения газообильности сближенных угольных пластов.

Известен способ дегазации сближен- э ного пласта, включающий проведение скважин, подключение их к газопрово.ду и отсос газа из пласта f13, Недостатками данного способа являются значительные подсосы воздуха в скважинах, удаленных от лавы, и невысокая концентрация метана в отсасываемой газовой смеси.

Известен также способ дегаэации сближенного угольного пласта, вклю- 15 чающий бурение дегазационных скважин в сближенный угольный пласт, подключение дегазационных скважин к вакуумному газопроводу, отсос газа из угольного пласта, измерение величины раз- 20 режения в устье дегазационных скважин и определение в сближенном угольном гпасте местоположения максимума газовыделения из пласта в скважины относительно забоя лавы разрабатываемого угольного пласта 62 7.

Недостатком этого способа является относительно невысокая эффективность дегазации сближенного угольного пласта. 30 симальным газовыдепением, в соответствии с зависимостью: где

Способ дегазации сближенного пласта осуществляют следующим образом.

Из горной выработки выемочного участка, групповой или полевой выработки проводят скважины на дегаэируемый сближенный пласт, обсаживают их трубами нли устанавливают герметизаторы и подсоединяют к дегазационному трубопроводу, сообщенному с вакуум-насосной станцией. Параметры скважин определяют в соответствии с нормативными документами для соответствующих горнотехнических условий разработки угольного пласта.

В процессе подвигания лавы периодически (1- 2 раза в неделю) измеряют величину разрежения на устье скважин, расход газовоздушной смеси и концентрацию метана, выявляют динамику процесса истечения метана в каждую дегазационную скважину и в дегаэационную систему выемочного участка, определяют местонахождение дальней границы зоны интенсивного газовыделения относительно забоя лавы (расстояние от лавы до проекции забоя скважины на разрабатываемый пласт).

Определяют также расстояние 0i лавы до проекции забоя скважины в момент начала роста газовыделения, т.е. местонахождение начала эоны разгрузки в дегаэируемом сближенном пласте и в момент прекращения газовыделения, т.е. протяженность зоны газовыделения.

Измерения разрежения в скважинах, расхода газовоздушной смеси и концентрации метана производят принятыми для этих целей в угольной промышленности средствами. Местонахождение зон начала и максимума газовыделения

Целью изобретения является повышение эффективности дегазации путем рационального использования разрежения вакуумного газопровода.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу дегазации сближенного угольного пласта, включающему бурение дегазационных сква- 40 жин в сближенный угольный пласт, подключение дегаэационных скважин к вакуумному газопроводу, отсос газа из угольного пласта, измерение величины разрежения в устье дегазацион- 45 ных скважин и определение в сближенном угольном пласте местоположения максимума газовыделения из пласта в скважины относительно забоя лавы разрабатываемого угольного пласта, в сближенном угольном пласте опреде,пяют зону интенсивного газовыделения, отключают от вакуумного газопровода дегазационные скважины, находящиеся вне зоны интенсивного газовыделения, а величину разрежения в дегазационных скважинах, находящихся в зоне интенсивного газовыделения, регу.пируют, начиная со скважины о макВ; о К

8; — величина разрежения в устье i-ой скважины в зоне интенсивного газовыделения, мм рт. ст.;

В - величина разрежения в устье скважины в зоне максимального газовыделения, мм рт.ст.;

- порядковый номер скважин, начиная со скважины с максимальным газовыделением;

11 - количество скважин в зоне интенсивного газовыделения. перед зоной временно перекрывают задвижкой или вентилем. Отключение скважин, расположенных вне зоны интенсивного газовыделения, уменьшает по сри вакуума на выемочном участке.

На скважинах, функционирующих в зоне интенсивного газовыделения, разрежение в скважинах (вакуум) перераспределяют таким образом, чтобы скважины в зоне максимума газовьделения были наиболее продуктивными, а на скважинах вблизи границ начала и прекращения газовыделения, где газовыделение невысокое — было мень1 ше подсосов воздуха. Разрежение в дегаэационных скважинах, находящихся в зоне интенсивного газовьделения, распределяют в соотношении

Ь;

N где 81—

3 1101558 определяют по дебиту метана из скважин или инструментальными измерениями начала разгрузки в сближенном пласте, например по смещению реперов, установленных в забоях, пробуренных на сближенный пласт скважин. Аналогично по газовыделению из скважин (прекращению газовьделения) или, по деформациям сжатия, зафиксированным по смещению реперов, устанавливают 1р местонахождение дальней границы зоны газовыделения относительно забоя лавы.

Скважина считается неэффективной, когда газовьделение из нее равно гаэовьделению в зоне пригрузки за лавой.15

Затем устанавливают протяженность зоны интенсивного газовьделения в сближенном пласте, характеризуемой расстоянием по линии расположения забоев скважин от точки начала газо- gp выделения из пласта в скважину до места, где скважина практически прекращает функционировать. Когда в сближенном пласте устанавливаются приборы для измерения деформаций, протяженность эоны интенсивного газовыделения может быть оценена расстоянием от точки появления деформаций растяжения до точки начала сжатия пласта. На этапе проектирования дегаэации протяженность зоны (в метрах).интенсивного газовьдеГ ления в сближенном пласте можно оп- . ределять по Формуле величина вакуума на устье

1-й скважины в зоне интенсивного газовьделения, мм рт. ст.;. величина вакуума на устье скважины, функционирующей в зоне максимума газовыделения, мм рт. ст.; порядковый номер скважин, начиная со скважины, функци. онирующей в зоне максимума газовыделения; количество скважин в зоне интенсивного газовыделения г

8 г

На скважине находящейся в зоне

У

451 максимума газовьделения, устанавливают наибольшее разрежение, а на остальных, находящихся ближе к лаве или дальше. от нее, - меньшее, причем, чем дальше от эоны максимума I газовыделения расположена скважина, тем меньше к ней подводят разрежение. При дегазацни сближенного подбатываемого пласта, расположенного на близком расстоянии (М/m b < 30, 5 где т — вынимаемая мощность разрабатываемого пласта), регулируют разрежение, как правило, на скважинах, расположенных эа зоной максимума где l» — протяженность зоны разгрузХ ки в разрабатываемом пласте, м; определяется расчетом 4О или опытным путем;

М вЂ” мощность междупластья, т.е. расстояние по нормали от " разрабатываемого пласта до сближенного, м;

М вЂ” предельное расстояние разP груэки пород междупластья,м.

Величина l„, определенная расчетом, корректируется в процессе ведения дегазационных работ. 5

Все пробуренные на сближенный пласт скважины, расположенные эа

\ пределами зоны интенсивного газовыделения, отключаются от дегазационной сети. Скважины, находящиеся 5 за дальней границей зоны интенсивного газовьделения,.отсоединяют от газопровода и заглушают, а скважины

L — протяженность зоны интенсивного газовыделения, м;

Р— расстояние между скважинами, м.

1101558

Регулярные замеры дебитов на скважинах производят согласно нормативным документам. Перераспределение

45 вакуума на скважинах, пробуренных на сближенный пласт, производят с периодичностью

Т=

Vh х=х

Р max газовыделения. При дегазации, наприI мер, надрабатываемого пласта, удаленного на расстояние 25-30 м от разрабатываемого, разряжение на скважинах целесообразно перераспределять как эа, так и перед зоной максимума газовыделения.

Величина, характеризующая положе ние максимума газовыделения являет ся функцией мощности междупластья, 10 скорости подвигания очистного забоя и состава пород, слагающих подрабатываемую или надрабатываемую толщу.

Она определяется экспериментально или расчетным путем, и различна для подрабатываемых и надрабатыва емых пластов, равноудаленных от разрабатываемого пласта.

Количество скважин, на которых регулируют разрежение, определяется отношением протяженности зоны увеличения газовьделения (L ) или уменьшения гаэовьделения (L ) и расстоянию между скважинами (R ), т.е. отношением протяженности зон гаэовы- 25 деления, расположенных между зоной максимума газовьделения -и границами начала и прекращения газовьделения, к расстоянию между скважинами. Количество скважин в упомянутых зонах на 30 одном выемочном участке зачастую различно. Поэтому перераспределение разрежения производят с учетом количества скважин И и К, располо(и

1 женных соответственно в зонах (, и 35 порядковый номер скважинам в г зонах дают, начиная со скважины, функционирующей в зоне максимума гаэовьделения.

Величину разрежения в устьях 49 скважин устанавливают путем частичного перекрытия сечения обсадной трубы (или трубы герметизатора) задвижкой (нли вентилем), осуществляемого автоматически или вручную.

Сечение трубы на скважине, функционирующей в зоне максимума гаэовьделения, не перекрывают.

Перераспределение разряжения на скважинах, функционирующих в зоне 0 интенсивного газовьделения, производят тбгда, когда проекция забоя очередной скважины, входящей в зону максимума газовыделения, находится на расстоянии у (в метрах) от забоя лавы, равном где х „, „ — расстояние от забоя лавы до проекции на разрабатываемый пласт зоны максимума газовьделения в сближенном пласте, м;

R — расстояние между скважи. нами, м;

Й вЂ” количество скважин, на.ходящихся в зоне интенсивного гаэовьделения.

Когда дегазируют два или несколько сближенных пластов с подключением скважин на один газопровод, определяют местоположение максимума газовьделения в каждом из дегазируемых пластов. К скважинам, находящимся в зоне максимума гаэовьделения, подводят наибольшее на данном выемочном участке разрежение, а на остальных скважинах, находящихся в зоне интенсивного газовыделения, разрежение уменьшают в соответствии с приведенной выше зависимостью. При.этом каждый дегазируемый пласт рассматривается отдельно, т.е. в каждом пласте устанавливают протяженность зоны интенсивного газовыделения, протяженность зон повышения (1 ) и снижения (1„" ) газовьделения, количество скважин, находящихся в данных зонах, определяют величину разрежения в каждой скважине, расположенной до и за зоной максимума газовьделения, и расстояние от забоя лавы до скважины, входящей в зону максимума газовыделения, для определения времени перераспределения разрежения в дегазационных скважинах и отключения, скважин, расположенных эа зоной интенсйвного газовьделения. где Т вЂ” период времени между операциями по перераспределению вакуума на скважинах, сут;

R — - расстояние между скважинами, пробуренными на сближенный пласт, м;

Ч вЂ” скорость надвигания лавы, л м/сут.

Для устранения недостатков и повышения эффективности дегазации сближенных пластов проводят мероприятия по установлению протяженности зоны интенсивного газовыделения, отключению скважин, расположенных вне зоны интенсивного газовыделения в зоне уплотнения обрушенных пород, и перераспределению разрежения на скважинах

s зоне интенсивного газовыделения.

Максимальное разрежение подводят к скважине., функционирующей в зоне максимума газовыделения.

Составитель А. Дудченко

Редактор С. Патрушева ТехредМ.Надь

Корректор А. Ференц

Заказ 4737/19 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Пример. На шахте при отработке пластав производят дегазацию сближенных пластов м и m+. Дегазационные скважины бурят из вентиляционного штрека, расстояние между скважинами 30 м. Одновременно в работе находится 4-6 скважин, которые размещают как в разгруженной зоне, так и в зоне уплотнения обрушенных пород. Разрежение к скважинам подводят со стороны ранее пробуренных скважин, что приводит к падению разрежения в скважинах, находящихся вблизи очистного забоя, снижению концентрации метана в каптируемой на участке смеси и к недостаточно высокой эффективности дегазации.

01558 8, Г

/ Отключение скважин, расположенных за зоной интенсивного газовыделения,1 подвод максимального разрежения к

1 первой скважине от забоя лавы и перераспределение. его между скважинами, находящихся в зоне интенсивного газовыделения, позволяет увеличить дебит каптируемого на участке метана на

0,3 0,4 м /мин, концентрацию метана на 11-12Х и снизить количество отсасываемой смеси на 0,9-1,2 м /мин.

Эффективность дегаэации на участке повысилась на 10Х, а эффективность дегазации источника газовыделения

IS (сближенных пластов) на 15Х.

Реализация способа дегазации сближенного пласта позволит повысить эффективность дегаэации на выемочном участке, уменьшить подсосы воздуха, 26 имеющие место на удаленных от лавы скважинах, повысить концентрацию метана в каптируемой газовоздушной смеси. Рациональное использование разрежения вакуумного газопровода, по25 вышает продуктивность скважин, функционирующих в зоне интенсивного газовыделения, особенно в зоне его максимума. Все это приводит к повышению нагрузки на лаву по газовому фактору, Зб интенсифицирует горные работы на выемочном поле.