Способ предварительного увлажнения угольного пласта

 

Изобретение относится к горной промти и м.б. использовано в очистных и подготовительных выработках. Цель изобретения - повышение равномерности увлажнения угольного пласта. Бурят серию скважин в угольном пласте. В с.межные скважины вводят разнополюсные электроды и подают на цих напряжения от источника постоянного электрического тока. Определяют направление основной трещиноватости пласта. В скважину нагнетают воду циклами под давлением до момента стабилизации жидкости пластом. В перерывах между циклами нагнетания подают напряжение на электроды . Последние выполнены в виде перфорированных труб. Разнополюсные электроды располагают по линиям, ориентированным вдоль направления основной трещиноватости пласта. Продолжительность подачи напряжения на электроды определяют из математического выражения. Напряжение к электродам подводят так, что векторы электрического тока между скважинами образуют линии, параллельные направлению основной трещиноватости пласта. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. «g а С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Я) 4 Е 2! F 5 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2l) 4134044/22-03 (22) 30.06.86 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (71) Кузбасский политехнический институт (72) В. А. Колмаков, В. В. Иванов, P. P. Масенас, В. В. Колмаков, А. В. Мирошниченко и А. В. Колмаков (53) 622.8.831 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 854416, кл. В Ol D 13/02, 1979.

Чернов О. И., Черкасов В. С. и Горбачев А. Т. Движение жидкости в угольных пластах. Новосибирск: Наука, 1981, с. 91 — 100.

Авторское свидетельство СССР № 1244348, кл. E 21 F 5/02, 1985. (54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УВЛАЖНЕНИЯ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА (57) Изобретение относится к горной промти и м.б. использовано в очистных и подготовительных выработках. Цель изобрете„„SU„„1420187 А1 ния — повышение равномерности увлажнения угольного пласта. Бурят серию скважин в угольном пласте. В смежные скважины вводят разнополюсные электроды и подают на них напряжения от источника постоянного электрического тока. Определяют направление основной трещиноватости пласта.

В скважину нагнетают вод циклами под давлением до момента стабилизации жидкости пластом. В перерывах между циклами нагнетания подают напряжение на электроды. Последние выполнены в виде перфорированных труб. Разнополюсные электроды располагают по линиям, ориентированным вдоль направления основной трещиноватости пласта. Продолжительность подачи напряжения на электроды определяют из математического выражения. Напряжение к электродам подводят так, что векторьi электрического тока между скважинами образуют линии, параллельные направлению основной трещиноватости пласта. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1420187

Изобретение относится к способам борьбы с пылью, газом, газодинамическими явлениями и эндогенными пожарами в горной промышленности и может быть использовано в очистных и подготовительных выработках действующих и строящихся шахт.

Цель изобретения — повышение равномерности увлажнения угольного пласта за счет использования электроосмотического эффекта и природных свойств пласта.

На фиг. 1 показан разрез угольного пласта по мощности с расположением в нем скважин; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез пласта по мощности (к примеру осуществления способа).

Способ осуществляют следующим образом.

В увлажняемый пласт бурят серию скважин 1 — 6, согласно расчета в угольный пласт 7, берут пробы угля, определяют начальную его влажность и электросопротивление, вставляют в скважины перфорированные по длине трубы — электроды 8, служащие для подачи через них жидкости и подвода напряжения к скважинам, герметизируют устья скважин с перфорированными электродами с помощью герметизаторов 9, подсоединяют скважины с помощью трубопроводов 10 с расположенными на них диэлектрическими переходниками 11, служащими для исключения прохождения по трубопроводам электрического тока и переключения потока электропроводной жидкости в трубопроводах к устройству !2 подачи жидкости в скважины и создания в них давления. Нагнетают в скважины жидкость под давлением до стабилизации приема жидкости пластом. После этого снижают давление жидкости в скважинах до гидростатического.

Определяют визуально направление основной трещиноватости угольного пласта относительно пробуренных скважин и подключакп трубы — электроды к источнику 13 постоянного электрического тока для увлажнения околоскважинных 14 и неувлажненных 15 зон, подключают приборы 16 и 17 замера силы тока и напряжения соответственно, после чего начинают следующий цикл нагнетания жидкости в скважину.

Напряжение к трубам — электродам подводят по схеме, при которой векторы электрического тока между скважинами образуют линии, параллельные направлению основной трещиноватости пласта, а продолжительность электроосмотического увлажнения (подачи напряжения на электроды) определяют из выражения т К где Т вЂ” продолжительность электроосмотического увлажнения пласта, с;

V — объем увлажненного массива, м, 2

L. — расстояние между скважинами, м; гп — пористость пласта, отн. ед.; г — удельное электрическое сопротивление угля при исходной влажности, Г

OM-м;

r удельное электрическое сопротивление увлажняющей жидкости, Ом м;

Кэ — — коэффициент электроосмотической фильтрации жидкости, м /В с;

U — разность потенциалов, В;

S — площадь сечения увлажняемого слоя пласта, м-.

Пример. Для увлажнения выбран пласт с мощностью 7,5 м. Предварительно были экспериментально измерены следующие физические характеристики yIîëüíîãî массива (приведены усредненные статистические данные): г=-56,4 10 -Ом м — — удельная электропроводность неувлажненного угольного массива (измерено лабораторно стан20 дартным четырехточечным методом);

Vi ==3,5Я вЂ” естественная влажность массива(измерено лабораторно по пробам в соответствии с ГОСТ 9516 — 60);

m==6Я вЂ” пористость пласта (измерено лабораторно при помощи отбора проб методом вытеснения); — 16.10 6M /В.с — коэффициент электроосмотической фильтрации угольного массива (измерено лабораторно, на электроосмометре).

Были пробурены скважины длиной 100 м и визуально установлено направление основной трещиноватости пласта — — приблизительно горизонтальное.

Были приняты следующие параметры процесса на гнета ния воды в скважи ну; давление нагнетания равно 80 кгс/см- ; удельный расход воды в скважине

1,6 м /м или суммарный расход — !60 м .

Скважины располагали в два ряда с расстоянием между скважинами в ряду, равным 16 м, а между рядами — 4 м. В пробуренные скважины вводили перфорированные металлические трубы — электроды и нагнетали в них воду. В перерывах между нагнетанием на электроды подавали напряжение 380 В. При этом знак (+) источника тока подключали к трубам — - электродам скважин 3 и 4, а знак (— ) источника тока — к трубам — электродам скважин 1 и 2 (фиг. 2).

Время действия электрического тока на массив определяли из выажения

Т,.„., VL (IHI эг;11S где V=1200 м" — объем обрабатываемого массива 16 м,к,7,5 м;

55 S= 7,500 м — площадь сечения увлажняемого слоя вкрест напластования;

1 !Я

=16 м — расстояние между скважинами;

1420187

m= 0,06 отн. ед. — пористость пласта; г = 56,4.10 OM M — удельное электрическое сопротивление угля при исходной влажности; г-.=7.10 Ом м — удельное электрическое сопротивление увлажняюгцей жидкости;

Кз= 16.10 м /В.с — коэффициент электроосмотической фильтрации жидкости;

U=380  — разность потенциалов между полюсами источника тока.

Ту.. = 10,39 10 с 12 сут.

Было организовано два идентичных участка: №,! — экспериментальный и № 2 контрольный.

В соответствии с предлагаемым способом на участке № 1 нагнетание жидкости в пласт сочеталось с перерывами, во время которых на увлажняемый объем угля накладывалось внешнее электрическое поле.

На участке № 2 в перерывах нагнетания поле не накладывалось.

Для контроля эффективности увлажнения отбирались с разных глубин в 21-й точке участка № 1 и в 21-й точке участка № 2.

Результаты определялись лабораторно по

ГОСТ 9516 — 60 и приведены ниже.

По контрольному участку: точки № 6, № 8, № 9, № 13, № 14, № 16, № 17, № 21 — 8% (при расчетных — 6%); № 2, № 4, № 10, № 12, № 14, № 16, ¹ 20—

6 о, №7,№ 17 — 4,5%; № 3, № 11, № 19 — влажность не изменилась.

По экспериментальному участку: №6,№8,№13,№14,№ 16,№17,№21—

7,5%; №2№3№10№11№12№)4,№

¹17 №18 ¹20,№7 — 6о № 1 l — 5 8%.

Фор,1гг1.га изоб1гетенггя

25 с, где Ъ объем увлажняемого массива, м

1 — расстояние между скважинами, м;

m — пористость пласта, отн. ед.; г — удельное электрическое сопротивление угля при исходной влажности, Ом. м; г, — удельное электрическое сопротивление увлажняющей жидкости, Ом-м;

К вЂ” коэффициент электроосмотической фильтрации жидкости, м-/В с;

Ll — разность потенциалов, В; — — площадь сечения увлажняемого слоя пласта, м-.

35!. Способ предварительного увлажнения угольного пласта, включаюший бурение скважин в пласт, введение в смежные скважины разнополюсных электродов, подачу на них напряжения от источника постоянного электрического тока и нагнетание в скважины воды, от,гичающийея тем, что, с целью повышения равномерности увлажнения уголь10 ного пласта, перед нагнетанием воды определяют направление основной трегциноватости пласта, причем воду в скважины нагнетают циклами под давлением до момента стабилизации приема жидкости плас15 том, а напряжение на электроды подают в перерывах между циклами нагнетания, при этом электроды выполняют в виде перфорированных труб, а разнополюсные электроды располагают по линиям, ориентированным вдоль направления основной трещиноватости пласта.

2. Способ по п. 1, отличающшгея тем, что продолжительность подачи напряжения

HB электроды определяют из выражения

1420187

Ф,0 !

l5

Составитель И. Федяева

Редактор Л. Ревин Текред И Верес Корректор A. Тяско

Заказ 4303/33 Тираж 426 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

i!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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