Способ защиты горных выработок на больших глубинах от поступления метана

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для снижения метанообильности горных выработок. Цель - уменьшение поступления газа в выработку и снижение затрат на дегазационные работы за счет использования явления зональной дезинтеграции. Из горной выработки бурят дегазационные скважины на вмещающие породы и угольные пласты. Исследуют скважины по длине и определяют зоны дезинтеграции /ЗД/ вмещающих пород вблизи выработки. В скважину вводят разделительную пробку и устанавливают ее непосредственно за первой, ближайшей к выработке ЗД. В скважину закачивают газонепроницаемый материал, например битум, и заполняют им пустоты в ЗД. После создания таким способом газонепроницаемого щита вокруг выработки из скважины извлекают разделительную пробку. После чего скважину и дальнюю от выработки ЗД очищают от штыба, например, струей сжатого воздуха. Образовавшиеся полости заполняют газопроницаемым материалом, например, гранулированным шлаком. Последний препятствует разрушению скважины и сообщающихся с ней полостей. Скважину подключают к дегазационной системе и извлекают метан. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1615392 (51)5 F. 21 F 7/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4458651/23-03 (22) 11 07.88 (4Ь) 23.12.90. Бюл. У 47 (71) Институт горного дела СО АН СССР и Всесоюзный научно-исследовательский институт горной механики и маркшейдерского дела (72) Е.И.Шемякин, M.Â.Êóðëåíÿ, В.Н.Опарин, В.Н.Рева, Ф.П.Глушихин, М.А.Розенбаум и Э.А.Тропп (53) 622.8.831(088.8) (56) Патент США У 4245699, кл. Е 21 В 43/25, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 649864, кл. Е 21 F 7/00, 1976. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

НА БОЛЬШИХ ГЛУБИНАХ ОТ ПОСТУПЛЕНИЯ

МЕТАНА (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для снижения метанообильности горных вы,работок. Цель - уменьшение поступления газа в выработку и снижение затрат на дегазационные работы за счет использования явления зональной дезИзобретение относится к горнодобывающей промьппленности и может быть использовано при эксплуатации горных выработок на больших глубинах.

Цель изобретения — уменьшение поступления газа в выработку и снижение затрат на дегазационные работы за счет использования явления зональной дезинтеграции.

На чертеже показаны выработка и окружающий массив пород, поперечное сечение.

2 интеграции. Из гарной выработки бу" рят дегазационные скважины на вмещающие породы и угольные пласты. Исследуют скважины па длине и определяют зоны дезинтеграции (ЗД) вмещающих пород вблизи выработки. В скважину вводят разделительную пробку и устанавливают ее непосредственно за пер.«й, ближайшей к выработке ЗД. В скважину эакачивают газонепроницаемьп и териал, например битум, и заполняют им. пустоты в ЗД. После создания таким способом газанепроницаемого щита вокруг выработки из скважины извлекают разделительную пробку. После чего скважину и дальнюю от выработки ЗД очищают от штыба, например, струей сжатого воздуха. Образовавшиеся полости заполняют газопроницаемым материалом, например гранулированным шлаком. Последний препятствует разрушению скважины и сообщающихся с ней полостей. Скважину подключают к дегазационной системе и извлекают метан.

1 з.п. ф-лы,. 1 ил.

На чертеже обозначены выработка 1, пройденная на большой глубине, ближняя к выработке эона 2 дезинтеграции пород, которая используется как экран, препятствующий проникновению rasa в выработку, дальняя от выработки soна 3 дезинтеграции пород, которая используется в качестве емкости для сбора и извлечения метана, скважины 4, пробуренные.в массив, которые служат для заполнения зон дезинтеграции пород гаэонепроницаемым и газопроницае1615392 мым составами, часть иэ них в дальнейшем используется для отсоса метана, газонепроницаемая смесь 5, закачиваемая в первую зону дезинтеграции пород, газопроницаемый материал 6, 5 !

: который размещают в дальней от выра, ботки зоне дезинтеграции пород.

Способ осуществляют следующим образом. 10

Выработку 1 проводят на большой глубине (большой глубиной считают такую глубину, при которой напряжения в массиве пород в окрестности выработки равны или больше прочности породы !

5 на контуре выработки) . При этом вокруг нее образуются зоны дезинтеграции пород в соответствии с явлением зональной дезинтеграции. Из выработки 1 в породный массив бурят смотро20 вую скважину, с помощью которой определяют местоположение зон 2 и 3 дезинтеграции. Определение зон производят, например, путем просмотра скважи ны с помощью прибора РВП-451. После этого бурят скважины 4 до пересечения их с дальней зоной 3 дезинтеграции.

Затем скважины 4 выше зоны 2 дезинтеграции закрывают пробкой и в зону 2 закачивают газонепроницаемую смесь 5, например битумную смолу. После закачивания ее в зону 2 пробку вынимают, прочищают скважину и подсоединяют, ее к вакуум-насосу, с помощью которого из зоны 3 извлекают мелкие фракции разрушенной породы. Извлечение мелких фракций можно производить также путем вымывания их струей воды, подаваемой в скважину, или продуваемой сжатым воздухом. После извлечения мелких

40 фракций породы иэ зоны 3 в нее с по" мощью сжагого воздуха подают гаэопроницаемый материал, например гранулированный доменный шпак, которые не позволяет в дальнейшем смыкаться зоне

3 и является проницаемы для газа.

После заполнения газопроницаемым материалом эоны 3 скважину 4 обсаживают, устанавливают герметизаторы и фильтры.. присоединяют их к установке вакуумирования и начинают отсос газа, который поступает из окружающего массива в зону 3 дезинтеграции. Таким образом, газ в выработку 1 не попадает, а удаS5 ляется из массива через зону 3 дезинтеграции и скважины 4, которые задействованы на определенных участках выработки.

Способ проверен в условиях откаточного магистрального штрека, пройденного на глубине 470 м. Прочность вмещающих пород в образце на сжатие составляет 15-20 ИПа. Величина удельной газоотдачи вмещающих пород и угля составляет 0,01 м /мин м .

Сечение выработки 1?,5 м, крепление — металлические арки через

0,5 м. В соответствии с предлагаемым способом в бока выработки перпендикулярно ее продольной оси пробурены смотровые скважины диаметром 42 мм.

По скважинам с помощью прибора РВП454 определяют, что вокруг выработки образовались три зоны дезинтеграции, первая на расстоянии 1,76 м от стенки выработки, вторая 3,56 м и третья (дальняя) 5,?8 м.

После этого в бока и кровлю выработки пробурены скважины 4 диаметром

105 мм до пересечения их с дальней зоной 3 дезинтеграции. Затем в скважину 4 выше зоны 2 дезинтеграции пород устанавливают деревянную пробку и во вторую зону 2 закачивают гаэонепроницаемую смесь 5,, в качестве которой применяют битум. Гаэонепроницаемую смесь подают в зону 2 насосами типа НТР-50 с давлением закачки

0,5-1,5 Isa. После закачки смеси деревянную пробку извлекают из скважины, скважину очищают и затем извлекают мелкие фракции разрушенной породы из зоны 3 дезинтеграции. Извлечение мелких фракций осуществляют путем подачи в разрушенную зону сжатого воздуха под давлением 5 атм и продувки с его помощью участков между скважинами вдоль выработки. После извлечения мелких фракций породы из зоны 3 в нее с помощью сжатого воздуха подают гранулированный доменный шлак с диаметром гранул 3-5 мм. Гранулы шлака заполняют свободное пространство в зоне 3 дезинтеграции и не позволяют в дальнейшем смыкаться этой зоне.

После заполнения газопроницаемым материалом эоны 3 скважины загерметиэированы с помощью механического герметизатора ГДСК-135 в них установлены фильтры, предотвращавшие вынос шлака, и осуществлен отсос газа, который поступает из окружающего массива в зону дезинтеграции, заполненную газопроницаемым материалом.

15392

Формула изобретения

Составитель И.Федяева

Техред М.Ходанич Корректор М.лароши

Редактор А.Мотыпь

Заказ 3972 Тираж 375 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

1. Способ защиты горных выработок на больших глубинах от поступления метана, включающий бурение дегазационных скважин из выработки, удаление буровой мелочи иэ скважин, присоединение их к системе вакуумирования и извлечение газа из скважин и сообщающихся с ними щелей в массиве, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения поступления газа в выработку и снижения затрат на дегазационные работы, предварительно опрелеляют эоны дезинтеграции вмещающих

6 пород вблизи выработки, при этом нагнетают в ближнюю к выработке зону дезинтеграции гаэонепроницаемый материал, а дальнюю от выработки зону дезинтеграции очищают от мелких Фракций разрушенных пород, заполняют освободившееся пространство газопроницаемым материалом и производят иэ нее извлечение газа.

Z. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве газонепроницаемого материала используют мазут или битумную смолу, а в качест ве газопроницаемого материала грянулированный доменный шпак.