Способ дегазации угленосной толщи

 

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ, РЕСПУБЛИК (50 4. Е 21 F 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3884235/22-03 (22) 16.04.85 (46) 23.07;86. Бюл. ¹ 27 (71) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А.А.Скочинского (72) И.В.Сергеев, В.M.Ëàïàòóõèí, В.С.Забурдяев, В.С.Пак, Д.И.Бухны, Б.E.Ðóäàêîâ и А.E.Ôèòåðìàí (53) 622.817(088.8) (56) Руководство по дегазации угольных шахт. M.: Недра, 1975, с. 58-64, 161-164.

Авторское свидетельство СССР № 941621, кл. Е 21 F 7/00, 1980. (54) (57) 1. СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ УГЛЕНОСНОИ ТОЛЩИ, включающий бурение скважин, пересекающих газоотдающие коллекторы разгружаемой зоны угленосной толщи, герметизацию скважин, нагнетание в них жидкости, подключение скважин к газопроводу и отсос из них газа, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения эф„„Я0„„1245719 А 1 фективности дегазации.путем поддержания высокой продуктивности скважин в период их функционирдвания в зоне влияния очистного забоя при отработке угленосной толщи с управлением кровлей полным обрушением, после очередного обрушения основной кровли в течение первых двух суток замеряют дебиты газа из каждой функционирующей в разгружаемой зоне скважины и по результатам замеров определяют показатель затухания дебита отсасываемого газа во времени, при этом нагнетание жидкости в скважину осуществляют при превьппении критическо- го уровня показателя затухания дебита и в два этапа, причем на первом этапе нагнетания осуществляют промывку скважины, а на втором — высоконапорное нагнетание.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что жидкость на первом этапе нагнетания подают на участок газоотдающего коллектора до прекращения выноса из скважины глинистого материала.

12457

-2Ц <) где Q -Q ;

20

3 43 э (2) 25

Я

П ц

35 (3) 40

50

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для снижения газообильности очистных участков и повышения безопасности. горных работ по. газовому фактору.

В период функционирования скважин в зоне влияния очистного забоя и в зоне подработки газопроводящие каналы в прискважинной зоне заполняются 10 разрушенным углем и штыбом, что приводит к резкому снижению дебита от" сасываемого из скважины газа.

При этом видно какое важное зна2 чение для повышения эффективности дегазации имеет поддержание высокого уровня газовыделения.

Цель изобретения — повышение эффективности дегазации путем поддержания высокой продуктивности скважин в период их функционирования в зоне влияния очистного забоя при отработке угленосной толщи с управлением кровлей полным обрушением.

Способ осуществляют следующим образом.

Из подготовительной выработки бурят дегазационные скважины, пере секающие разгружаемые газоотдающие коллекторы, герметизируют их, подсоединяют к дегазационному газопрово- . ду и измеряют дебит отсасываемого газа. Определяют параметры скважин и ведут замеры дебита отсасываемого из скважин. газа.

По мере подвигания очистного забоя по простиранию (падению или восстанию) пласта после очередной посадки основной кровли в течение первых двух суток, когда процесс сдвижения разгружаемой угленосной толщи, как это доказано многочисленными исследованиями по газовыделению из скважин, достигает своего наибольmего развития, дополнительно проводят замеры дебита отсасываемого газа из каждой функционирующей скважины. Исходя из принятой продолжительности выполнения дополнительных замеров и результатов статистической обработки экспериментальных данных, согласно которым минимальное число замеров, при котором обеспечивается их достоверность> составляет не менее семи, интервал между замерами принимают равным 5-7 ч.

Для каждой .скважины после очередной посадки основной кровли по ре19 зультатам дополнительно выполненных замеров определяют усредненный дебит газа q„ (x /мин) по формуле

q = — (-2Q +3Q +6Q +7Q +6Q +3Q—

1( и 21(й З 5 результаты дополнительных замеров деби та метана, м /мин, n=1,2,3 е ° рi,..åðj порядковыи номер посадок основной кровли.

Зная номер текущей посадки j, по формуле (2) определяют порядковый номер ранее происшедшей i-той посадки, дебит после которой используют для расчета показателя затухания дебита во времени.. где квадратные скобки — взятие целой

3 3 части от — j т.е, — j — наиболь4 4 шее целое число, не превосходящее

4 j (например, j=5, — 4 1 (4j) =3).

1 в4ю

Затем, используя найденные по формуле (1) значения q. и q> по зависимости (3) определяют показатель затухания дебита метана во времени где t;, С„ — время до -той и 1-той посадок основной кровли от момента начала функционирования скважины.

Рассчитанный по формуле (3) показатель затухания дебита, сравнивают с критическим значением, равным 0,3.

Значение 0,3 определяют на основе анализа численного решения уравнения фильтрации, а также анализа возможных погрешностей измерений. Установлено, что при f.,ò 0,3 проницаемость газоотдающих коллекторов не снижается во времени.

Если в результате сравнения окажется, что показатель затухания дебита отсасываемого газа во времени превышает критический уровень, равный 0,3, что свидетельствует о частичном закрытии газопроводящих каналов, в скважину нагнетают жидкость.

)2457

Значения дебитов, м /мин, для посадки

3аМер

1 2 3 4 5 б

1 1,01 065 043/055 048 029/068 088

2 0,42 0,55 0,6/0,45 0,23 0,20/1,03 0,93

1 0,45/0,35 0,83

4 0,93 0,9 0,3/0,5 0,58 0,25/0,60 0,86

5 0,58 0,?5 0,12/0,58 0,28 0,33/0,43 0,5 б 1 в 1 0155 Oь 33/0ý 75 Ов68 Оэ35/0 61 0 55

7 0,9 0,7 0,18/0,5 О,б 0,26/0,45 0,75

При этом, на первом этапе нагнетания осуществляют промывку стенок скважины и прискважинной зоны пласта от заиловочного материала и штыба. Для этого скважины отключают от дегазационного трубопровода, а жидкость подают через герметизирующее устройство на участок газоотдающего коллектора до прекращения выноса из скважины глинистого материала. 10

Выделение газоотдающих коллекторов проводят предварительно по геолого-разведочным данным и уточняют в период бурения скважин по выходу штыба или по увеличению уровня газовыделения из скважин при поинтервальном измерении дебита. Если скважиной перебурен один или два газоотдающих коллектора, то перед нагнетанием жидкости участки скважины, 20 пересекающие эти коллекторы, целе сообразно изолировать от остальной части скважины и обрабатывать каждый такой участок отдельно. В тех же случаях, когда скважина пересекает 25 три и более газоотдающих коллекторов, избирательная обработка их нецелесообразна.

Для избирательной обработки газо.отдающих коллекторов в качестве герметизирующего устройства используют например, двойной пакер с подачей жидкости в междупакерное пространство или два гидрозатвора, один из которых устанавливают выше кровли обрабатываемого коллектора, а второй — ниже почвы. При этом клапан

3 0,93 О,б О, 15/0,73

l9 4 верхнего гидрозатвора должен быть отрегулирован так, чтобы его давление срабатывания превосходило максимальное давление нагнетания, После этого приступают ко второму этапу — высоконапорному нагHeтанию жидкости до резкого падения давления в скважине, свидетельствующего о раскрытии трещин и, следовательно, о возможности восстановления высокого уровня газовыделения из скважины. Затем оставшуюся в скважине жидкость удаляют, а .скважину подсоединяют к дегазационному трубопроводу и продолжают отсасывать газ. Проводят повторную серию из семи замеров с интервалом 5-7 ч и по формуле (1) определяют усредненный дебит метана.

В качестве примера приводят результаты применения предлагаемого способа в условиях отработки пласта

В кровле пласта н расстоянии

22 м по нормали от пласта зале6 л гает газоносный сближенный пласт в

Применяемая система разработки— сплошная. Подземные скважины для де) fl газации пласта бурят из подготов вительной выработки с разворотом в сторону забоя лавы на расстоянии

15-20 м друг от друга.

В табл.i приведены данные применения способа на примере скважины 8.

После каждой посадки основной кровли с интервалом в 6 ч проводят семь замеров дебита метана (табл,i) в числителе до гидрообработки, в знаменателе после гидрообработки.

Т а б л и ц а 1

3 1245719

Значения q„ H a=1-6 рассчитывают по формуле (1). Значения, t — время прсадки основной кровли, считая от момента начала функционирования скважины, составляет 7, 22, 39, 56, 72, 87 сут. соответственно.

Т а блица 2

3 4 5

1 1 2 2

Таблица 3

4 5 6

По садка 1 2

Средний О 33 дебит, 0,77 0,72 0,25 /0,60 0,53 0,52 0,70 мз /мин

Показатель

Π06 0 18 †0 02

009 027 снижения дебита раза.

Составитель И.Федяева

Редактор Н.Марголина Техред Л.Олейник

Корректор,Е.Сирохман

Заказ 3972/23 Тираж 436

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

По формуле (2) рассчитывают для каждого номера j (j — номер текущей посадки) номер i-той посадки с дебитом, после которой, сравнивают дебит метана после текущей посадки (таб.2) Результаты приведены в табл.2.

Из табл.3 видно, что после третьей и пятой посадок значение показателя снижения дебита превосходило критическое, равное 0,3. В связи с этим после третьей и пятой посадок проводят гидрообработку.

Для этого в скважину помещают !

1 гидрозатвор ниже почвы пласта е и в скважину подают жидкость под давлением до 2 МПа, При нарастании дав40

Значения q, подсчитанные по формуле (2), и значения показателя снижения дебита метана, подсчитанные по формуле (3), приведены в табл.3 (в числителе — усредненные дебиты и показатели снижения дебитов до гидрообработки, в знаменателе — после гидрообработки). ления выше этого значения проводят сброс давления с гидрозатвора и воду удаляют из скважины. После четырех таких циклов низконапорного нагнетания глинистый материал перестает выноситься водой и проводят высоконапорное нагнетание при давлении

12 МПа. Гидрообработка приводит к повышению дебита метана в 1,5-2,4