Способ гидроперфорирования выбросоопасных пластов

 

Изобретение относится к горной промышленности и м.б. использовано при подготовке и разработке угольных пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа. Цель изобретения - предотвращение внезапных выбросов угля и газа, повышение безопасности и надежности ведения горных работ. В выбросоопасной пачке угля вымывается серия полостей (П) высоконапорной струей воды (СВ), подаваемой через став с насадкой. В СВ перед формированием П образуют область с пониженным давлением (Д) менее атмосферного. Величина Д зависит от наружного Д на СВ. До формирования П величина Д составляет 0,07-0,08 МПа. По мере формирования П став с насадкой подвигается вперед. Величина Д изменяется так, чтобы не превышать 0,03 МПа. При уменьшении Д до 0,03-0,02 МПа зону пласта считают выбросоопасной и подвигание става с насадкой останавливают. При дальнейшем уменьшении величины Д став с насадкой подают назад из П. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 E 21 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю% аА

° °

Мю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4283421/23-03 (22) 22,05.87 (46) 30,06,89, Бюл. 11 24 (71) Филиал Новочеркасского политехнического института им. Серго Орджо" никидзе, г, Шахты (72) Г.Д.Диброва и Е.А.Колесниченко (53) 622.832(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . У 1249171, кл. E 21 F 5/00, 1983.

Временная инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа. М., ИГД им. А.А.Скочинского, 1983, с. )29-140 ° (54) СПОСОБ ГИДРОПЕРФОРИРОВАНИЯ ВЬ1БРОСООПАСНЫХ ПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к горной промышленности и м.б. использовано при подготовке и разработке угольных пластов, опасных по внезапным выбро-.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подготовке и разрабстке угольных пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа.

Цель изобретения — повьппение без. опасности и надежности ведения горных работ по предотвращению внезапных выбросов угля и газа.

На фиг.1 показана схема образования вакуума при формировании факела струи воды и контроля этого вакуума; на фиг.2 — изменение величины вакуума во время вымывания полости струей

„„SU„„1490297 . А1

2 сам угля и газа. Цель изобретения— предотвращение внезапных выбросов угля и rasa, повыпение безопасности и надежности ведения горных работ.

В выбросоопасной пачке угля вьпкывается серия полостей (П) высоконапорной струей воды (СВ), подаваемой через став с насадкой. В СВ перед формированием П образуют область с пониженным давлением (Д) менее атмосферного. Величина Д зависит от наружного Д на СВ. До формирования

П величина Д составляет 0,07-0,08 ИПа, По мере формирования П став с насадкой подвигается вперед. Величина Д изменяется так, чтобы не превышать

0,03 МПа. При уменьшении Д до 0,030,02 МПа зону пласта считают выбросоопасной и подвигание става с насадкой останавливают. При дальнейшем уменьшении величины Д став с насадкой подают назад иэ П. 4 ил. воды при образовании воронки в забое

Выработки, на фиг.3 — то же, при вымывании полости по дегазируемому участку пласта; на фиг,4 — то же, при.резком увеличении выделяющегося газа в полость, которое предшествует началу развязывания внезапного выброса угля и газа,"

На фиг.1-4 обозначены 1 — вакуумманометр; 2 — трубопровод; связывающий вакуумманометр с вакуумом; 3.— став с насадкой; 4 — отверстие в насадке для пропуска воды; 5 — отверстие в насадке для связи вакуума в

1490297 струе воды с вакуумманометром; 6 — вавакуум, создаваемый эжекцией воды;

7 - факел струи воды; 8 — забой выработки 9 — вымываемая полость в плас5 те угля; 10 — в о з можные пути филь т рации газа под давлением; P — давление воды перед Hac KOAt 10, 1„ 12, 13— размеры области вакуума, формируемого струей воды; Ь вЂ” расстояние от на- 0 садки до забоя воронки; P — давление газа в полости возле насадки; V

Ч3 — давление вакуума, регистрируемое прибором.

Способ реализуется следующим обра- 15 зом, В выбросоопасной пачке угля вымывается серия длинных полостей. Рабочим органом является тонкая высоконапорная струя 7 воды, разрушающая 20 выбросоопасную пачку угля. При кольцевом отверстии 4 возле насадки в струе воды формируется замкнутое пространство с пониженным давлением менее атмосферного (вакуум), Этот ва- 25 куум через отверстие в насадке 5 и с помощью тонкой трубки связан с вакуумманометром, находящимся на большом расстоянии от забоя выработки. Величина вакуума зависит от наружного 30 давления на струю воды.

При свободной струе воды в. выработке (фиг.1) длина зоны вакуума равна 1, а величина вакуума — V р

0,07-0,08 YJIa. Во время начала образования воронки полости 9 расстояние от насадки 3 до забоя 8 равно L (фиг.2). При уменьшении расстояния Ь давление вакуума также уменьшается.

Поэтому став с насадкой располагают 40 на таком расстоянии, чтобы величина вакуума была равна V, = 0,04

0,05 МПа. По мере размывания воронки полость става с насадкой 3 подвигается вперед со скоростью Ч„. При 45 этом величина вакуума V изменяется в пределах Ч<=0,04-0,06 МПа (фиг.3).

При увеличении вакуума насадка подается на забой полости.

В результате вымывания предыдущей 50 серии полостей впереди забоя выработки образуется уплотненная зона в выбросоопасной пачке с низкими фильтрационными свойствами угля. 3а этой зоной в глубине массива в результа1 те интенсивного трещинообразования образуются коллекторы, в которых находится десорбированный гаэ под большим давлением. При вымывании полости за уплотненной зоной (фиг.4) происходит дегазация массива угля, при этом газ поступает в вымываемую полость.

На этом участке снижают скорость подачи насадки на забой Ч и так, чтобы при повышенном давлении газа Рг в полости на струю воды давление вакуума было более 0,03 МПа, При уменьшении давления вакуума до 0,030,02 МПа зону пласта считают выбросоопасной и подвигание става с насадкой останавливают и при дальнейшем уменьшении вакуума подают став с насадкой назад, В противном случае при большом давлении газа будет продолжаться совместное разрушение угля водой и газом, переходящее во внезапный выброс. После подачи насадки назад интенсивность выцеления метана уменьшается. формула изобретения

Способ гидроперфорирования выбросоопасных пластов, включающий установку гидроперфоратора со ставом и насадкой, формирование в пласте высоконапорной струей воды полостей и перемещение в полостях в процессе их формирования става гидроперфоратора, непрерывный контроль за параметрами полостей и выбросоопасностью пласта, оценку степени выбросоопасности зон пласта, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности и надежности ведения горных работ по предотвращению внезапных выбросов, перед формированием полостей в высоконапорной струе воды создают область пониженного давления меньше атмосферного и при уменьшении этого давления при формировании полостей до величины 0,03"0,02 МПа зону пласта относят к выбросоопасной, перемещение става в полости прекращают, а при дальнейшем падении давления став перемещают в обратную сторону полости.

1490297

Риа 2

Фиг 3

Снн

Составитель Г.оасючкова

Редактор М.Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 3673/36 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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