Способ дегазации угольного пласта

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке газоносных и выбросоопасных пластов. Цель - повышение эффективности дегазации за счет увеличения срока сохранности фильтрующей поверхности скважины путем закрепления ее стенок по всей длине. На участке угольного пласта маркшейдерскими методами оценивают микротрещиноватость угля. Определяют простирание и местоположение систем техногенных трещин. Бурят дегазационные скважины перпендикулярно простиранию трещин. Измеряют в скважинах среднее расстояние между трещинами в массиве. При помощи буровой штанги изготавливают спираль из жесткой проволоки и вводят ее в скважину. Диаметр навивки спирали должен превышать диаметр скважины в 1,2 ... 1,6 раза, а шаг навивки не должен быть больше среднего расстояния между трещинами. Для обеспечения хорошего зацепления спирали со стенками скважины спираль сжимают вдоль оси. Сжатие спирали и окончательную герметизацию устья осуществляют механическим герметизатором. Скважина может быть укреплена несколькими цилиндрическими спиралями. Способ позволяет увеличить срок службы скважины. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1613647 Al (sI)s Е 21 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБР с 1 ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4459075/22-03 (22) 16.05.88 (46) 15.12,90, Бюл, N 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) И.М.Петухов, B.Г1.Кузнецов, Е.В.Гончаров, Н.В.Кротов, Г.Н.Герасименко и

A.Á.Ñåðãååâ (53) 622.8.831 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1086183, кл. Е 21 F 5/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1209894, кл. Е 21 F 5/00, 1984. (54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНОГО

ПЛАСТА (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке газоносных и выбросоопасных пластов, Цель-повышение эффективности дегазации за счет увеличения срока сохранности фильтрующей поверхности скважины путем закрепления

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке газоносных, удароопасных и выбросоопасных пластов, а также участков пластов, находящихся в зонах повышенного горного давления (ЗАГД) или тектонических нарушений (ЗТН).

Целью изобретения является повышение эффективности дегазации технических удобств реализации способа и увеличение срока сохранности фильтрующей поверхности скважины за счет закрепления ее стенок по всей длине.

На чертеже показана схема осуществления..способа, ее стенок по всей длине. На участке угольного пласта маркшейдерскими методами оценива 3T микротрещиноватость угля, Определяют ростирзние и местоположение систем техногенных трещин. Бурят дегазационные скважины перпендикулярно простиранию трещин. Измеряют с скважинах ",.ðåäíåå расстояние между трещинами в массиве. При

-: овощи буровой штанги изготавливают спираль из жесткой проволоки и вводят 88 в сква,;<ину. Диаметр навивки спирали должен превышатьдиаметр скважины в I,2 -1,6 раза, B шаг навивки н8 должен быть больше средl его расстояния между трещинами, Для обеспечения хорошего зацепления спирали со стенками скважины спираль сжимают вдоль оси. Сжатие спирали и окончательную герметизацию устья осуществляют механичес;<им герметизатором. Скважина может бьть укреплена несколькими цилиндрическими спиралями. Способ позволяет увелиTb срок службы скважины. 1 з.п.ф-flhl, 1 ил, На участке пласта 1, подлежащего дегазации, известнь;ми углометрографическими и маркшейдерскими методами оценивают макротрещиноватость угля 2, а именно: средний азимут простирания трещин и среднее расстояние между ними. Пробуривают дегазационную скважину 3 диаметром б перпендикулярно простиранию трещин 2, С вращением по направлению навивки вводят

B скважину цилиндрическую спиральную пружину 4 диаметром D, соответствующим диаме-.ру c,KBàæ i;Ibl или (B случае "разбурок" вывалов B скважине) превышающим этотдиаметр. Пружину навивают заранее, либо непосредственно перед обсадкой скважины

1613647

50 из стальной проволоки. Пружину навивают с шагом навивки 1, соответствующим среднему расстоянию между трещинами а, пересекаемыми скважиной, I - -а.

После размещения в скважине спиральной цилиндрической пружины ей придают жесткость, сжимая вдоль оси манжетамим 5 механического герметизатора 6, который вводят в скважину. Затем подсоединяют наружную часть трубы герметизатора 6 к вакуумному газопроводу 7 и дегазируют массив.

В случае неустойчивых пород в скважину вводят несколько спиралей с разворотом витков на угол 360 /и, где и — количество вводимых спиралей. В качестве оправки для навивки используют буровую штангу, Параметр шага навивки .1, соответствующий среднему расстоянию- между трещинами или системами трещин а, обусловлен тем, что при увеличении 1>а структурный блок, ограниченный двумя соседними трещинами, может оказаться без эффективного закрепления, сдвинуться и перекрыть скважину.

Для увеличения жесткости реакции отпора уменьшают шаг навивки l«a, или сжимают пружину вдоль продольной оси, что приводит к нагружению материала пру>кины и увеличению жесткости, 8 случае наличия вывалов предусматривают конические расширения на цилиндрических пружинах. Вокруг скважины образуется зона опорного давления, распространяющаяся на удаление до двух диаметров от стенки скважины в массив горных пород. При этом максимальных величин опорное давление достигает на удалении до одного диаметра скважины. Максимальное зацепление спирали со стенками скважины и максимальное время устойчивости скважины достигается, если диаметр навивки спиральной пружины, вводимой в скважину, составляет 1,2-1,6 диаметра скважины.

Пример, Дегазация осуществлялась на пласте К1о с углом падения 10 и мощностью 1,8 м. Скважины пробурили из откаточного штрека по пласту на удаление 70 м через 25 м диаметром 80 м. Общее их количество, запланированное к бурению, - 30.

Первые две скважины пробурили с отбором керна под углом 90 к борту штрека. При этом определяли частоты макротрещин и дирекционный угол их простирания, Замеры выявили чередующуюся трещиноватость, повторяющуюся через 0,3-0,8 м, с углом простирания в 30 относительно. направления откаточного штрека. Параметр частотности трещин определяли по характеру нарушенности угля в керновой колонке, Дирекционный угол простирания определя5

45 ли горным компасом в секущих пласт выработках косвенным методом по известной методике, Последующие скважины бурили с разворотом 120 к борту штрека нормально к первичной секущей пласт трещиноватости, По мере готовности скважин их обсаживали цилиндрическими спиральными пружинами диаметром 80 мм с шагом навивки, соответствующим частотности трещин 0,5-0,6 м/м, Пружины изготовляли непоредственно перед обсадкой скважин, сгибая стальную проволоку из рулона в 80 м вокруг буровой штанги, с одновременным вращением последней. Пружина исправлялась, "ввинчивалась". в скважину на всю ее длину, После завершения обсадки в пружине создавали напряжение, сжимая ее вдоль оси, и герметизировали. Для этого в скважину вводйли механический герметизатор МГ-2 таким образом, чтобы последний виток обсадки упирался в манжет герметизатора, Затем трубу герметизатора подсоединяли к вакуумным линиям. При том же сроке дегазации (6 мес,) был получен повышенный на 30% объем метана, а концентрация метана в смеси была выше, чем до применения способа, и составляла 62-65%, После завершения дегазации столба герметизаторы были извлечены из скважин, Затем была извлечена и вновь смотана в рулоны стальная проволока, из которой были изготовлены цилидрические спиральные пружины, Потери материала были исключены.

Формула изобретения

l. Способ дегазации угольного пласта, включающий предварительную оценку границ зоны повышенного горного давления, степень нарушенности угля в массиве, определение микротрещиноватости угля, выделение систем техногенных трещин и определение их простирания, бурение дегазационных скважин в зоны повышенного горного давления перпендикулярно простиранию трещин, герметизацию устья скважин и отвод по им газа из угольного пласта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации за счет увеличения срока сохранности фильтрующей поверхности скважины, производят закрепление стенок скважины по всей ее длине путем введения в скважину цилиндрической спиральной пружины из упругого материала с диаметром навивки, превышающим диаметр скважины в 1.2-1,6 раза, и шагом навивки, не превышающим расстояние между трещинами в массиве, которое определяют перед введением спиральной пружины в скважину, при этом после введеi 61 б

Составител;. Ы. сов,.евв

Техред M.Ìñðã HT,:

-корректор О, Кравцова

Редак-,ор Н. Горват

Заказ 3875 Тираж 373 i-;:. ."!:::1CÍ0e

ВНИИПИ Государственного комитета пс ..;.-.:;..-:т;:.н.. я:::::-:: крцтияь : -:р. М!-:.Т Г

1 I3035, Москва, Ж-35, Ра: ..;ка:- .:-.:ао., 4 "=

Производственно-издательский комбина- ::.ат=.: —;"(, r. ужгород, ул.Гагарин:-., 1 ния пружины ее сжимают вдоль продольной оси до жесткого расположения в скважине.

2, Способ по и, 1, отличающийся тем, что в неустойчивых породах массива в аква зн}, ецоьатель о вв.ц я; дополни-; л.-. i ое количество спиральных пружин с

; взаимного разворота витков 300 /I1, ;,. л чис 10 спиральных пру.кнн.