Способ электрогидравлического воздействия на горный массив и устройство для его осуществления

 

1 . Способ электрогидравлического воздействия на горный массив, включающий бурение скважины, размещение в ней исполнительного органа, заполнение скважины электропроводной жидкостью, герметизацию скважины и инициирование электрогидравлического разряда, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса при разрушении угля, электрогидравлический разряд производят при давлении жидкости в скважине не менее 0,5 jfH, где V - удельный вес залегающих пород, Н - глубина залегания пород. § 2. Устройство для осуществления способа по п,1, включающее электродную цепь с разрядным промежутком, питающий кабель, изолятор, герметизирующее приспособление и обратный клапан, отличающееся тем, что,.с целью снижения энергоемкости процесса при разрушении угля , оно снабжено гидравлическим teo датчиком-, последовательно включенел ным в электродную Л1епь. . :

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51)5 Е 21 С 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbAИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3482050/03 (22) 10.08.82 (46) 07.01.92, Бюл. Н 1 (71) Государственный макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промыш,ленности (72) О,А,Колесов, А; Г.Мнухин, Л.A.Вайнштейн, В,С.Каевский и Б;Д.Шевченко (53) 622.243,94 (088 8), (56) Сергеев И,В, и др. Повышение эффективности электрогидравлического воздействия на пласт. Сб, "Техника безопасности> охрана труда и горноспасательное дело", 1974, Р 1, Авторское свидетельство СССР

V 599580, кл. E 21 C 37/12, l976, Установка электрогирравлическая

"Базальт-1". Руководство по эксплуатации. АН УССР, ПКБЭ, Николаев, 1978.

Авторское свидетельство СССР " 933926, кл, Е 21 В 7/15, 1980, (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО

ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГОРНЫЙ ИАССИВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для разрушения горных пород, а конкретно угля, Известен способ электрогидрав- лического воздействия на пласт, включающий бурение скважины, размещение в ней электролов, заполнение скважины, водой и периодическую подачу электроэнергии на электроды.

2 (57) 1. Способ электрогидравлического воздействия на горный массив, включающий бурение скважины, размещение в ней исполнительного органа, заполнение скважины электропроводной жидкостью, герметизацию скважи— ны и инициирование электрогидравлического разряда, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса при разрушении угля, электрогидравлический разряд производят при давлении жидкости в скважине не менее 0,5 2tH, . где (- удельный вес залегающих пород, Н - глубина залегания пород.

2, Устройство для осуществления способа по п,1, включающее электродную цепь с разрядным промежутком, питающий кабель, изолятор, герметизирующее приспособление и обратный клапан, о т л и ч а ю щ е е с я тем; что,.с целью снижения энергоемкости процесса при разрушении уг:ля,. оно снабжено гидравлическим

i датчиком, последовательно включенным в электродную цепь, Недостатками способа являются потребление большого количества энергии на производство разряда, необходимость периодического залива жидкости перер разрядом, так как отсутствует герметиза ция, Известно устройство для электрогидравлического возлействия на массив, содержащее конденсаторную батарею, исполнительный орган в в«де

1135241 действия.

35

Устройство работает следующим образом. . В предварительно пробуренную в

45 угольном массиве или вмещающих егo породах скважину, горизонтальную, или наклонную, вставляют гидрозатвор

2 с проходящим через него питающим кабелем. Исполнительный орган 8 по 0 :мещают в электропроводную жидкость,, закачанную через гидропровор 4 от..

:;насоса 6 высокого давления. После достижения определенного давления, равного 0.,5, гидравлический датчик 7 замыкает цепь разряда и происходит- разряд батареи 9 конденсаторов ма исполнительный орган 8. floss- . аающимся в фильтруюи ей части скважи .ны давлением закрывается гидравли" электродов, систему подачи жидкости и электроэнергии в скважину, К недостаткам устройства относятся невозможность использования электрода в газовых шахтах ввиду возможности разряда в газовой среде, ненадежная .установка электрода в скважине, невозможность использования устройства в горизонтальных и наклонных скважинах.

Наиболее близким к изобретению является способ электрогидравлического воздействия на горный массив, включающий бурение скважины, разме-. щение в ней исполнительного органа, заполнение скважины электропроводной жидкостью, герметизацию скважины и инициирование электрического разряда в ней, 2

Наиболее близким к изобретению является устройство эаектрогидравлического воздействия на горный массив, включающее электродную цепь с разрядным промежутком, питающий кабель, изолятор, герметизирующее приспособление и обратный, клапан, Недостатком способа и устройства является большая энергоемкость процесса разрушения угля.

Цель изобретения - снижение энер. гоемкости процесса разрушения угля.

Цель достигается. тем, что в спо- собе электрогидравлического воздействия,на горный массив, включающем бурение скважины, размещение в ней исполнительйого органа, заполяение скважины электропроводной жидкостью, герметизацию скважины и инициирование электрогидравлического разряда, электрогидравлический разряд производят при давлении жидкости в скважи-. не не менее 0;5 fH, где - удельный вес залегающих породф

Н - глубина залеганйя пород.

Цель :достигается также и тем, что устройство электрогилравличес кого воздействия на горный массив, включающее электродную цепь с разрядным промежутком, питающий кабель, изолятор, герметизирующее приспособление и обратный клапан, снабжено гидравгчческим датчиком, последовательно включенным в электродную цепь.

Выбор заданного давления, равного

0,5)H угольных пластов, обусловлен

4 энергетическими параметрами разрушения угля при нагнетании в массив жидкости.

Так, равление воды при нагнетании в пласт в режиме рыхления принимается равным 0,75-2 ) H, причем процесс нагнетания считается завершенным, если давление в трубопроводе .снижается не менее чем íà 304 . Принимая дав". ление нагнетания 0,75$H и учитывая необходимость его снижения на величину не менее 303, получим, что минимальный заданный уровень давления, позволяющий осуществлять разрушение . массива, составляет 0,5)H. Наложение давления упругой волны, возникающей при разряде жидкости, на заданный уровень давления, равного 0,5 Lt Н, 0 обеспечивает необходимые параметры для разрушения угля, На чертеже показана схема устройства для электрогидравлического возУстройство содержит:питающий кабель 1, гидрозатвор 2 для герметизации скважины, изолятор 3 для предотвращения замыкания цепи подачи электрического импульса на горный массив, ги Ропривод. 4, для подачи жидкости в скважину под давлением,:обратный клапан 5, насос 6 высокого давления, гидравлический датчик 7, замыкающий электрическую цепь при наличии заданного давления жидкости s скважине, последовательно включенный в электродную цепь, исполнительный орган 8 в виде системы электродов, батарею конденсаторов 9, электрогидравлическую установку 10, I.Корректор .С, Шекмар

Редактор 0.1оркова Техред. А.Кравчук

Заказ 787 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 .-1 ческий клапан 5, в результате чего блокируется подача электропроводной жидкости обратно в насос 6.

Возникающий в жидкости электрический импульс возбуждает в ней ударную волну, перемещающуюся по фильтрующей части скважины, Частичное разрушение стенок скважины сопровождается снижением давления.

При этом открывается обратный клапан 5.и в скважину вновь поступает жидкость до тех пор, пока давление не, достигнет заданной величины, после чего разрял повторяется.

Эксперименты провоЛят на угольных блоках, подвергавшихся объемному нагружению, имитировавшему давление горных пород (P). В блоке бурят скважину, вставляют в нее гидрозатвор 2 с исполнительным органом на конце, и через гидроэатвор 2 скважину заполняют электропроводной жидкостью, например водой. Производит135241 6 ся электрический разряд при давлении жидкости, достигающем 0,5)H.

Паде we да вления в фил ьт рующей час, ти скважины компенсируют подачей жидкости.до тех прр, пока имеется воэможность, Однако разрушение массива достигает такой величины, что поддерживать давление на заданном уровне не представляется возможным, При этом электрическая цепь отключается, и процесс обработки скважины заканчивается.

Применение способа и устройства для электрогидравлического воздействия на массив угля позволяет снизить энергоемкость разрушения, так как происходит наложение .давления упругой волны, возникающей при разряде в жидкости, на заданный уровень давления, равный 0,5)H, При этом способ и устройство могут быть применены как в горизонтальных, так и в наклонных вертикальных скважинах.