Способ дегазации надрабатываемой толщи на пластах, отрабатываемых лавами по падению

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для снижения газообильности выемочных участков. Цель изобретения - повышение эффективности дегазации путем увеличения продуктивности скважин (С). Определяют шаг посадки основной кровли. Проводят серию С в направлении зоны разгрузки. Рабочую часть каждой С располагают в массиве, подвергаемом последовательной разгрузке не менее двух посадок основной кровли. В месте формирования трещин в почве выработки производят герметизацию С. Устье нижней С в серии С, находящихся в разгрузочной зоне, располагают ниже забоя верхней в этой серии С. При этом верхнюю С периодически отключают от вакуумной сети. Расположенную ниже разгруженной зоны С подключают к газопроводу с опережением по времени не менее, чем на период отработки пласта на величину шага посадки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

е

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 E 21 F 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

g E: gð âöi

Ц" ° бЪ.|

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

H ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4182353/23-03 (22) 15.01.87 (46) 23.05.89. Бюл. N9 19 (71) Институт горного дела им.А.A.Ñêî÷èíñêîãî (72) В.С.Забурдяев, И.В.Сергеев, Л„И.Бухны, Б.Е.Рудаков, А.В.Вильчицкий, С.Б.Радько и А.С.Пантелеев (53) 622.817 (088.8) (56) Руководство до дегазации угольных шахт. ИГД им.A.À.Ñêî÷èíñêîão, Люберцы, 1985, с.82-86.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1145160, кл„ E 21 F 7/00, 1985. (54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ НАДРАБАТЫВАЕМОИ ТОЛ1ЦИ HA ПЛАСТАХ, ОТРАБАТЫВАЕМЫХ

ЛАВАМИ ПО ПАДЕНИЮ (57) Изобретение относится к горной пром-сти и м.б. использовано для снижения газообильности выемочных

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использо-, вано для снижения газообильности выемочных участков, преимущественно на угольных шахтах.

Цель изобретения — повышение эффективности дегазации путем увеличения продуктивности скважин.

На фиг.1 приведена принципиальная схема дегазации надрабатываемого пласта скважинами; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.1; на фиг.3 — схема расположения скважин на участке пласта, отрабатываемого с погашением выработок за лавой °

ЯО i41 2 А

2 участков. Цель изобретения — повышение эффективности дегазации путем увеличения продуктивности скважин (С). Определяют шаг посадки основной кровли. Проводят серию С в направлении зоны разгрузки. Рабочую часть каждой С располагают в массиве, подвергаемом последовательной разгрузке не менее двух посадок основной кровли. В месте формирования трещин в почве выработки производят герметизацию С. Устье нижне- C в серии

С, находящихся в разгрузочной зоне, располагают ниже забоя верхней в этой серии С. При этом верхнюю С периодически отключают от вакуумной сети.

Расположенную ниже разгруженной зоны С подключают к газопроводу с опережением по времени не менее, чем на период отработки пласта на величину шага посадки. 1 з.п.ф — лы, 3 ил.

Способ дегазации надрабатываемой толщи осуществляют следующим образом.

На участке пласта 1 (фиг.1), оконтуренном выработками 2 и 3, на надрабатываемый пласт 4 (фиг.2) проводят скважины 5 с разворотом в на1 правлении зоны разгрузки, формируемой при ведении очистных работ. Скважины проводят на расстоянии друг от друга, равном 1 — шагу посадки основной кровли, который устанавливают экспериментально или расчетом. Скважины должны пересечь надрабатываемый пласт и из них тщательным промыванием удаляют буровой штыб. Устья скважин

1481432

5 (фиг.2 и 3) располагают таким образом, чтобы загерметизированный обсадными трубами с цементным или иным заполнителем участок 6 скважины пере5 крывал основную, наиболее крупную систему трещин, формируемых в почве пласта 1 после очередной посадки основной кровли (пунктирные линии на фиг.2 и 3). Такое расположение загерметизированной части скважины 5 позволяет значительно снизить или полностью исключить подсосы воздуха через скважины 5 в дегаэационный трубопровод 7, к которому подключают скважины. Снижение подсосон воздуха приводит к повышению продуктивности скважин.

Параметры скважин устанавливают опытным путем или расчетом исходя из 20 мощности междупластья между разрабатываемым пластом 1 и надрабатываемым (фиг,,2 и 3), величины шага посадки основной кровли, углов разгрузки надрабатываемой толщи, протяженности 25 рабочей части скважины в массиве, подверженном последовательной раз g = M>III(arctg — —, r), ! b и 1П« г 1 -1я

arctg (-tgg/(1 — - — -t )p. (и

90, где 1„ — шаг посадки основной кровли, м, n ) 2,5 (рекомендуется принимать

n=2,5), 40

Параметры скважин, определенные по расчетным формулам или графическим методом, корректируют в процессе ведения очистных работ.

1=

М

= arcsin (3) (4) 1ñ

1Р— длина зоны разгрузки, м (фиг.2 и 3), с — угол падения пласта, град.

Определяют угол наклона оси скважины к плоскости пласта

Определяют длину скважины 1

Определяют угол наклона оси скважины к горизонтальной плоскости Ь = ar csin (sin P со$5 соз Р«

«созе . Sind) (5) груэке не менее двух посадок основной кровли, причем должно соблюдаться следующее условие: устье нижней скважины в серии скважин, охваченньгх разгруженной зоной 1р н надрабатываемой толще, размещается ниже забоя верхней в этой серии скважины. Это наобходимо для исключения отрицательного влияния жидкости, скапливающейся вскважинах.

Узлы разворота и длины скважин определяют следующим образом: вычисляют расстояние от проекции забоя скважины на плоскость пласта до оси выработки

p, = M.ctg Ч + С + 5, м где С вЂ” ширина охранного целика угля или бутовой полосы, M — мощность междупластья, м, Ч вЂ” угол разгрузки, град.

Определяют угол между проекцией оси скважины на плоскость пласта и осью подготовительной выработки у!

1, -1. при 1 — — — — tg(X ) О (2) М

1Р 1П при 1 — — — -tgo(4 0

Определяют угол между проекцией оси скважины и перпендикуляром к оси выработки на горизонтальную плоскость

У Р = 90 — arcctg(ctgf созо(+

+ tgh — — — ) .

I Sing (6) sing

Скважины проводят заблаговременно, оборудуют и подключают к дегазационному трубопроводу до очередной посадки основной кровли, приводящей к разгрузке забойную часть скважины.

На участке пласта, отрабатываемом с поддержанием выработки, из которой пробурены скважины, нсе пробуренные скважины, оказаншиеся в ныработанном, 1481432

55 пространстве, оставляют подключенными к газопроводу, но вакуум на них уменьшают до величины, при которой исключаются подсосы воздуха, разбавляющие концентрацию метана ниже допустимой ПБ нормы.

На пластах, отрабатываемых с по- гашением выработок за лавой, в работе с максимально возможным вакуумом оставляют ближайшие к лаве скважины, расположенные в разгруженном (надработанном) массиве. На фиг.3 такими скважинами являются три скважины, кроме первой от забоя, которая своей забойной частью попала в зону начинающегося уплотнения пород, а ее устье расположено вблизи выработанного пространства, через которое возможны значительные подсосы воздуха. На ближайшей к лаве скважине вакуум устанавливают таким, чтобы концентрация метана в каптируемой ею смеси была не ниже допустимой ПБ (не менее 2SX).

Обязательным условием является размещение забоя верхней скважины в серии, охваченной зоной разгрузки, выше устья самой нижней, в серии. скважин, функционирующей в разгруженной зоне надрабатываемого пласта. На фиг.3 такой серией скважин являются три скважины, забойные части которых расположены на участке lp, Выполнением этого условия обеспечивают эффективное удаление жидкости, которая может быть в скважинах {промывочная или природная). Обеспечивается самоизлив жидкости через третью самую нижнюю скважину в серии эффективно функционирующих скважин.

Верхнюю скважину (фиг,3) периодически отключают от вакуумной сети, чтобы за счет дополнительного перепада давлений освободить от жидкости связующие каналы (трещины), направив ее во вторую от забоя скважину, в которой подцерживается высокий вакуум.

Время, на которое отключают верхнюю скважину, устанавливают опытным путем. Так, например, его можно определить по периоду времени, в течение которого концентрация метана во второй от очистного забоя скважине начнет снижаться. Если дебит метана из верхней (первой от лавы) скважины невысокий или имеются большие подсосы воздуха, то ее можно отключить от

35 газопровода, а метан, выделяющийся в нее, отводить через следующую (вторую) скважину. В этом случае повышается продуктивность скважин, концентрация метана в каптируемой смеси, эффективность дегазации,, Временем отключения верхней скважины (фиг.3) может служить момент снижения концентрации метана в каптируемой смеси ниже допустимой ПБ нормы.

Если на участке пласта, отрабатываемом с погашением выработок за лавой (фиг.3) наблюдаются превьппение концентрации метана на сопряжении лавы с вентиляционной выработкой, то за время отключения верхней скважины от газопровода принимают мо мент, когда дебит второй скважины при отключенной первой (верхней) становится равным суммарному дебиту второй и первой скважины. Момент отключения верхней скважины в этом случае устанавливают опытным путем применительно к типовым или конкретным условиям разработки пластов угля.Скважину, расположенную ниже разгруженной зоны (lp), подключают к газопроводу с опережением времени не менее, чем на период отработки пласта на величину шага посадки.

Это вызвано тем, что на участке 1п (фиг.3) надрабатываемого пласта к

1 этому времени процесс формирования трещин уже протекает, газ в- трещины начинает выделяться.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ дегазации надрабатываемой толщи на пластах, отрабатываемых лавами по падению, включающий определение шага посадки основной кровли, проведение серии скважин из выработ- ки на надрабатываемый пласт, их герметизацию, подключение к вакуумной сети и отсос газа, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации путем увеличения продуктивности скважин, последние проводят в направлении зоны разгрузки, при этом рабочую часть каждой .скважины располагают в массиве, подвергаемом последовательной разгрузке не менее двух посадок основной кровли, а герметизацию скважин производят в месте формирования трещин в почве выработки.

148 1 432

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что устье нижней скважины в серии скважин, находящихся в разгруженной зоне, располагают ниже забоя верхней в этой серии скважин, при этом верхнюю скважину периодически отключаают от вакуумной сети.

А! 48! 432

Составитель И.Федяева

Техред Л.Олийнык Корректор Э.Лончакова

Редактор Л.Зайцева

Заказ 2654/33 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1130351 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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