Способ гидрорыхления выбросоопасного угольного пласта

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для обеспечения безопасной выемки при отработке выбросоопасных угольных пластов. Цель изобретения - повышение эффективности гидрорыхления и снижения выбросоопасности пласта. На выбросоопасном участке угольного пласта бурят скважины и герметизируют их. Затем рассчитывают эффективный радиус действия скважин и давление нагнетания. Вблизи скважин устанавливают сейсмоприемники, нагнетают в скважины воду с регулировкой давления в гидросистеме в соответствии с величиной сейсмоакустических сигналов (САС). Причем предварительно определяют резонансные частоты САС. При нагнетании воды в пласт САС регистрируют в диапазоне частот выше группы резонансных частот. Прием САС осуществляют двумя сейсмоприемниками, установленными по обеим сторонам нагнетательной скважины на расстоянии радиуса ее эффективного действия. Давление в гидросистеме увеличивают в темпе, при котором отношение максимальной амплитуды САС (А<SB POS="POST">макс</SB>) к его средней величине (А<SB POS="POST">ср</SB>) не опускается ниже 1,5. При достижении расчетной величины давления в гидросистеме происходит снижение амплитуды САС. Нагнетание воды заканчивают тогда, когда А<SB POS="POST">ср</SB> уменьшается более, чем в 4 раза по сравнению с максимумом, при одновременном непрерывном росте отношения А<SB POS="POST">макс</SB>/А<SB POS="POST">ср</SB>. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1573206 А 1 (51) 5 Е 21 F .5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4487457/23-03 (22) 28.09,88 (46) 23.06,90. Бюл. № 23 (71) Государственный макеевский научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) В.С.Бабенко, Л.А.Вайнштейн, А.Л. Вайнштейн, Г.И.Колчин, В.С.Маевский и А.A.Ðóáèíñêèé (53) 622,832 (088.8) (56) Временная инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа. — N., 1983, с. 114, Методика определения оптимальных гидравлических параметров локальной гидрообработки выбросоопасных угольных пластов с использованием сейсмоакустического метода. — Кемерово, ВостНИИ, 1984. (54) СПОСОБ ГИДРОРЫХЛЕНИЯ ВЫБРОСООПАСНОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА (57) Изобретение относится к горной пром-сти и м.б. использовано для обеспечения безопасной выемки при отработке выбросоопасных угольных пластов. Цель изобретения — повышение эффективности гидрорыхления и снижеИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для обеспечения безопасной выемки при отработке выбросоопасных угольных пластов, 2 ние выбросоопасности пласта. На выбросоопасном участке угольного пласта бурят скважины и герметизируют их.

Затем рассчитывают эффективный радиус действия скважин и давление нагнетания. Вблизи скважин устанавливают сейсмоприемпики, нагнетают в скважины воду с регулировкой давления в гидросистеме в соответствии с величиной сейсмоакустических сигналов (САС).

Причем предварительно определяют резонансные частоты САС. При нагнетании воды в пласт САС регистрируют в диапазоне частот выше группы резонансных частот ° Прием САС осуществляют двумя сейсмоприемниками, уста— новленными по обеим сторонам нагнетательной скважины на расстоянии радиуса ее эффективного действия.

Давление в гидросистеме увеличивают в темпе, при котором отношение максимальной амплитуды САС (А с) к его средней величине (А р) не опускается ниже 1,5. При достижении расчетной величины давления в гидросистеме происходит снижение амплитуды САС.

Нагнетание воды заканчивают тогда, когда А уменьшается более чем в ср

4 раза по сравнению с максимумом, при одновременном непрерывном росте отношения А „ /А . 2 ил.

Цель изобретения — повышение эффективности гидрорыхления и снижение выбросоопасности пласта за счет управления процессом гидрорыхления °

1573206

Сущность способа заключается в следующем.

На выбросоопасном участке пласта бурят и герметизируют, скважины, производят расчет эффективного радиуса действия скважин и давления нагнетанйя, устанавливают вблизи скважин сейсмоприемники, производят нагнетание воды в скважины с регулированием давления в гидросистеме и регистрацией при этом сейсмоакустических сигналов с селекцией их по частоте, На фиг.l приведены сейсмограммы: а — в активной стадии процесса гидро- $$ рыхления (спустя 2 мин после начала нагнетания воды) и б — при затухании процесса (спустя 12 мин после начала нагнетания); на фиг.2 — графики изменения давления в гидросистеме при нагнетании воды в скважину (1), среднего значения амплитуды высокочастотной составляющей акустического сигнала (2) и отношения максимального значения амплитуды к его среднему значению ь единицу времени (3).

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно определяют резонансные частоты, характерные для конкретного участка массива. Для этого используют либо аппаратуру типа "Резонанс", либо устанавливают сейсмоприемник, возбуждают импульсный сейсмоакустический сигнал, регистри—

35 руют. его и при помощи ЗВМ получают амплитудно-частотную характеристику, по которой определяют группу резонансных частот. Диапазон регистрируемого при нагнетании сигнала выбирают таким образом, чтобы частота его была выше группы резонансных частот. Вблизи пробуренной под гидрорып пение скважины с обеих сторон на расстояниях, равных радиусу эффективного

45 действия гидрорыхления, закрепляют сейсмоприемники. Начинают нагнетание воды в скважину и одновременно регистрируют сейсмоакустический сигнал в выбранном диапазоне частот. В трехпятисекундном интервале определяют среднее (A ) и максимальное А значения амйлитуд. В начале нагнетания эти параметры определяют через каждые 20-30 с и увеличивают давление в гидросистеме в таком темпе, при котором растут средние значения амплитуд, а величина отношения А /А, ма кс не опускается ниже 1,5. Такой режим возрастания давления обеспечивает оптимальный процесс трещинообразования и гидрорыхления угольного пласта, При достижении расчетной величины давления в гидросистеме измерение параметров сейсмоакустического сигнала достаточно осуществлять ежеминутно, контролируя эффективность гидрорыхления. После достижения максимума среднее значение амплитуды начинает уменьшаться, что свидетельствует об уменьшении интенсивности трещинообразования. Нагнетание воды в угольный пласт заканчивается тогда, когда среднее значение амплитуды сейсмо— акустического сигнала уменьшится более чем в четыре раза по сравнению с максимумом при одновременном непре— рывном росте отношения А „кс/A ср. формула изобретейия

Способ гидрорыхления выбросоопасного угольного пласта, включающий бурение и герметизацию скважин, установку сейсмоприемников, расчет радиуса эффективного действия скважины и давления нагнетания, нагнетание воды в скважину на участке пласта с регулированием давления в гидросистеме и регистрацией при этом сейсмоакустических сигналов с селекцией их по частоте, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности гидрорыхления и снижения выбросоопасности пласта за счет управления процессом гидрорыхления, предварительно определяют группу резонансных частот участка пласта, сейсмоприемники устанавливают по обе стороны от скважины IIa расстоянии радиуса ее эффективного действия, а сейсмоакустические сигналы регистрируют в полосе частот, расположенной выше группы резонансных частот, затем определяют среднее А, макми- мальное А, значения амплитуд указанного сигнала за единицу времени и их -отношение, увеличивают давление нагнетания до достижения им расчетного значения в темпе, при котором среднее значение амплитуды Аср не— прерывно расчет и отношение амплитуд

А„,„„, /A,„, превышает 1,5, а по достижении расчетного давления нагнетание воды производят до стабильного уменьшения величины A не менее чем в четыре раза по сравнению с максимумом среднего значения амплимс кс туд А при одновременном росте отношения А „„„,/А, 1573206

Составитель Б,Терентьев д тоР Е. Папп ТехРед П. Серд окова Корректор М.NàêñèMèöäö åö

Заказ 1630

Тираж 380

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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