Способ дегазации угольного пласта
Использование: дегазация угольных пластов. Сущность изобретения: пластовые скважины бурят за пределы максимума напряжения в зоне опорного давления. По всей их длине размещают исполнительные органы, на которые подают электроэнергию . Время подачи электроэнергии к исполнителным органам определяют из математического выражения. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 F 7/00
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕН ГНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
О
C)
С>
О (21) 4855570/03 . (22) 30.07.90 (46) 07,03,93. Бюл. M 9 (71) Государственный Макеевский научно исследовательский институт по безопасно сти работ в горной промышленности (72) А.И.Пантелеев, И.С.Ф ридман и Г.А,Пантелеев (56) Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах склонных к внезапным выбросам угля, породы и газа. М.:
Недра, 1977, с.83-87.
И.В.Сергеев и .др, Повышение эффек, . тивности дегазации путем электрогидравлического воздействия на пласт. Сб. Техника безапасности. охрана труда и горноспасательное дело, 1974, N1,,с,7-9. л
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке уголных, в том числе и выбросоопасных, пластов с целью их дегазации. Целью изобретения является повышение эффективности дегазации угольного пласта путем обеспечения перевода сорбированного углем газа в.свободное состояние.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе дегазации угольного пласта, включающем бурение пластовых скважин, установку в них электродов, заполнение скважин электролитом и подачу напряжения на электроды, скважины бурят за пределы максимума напряжения в зоне опорного давления, при этом электроды размещают по всей длине скважин, а напряжение к электродам подают в течение вреЫ2,, 1800060 А1 (54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНОГО
ПЛАСТА (57) Использование: дегазация угольных пластов. Сущность изобретения: пластовые скважины бурят за пределы максимума напряжения в зоне опорного давления. Ilo всей их длине размещают исполнительные органы, на которые подают электроэнергию. Время подачи электроэнергии к исполнителным органам определяют из математического выражения. 1 ил. мени, которое определяют из математического выражения — — 6- (Чу{Хор — Хост) +К/2 (Хор
0,24 U
-2хорхост++хост )) y mZ 10 Rl, 2 6 где U — напряжение, В; ця — количество теплоты, потребляемое при десорбции 1 см метана, кал/см; хор, хост — соответственно природная и остаточная газоносности угольного пласта, см /г;
К вЂ” тангенс угла наклона прямой, характеризующей изменение дифференциальной теплоты сорбции с изменением сорбиоованного количества метана, кал.град/см;
y — объемный вес угля, 1,3 r/ñì;
m — мощность пласта, м;
Z — расстояние между соседними скважинами, м:
1800060
R — электрическое сопротивление блока угольного пласта, расположенного между соседними скважинами, Ом; ! — длина скважины, м, На чертеже представлена общая технологическая схема осуществления способа.
Способ осуществляют следующим образом.
На участке угольного пласта, например, в лаве 1, из забоя вглубь массива на расстоянии 5-20 м друг от друга в наиболее метаморфизированной пачке угля бурят. скважины 2 диаметром 32...44 мм длиной
5...15 м, чтобы ими была пробурена зона концентрации напряжений (зона опорного давления), В эти скважины на всю длину вводят металлические неполяризующиеся электроды 3, концы которых пропущены через эластичные (резиновые) пробки 4, которыми герметизируют устья скважины 2. В 20 качестве электрода 3 может служить сталистый канатный прут диаметром 6...8 мм, покрь1тый гальваническим путем слоем меди, цинка или кадмия, При транспортировке электрод 3 необходимой длины сматывает- 25 ся в бухту, а в процессе досылки в скважину разматывается. Сквозь эластичные пробки
4 в скважины 2 пропускают металлические трубки 5 с вентилями 6, через которые в скважины нагнетают электролит. 30
Вместо эластичных пробок 4 с трубками
5 можно испольэовать серийно изготовляемые на Луганском заводе "Углеприбор" механические газовые затворы ЗГ-1. В этом случае в скважину 2 на всю длину вводят 35 электрод 3, в устью скважины на глубине
0,5-1,0 м устанавливают газозатвор ЗГ-1 и вращением рукоятки распирают резиновый манжет, который, увеличиваясь в диаметре, перекрывает сечение скважины, обтекает 40 электрод 3 и плотно прижимает участок электрода 3 к стенке скважины 2. К выходному штуцеру затвора ЗГ-1 подключают шланг с вентилем, второй конец шланга подключают к сосуду с электролитом. 45
В качестве электролита может быть использован один из следующих растворов:
NaCl, СаС12, йа2СОз, MgS04, Na2S04.
Электролит в скважину можно нагнетать, например, с помощью герметично за- 50 крывающегося сосуда 7, заполненного 10-ю и 20-ю литрами электролита и имеющего в нижней части два штуцера с клапанами. К штуцеру 8 с клапаном, запирающим вход в сосуд, подключают трубку 5, выходящую из скважины 2, а к штуцеру 9, снабженному клапаном, запирающим выход из сосуда, подключают ручной(например, автомобильный) насос 10, При нагнетании в емкость воздуха электролит перегоняется в скважину 2 и обильно смачивают оставшуюся в скважине буровую мелочь, че,и создается надежный электрический контакт электрода 3 с угольным пластом. После заполнения скважины 2 электролитом вентиль 6 перекрывается и емкость 7 от трубки 5 отключается, Аналогичным образом герметизируют и заполняют электролитом все остальные скважины, а затем измеряют сопротивление электрическому току блоков пласта, заключенных между соседними скважинами. Затем к электродам 3 подключают электрические кабели 11 таким образом, чтобы на соседние скважины подавалось напряжение разной полярности, После подключения всех электродов к источнику электроэнергии, например, к взрывобезопасному электротрансформатору, перекрывают решетчатой дверью вентиляционный откаточный штреки и подают напряжение на трансформатор, а, следовательно, на установленные в скважинах электроды 3. Иа. электроды в зависимости от величины сопротивления блоков угольного пласта между соседними скважинами, можно подавать напряжение от 380 до 1000 в.
Затем, задавшись величиной подаваемого к электродам напряжения, зная величину активного электрического сопротивления блока угольного пласта между соседними скважинами, длину скважин, мощность пласта, объемный вес угля, величину природной газоиосности угольного пласта и задавшись величиной остаточной газоносности пласта, определяют время подачи напряжения к электродам из математического выражения: — (цд(х,р — х с ) + К/2 (х р
0.24U2
-2хпрхост+ хост ) )у mZ10 Rl
2 6 где U — напряжение, В; ця — количество теплоты, потребляемое при десорбции 1 см метана, кал/см; хор, хост — соответственно природная и остаточная газоносности угольного пласта, см /r;
К вЂ” тангенс угла наклона прямой. хараустеризующей изменение дифференциальной теплоты сорбции с изменением сорбированного количества метана, кал ° грау/см;
) — объемный вес угля, 1,3 г/см;
m — мощность пласта, м;
Z — расстояние между соседними скважинами, м;
R — электрическое сопротивление блока угольного пласта, расположенного между соседними скважинами, Ом;
I — длина скважины, м, 1800060
Составитель И.Фридман
Техред М.Моргентал
Корректор Н.Ревская
Редактор С. Кулакова
Заказ 1146 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
После отключения напряжения производится непрерывный контроль концентрации метана на исходящей струе газа с использованием системы АКМ и по достижении допустимых по ПБ значений в забой лавы допускаются рабочие, из скважин извлекают электроды и разрешается включение угледобывающих механизмов.
Формула изобретения
Способ дегазации угольного пласта, включающий бурение пластовых скважин, установку в них электродов, наполнение скважин электролитом и подачу напряжения наэлектроды,отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации пласта путем обеспечения перевода сорбированного углем газа в свободное состояние, скважины бурят за пределы максимума напряжения в зоне опорного давления, при этом электроды размещают по всей длине скважин, а напряжение подают в течение времени, которое определяют из математического выражения — (Цц(хпр- Хост) + K/2 (хпр
1 2
0,240
2хпрхост + хост ) ) y m210 Rl
2 6 где U — напряжение, В;
qg — количество теплоты, потребляемое при десорбции 1 см метана, кал/см;
xrlp, хост — соответственно природная и остаточная газоносности угольного пласта, см /г;
К вЂ” тангенс угла наклона прямой, характеризующей изменение дифференциальной теплоты сорбции с изменением сорбированного количества метана, кал ° град/см;
y — объемный вес угля, 1,3 г/см; з, m — мощность пласта, м;
2 — расстояние между соседними скважинами, м;
R — электрическое сопротивление блока угольного пласта, расположенного между соседними скважинами, см;
1 — длина скважины, м.
