Способ обработки угольного пласта
СПОСОБ ОБРАБОТКИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий бурение скважин, обсадку и цементацию эатрубного пространства и нагнетание по скважинам теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повыцения эффективности управления термодинамическим состоянием угольного пласта путем углубления воздействия на угольный пласт за счет создания дополнительной сети трещин, после нагнетания в угольный пласт теплоносителя в него последовательно подают хладагент, а затем сжатый воздух. «
(19) (! !) 4(51)E 21 F 5 00 Е 21 F 7 0
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, н ввтоюснвмв саид тввствв
ГОСУДМ СТВИН4ЫЙ НОМИТЕТ ССОР в ю ПВ В» ю (21) 3543853/.22-03" (22) 03,12.82 (46) 15 ° 03 85. Бюл. М 10 (72) Н.В.Ножкин и A.E.Пережилов (71) Московский ордена Трудового
Красного Знамени горный институт (53) 622.807(088.8) (56) 1.Ножкин Н.В. Заблаговременная дегазация угольных месторождений.
М., Недра, 1979, с.103-.128.
2.Авторское свидетельство СССР
Р 324399, кл. Е 21 F 5/00, 1971 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий бурение скважин, обсадку и цементацию затрубного пространства и нагнетайие: по скважинам теплоносителя, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьацения эффективности управления термодинамическим состоя- . нием угольного пласта путем углуб.ления воздействия на угольный пласт за счет .создания дополнительной сети трещин, после нагнетания в угольный пласт теплоносителя в него последовательно подают хладагент,. : а затем сжатый воздух.
l l 45157
Иэобре ение относится к горнодобывающей промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использовано для создания безопасных и комфортных условий труда горнорабочих.
Известен способ воздействия на угольный пласт, включающий бурение, обсадку, цементацию затрубного пространства, вскрытие угольного пласта и нагнетание рабочей жидкости есте- 10 ственной температуры Г13 .
Недостатками указанного способа являются неполное заполнение порового объема угольного массива рабочей жидкостью и низкая скорость его l5 насыщения.
Известен способ обработки угольного пласта, включающий бурение скважин, обсадку, цементацию затрубного пространства скважины, вскрытие угольного пласта и нагнетание в скважину теплоносителя в режиме филь=рации или гидрорасчленения Г2).
Недостатком данного способа является то, что при нагнетании теплоносителя в угольном массиве не проис» ходит образование дополнительных гор и трещин, способствующих углублению дегаэации и снижению выбросоопасности и пылеобраэования, Цель изобретения — повышение эф-фективности управления термодинамическим состоянием угольного пласта путем углубления воздействия на угольный пласт эа счет создания дополнительной сети трещин. 35
Указанная цель достигается тем, что согласно способу обработки угольного пласта, включающему бурение скважин, обсадку и цементацию затрубного пространства и нагнетание 4() г.о скважинам теплоносителя„ после нагнетания в угольный пласт теплоносителя в него последовательно подают хладагент, а затем сжатый воздух. 45
При воздействии теплоносителя происходит переход газа в свободное состояние из сорбционного объема, что ведет к повышению пластового давления, скорость же газовыделения имеет функциональную связь с пластовым давлением (V=f(P n„ )). Следовательно, эффективность газоотдачи многократно возрастает.
Соединение хладагента с теплоносителем сопровождается образованием льда, объем которого в силу известных физических законов превышает объем ранее эакаченного рабочего агента. Это ведет к расширению существующих и образованию новых 60 фильтрационных каналов °
Закачка сжатого воздуха увеличивает фазовую проницаемость пласта для газа за счет продвижения фронта льда в глубь массива, рас- Я ширяет зону искусственной трещиноватости и улучшает смачивание и агрегацию пыли скольжения .Эффективное снятие напряжений и их перераспределение достигают нагревом (расширение), а затем охлаждением (сокращение объема). Кроме того, применение криогенных жидкостей повышает эффект от контактных напряжений, знакопеременных деформаций. Подсушка сжатым воздухом увеличивает эффект сокращения объема.
Пример . Производилась гидрообработка пласта tn, на поле шахты им.К.A.Ðóìÿíöåâà ПО Артем-, уголь . Пласт m» мощностью 1,0 м: и эффективной пористостью угля 5,0% вскрывается скважиной, пробуренной с поверхности на глубине 780 м.
С учетом природной эффективной пористости угольного массива объем закачки рабочей жидкости из условия заполнения порового пространства будет составлять
0 =0, Q=0,01 3 14 100 1,0 5=1570 Учитывая, что при одноразовой закачке рабочей жидкости можно запол нить только 20% эффективного noporoSoro объема угля, первоначальный объем закачки теплоносителя, например воды, нагретой до температуры не ниже 60 С, составляет 314 м . По истечении 3-4 сут в пласт подают хладагент. Объем закачки хладагента составляет 314 м (вторая порция закачки). Непосредственно после закачки хладагента в пласт подают сжатый воздух объемом 1520 тыс.м для оттеснения хладагента вглубь массива.. При резком изменении температур происходит увеличение эффективной lIopHGTocTH угля до 7%. Таким образом, за два цикла в пласт подано 618 м рабочей жидкости. Однако с изменением эффективной пористости угольного массива необходимый общий объем закачки исходя иэ формулы (1) составит 2188 м». В третьей и четвертой порциях объемы закачки жидкости составляют по 440 и каждая, а сжатого воздуха 25-30 тыс м». причем в третьей порции эакачивается теплоноситель, а в четвертой хладагент. При этом эффективная пористость массива после закачки четвертой порции составляет 8Ъ. Общий необходимый 1145157 Составитель И.Федяева Редактор Ю.Ковач Техред М.Надь Корректор О.Тигор Заказ 1140/27 Тираж 446 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Ф Филиал ППП "Патент", . r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 объем закачки рабочей жидкости в .пласт в этот период равен 2500 м . Та как в пласт в четырех предыдущих . порциях подано 1508 м жидкости, то в.последней (пятой) порции,зака- . чивают оставшийся объем теплоносителя, т.е. 1000 м . При использовании предлагаемого способа создается возможность,увеличить эффективную пористость угольного массива на 50-70% по сравнению с природной пористостью,сократить сроки обработки пласта. за счет подачи нагретой жидкости,хладагента и сжатого воздуха, повысить при этом качество и равномерность гидрообработки угольного пласта путем полного заполнения порового объема угля.
