Способ предотвращения выбросов угля и газа и обрушений угля

 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к физико-химическим способам воздействия на угольный массив и вмещающие породы, и может быть использовано для борьбы с внезапными выбросами угля и газа в очистных и подготовительных забоях. Цель изобретения - повышение безопасности труда и эффективности противовыбросных мероприятий путем увеличения равнопрочности массива. Для этого последовательно в две стадии нагнетают в массив угля твердеющие растворы. Нагнетание производят через скважины, пробуренные в массив. Вначале нагнетают раствор отвердителя в режиме гидрорыхления при давлении нагнетания 0,75-2,0γН, где γ - средний удельный вес пород вышележащей толщи

H - глубина залегания. В качестве отвердителя используют водные растворы щавелевой кислоты или щавелевой кислоты с добавками ПАВ. Концентрацию отвердителя в растворе принимают из условия, чтобы время охватывания смеси растворов отвердителя и основного компонента было не менее времени нагнетания раствора основного компонента. Во второй стадии производят нагнетание основного компонента в режиме фильтрации при давлении нагнетания до 0,75γН. В качестве основного компонента используют водные растворы мочевино-формальдегидных смол. При превышении давления фильтрации нагнетания прекращают. По окончании каждой стадии производят контроль эффективности процессов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4451255/23-03 (22) 05.07.88 (46) !5.05.90. Бюл. № 18 (71) Институт геотехнической механики

АН УССР и Государственный Макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) В. В. Репка, А. И. Бобров, Л. А. Вайнштейн, В. А. Крапчатов, Г. М. Фридман и !О. Ф. Васючков (53) 622.832 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1222851, кл. Е 21 F 5/00, 1986.

Автоматизированная технологическая схема воздействия на опасные по выбросам и высыпаниям пласты полимерными соединениями. Проспект ВДНХ СССР, 1988, с. 12. (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА И ОБРУШЕНИЙ

УГЛЯ (57) Изобретение относится к горной пром-сти, в частности к физико-химическим способам воздействия на угольный массив и вмещающие породы, и м. б. использовано для борьбы с внезапными выбросами угля и газа в очистных и подготовителных забоях.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к физико-химическим способам воздействия на угольный массив и вмещающие породы, и может быть использовано для борьбы с внезапными выбросами угля и газа в очистных и подготовительных забоях.

Цель изобретения — повышение безопасности труда и эффективности противовыбросных мероприятий путем увеличения равнопрочности массива.

Цель изобрете ни я — повыше ние безопасности труда и эффективности противовыбросных мероприятий путем увеличения равнопрочности массива. Для этого последовательно в две стадии нагнетают в массив угля твердеющие растворы. Нагнетание производят через скважины, пробуренные в массив.

Вначале нагнетают раствор отвердителя в режиме гидрорыхления при давлении нагнетания 0,75 — 2,0уН, где у — средний удельный вес пород вышележащей толщи; 0 — глубина залегания. В качестве отвердителя используют водные растворы щавелевой кислоты или щавелевой кислоты с добавками ПАВ.

Концентрацию отвердителя в растворе принимают из условия, чтобы время схватывания смеси растворов отвердителя и основного компонента было не менее времени нагнетания раствора основного компонента.

Во второй стадии производят на гнета ние основного компонента в режиме фильтрации при давлении нагнетания до 0,75уО. В качестве основного компонента используют водные растворы мочевино-формальдегидных смол. При превышении давления фильтрации нагнетание прекращают. По окончании каждой стадии производят контроль эффективности процессов.

Сущность изобретения состоит в последовательном в две стадии нагнетании в массив угля твердеющих растворов. Вначале нагнетают раствор отвердителя в режиме рыхления, а затем раствор основного компонента в режиме фильтрации.

Способ осуществляют следующим образом.

Производят бурение и герметизацию скважин. Затем в режиме гидрорыхления (т. е. при начальном давлении нагнетания 0,75—

1564363

Формула изобретения

Составитедь В. Тычина

Редактор Л .. 1сжнина Текред И. Верг с Корректор М. Кучерявая

Заказ 1147 Тираж 381 Подписное

ВНИИПИ Госуг!арственного комитета по изобретения:: и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж- 35, Раун!Окая наб., д. 4>5

Hpoll3Âoä< TÂ< нно-издатетьскиЙ комбн на «1 !là . », . > жгорол, <, I. Гагарин>>, 101

2,0уН; где 1 — средний удельный вес пород вышележащей толщи; Н вЂ” глубина залегания) нагнетают раствор отвердителя, например водный раствор щавелевой кислоты или водный раствор щавелевой кислоты и поверхностно-активных веществ (ПАВ). В качестве ПАВ применяют как низкомолекулярные (ДБ, синтанол и др,), так и высокомолекулярные соединения (лигносульфонаты, полиакриламид и др.) . .Применение ПАВ обеспечивает лучшую смачиваемость и пластификацию разрыхляемого угля.

Концентрацию отвердителя в растворе для гидрорыхления принимают из условия, чтобы время схватывания смеси растворов отвердителя и основного компонента было не менее времени нагнетания в массиве раСтвора основного компонента.

Нагнетание производят в контролируемом режиме гидрорыхления, обеспечивак>щем равномерное разрыхление обрабатываемого участка пласта. Контроль за интенсивностью рыхления ведут с помощью звукоулавливающей аппаратуры (метод акустической эмиссии), регулируя темп нагнетания из условия отсутствия образования магистральной трещины, т. е. гидроразрыва или гидроотжима пласта. Процесс гидрорыхления завершают при появлении жидкости на плоскости забоя и снижении давления нагнетания в высоконапорном трубопроводе на ЗОО от установившегося, при котором производилось нагнетание.

Затем проводят контроль эффективности гидрорыхления по газовому фактору-динамике начальной скорости газовыделения, начальной скорости газовыделения или давлению газа.

Если контроль показал, что гидрорыхление оказалось не эффективным, то его повторяют еще раз. Если контроль показал, что гидрорыхление эффективно, то производят нагнетание в разрыхленный массив раствора основного компонента. В качестве основного компонента используют водный растворы мочевино-формальдегидных смол.

Нагнетание раствора основного компонента производят в те же скважины, через который производилось гидрорыхление. Нагнетание производят в фильтрационном режиме (при давлении, не большем 0,75уН

10 или конечного давления гидрорыхления), при котором в угольном пласте не происходит роста новых трещин, дополнительно ослабляющих массив и не заполненных раствором отвердителя. Соблюдение фильтрационного режима контролируется с помощью звуко l5 улавливающей аппаратуры.

Трещины, образовавшиеся при гидрорыхлении и заполненные раствором отвердителя, заполняются раствором основного компонента. При этом происходит образование твердого продукта и упрочнение угольного пласта.

Способ предотвращения выбросов угля и

25 газа и обрушений угля, включающий нагнетание в угольный пласт в режиме гидрорыхления жидких твердеющих соединений в течение периода до начала отверждения в пласте смеси основного компонснта с отвердителем, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности труда и эффективности противовыбросных мероприятий путем увеличения равнопрочности массива, вначале нагнетают отвердитель с поверхностно-активным веществом, производят контроль эффективности нагнетания по газовому фактору, а затем в разрыхленную призабойную зону пласта в режиме фильтрации нагнетают раствор основного компонента и при превышении давления фильтрации процесс нагнетания прекращают.