Способ дегазации разрабатываемого угольного пласта

 

Использование: проведение дегазационных работ при разработке угольных пластов . Сущность изобретения: скважины бурят в плоскости пласта с шагом 35...70 м, но не более 0,7 от длины зоны опорного давления , в каждую скважину, приближающуюся к границе зоны опорного давления, закладывают перфорированные трубы с диаметром , равным 0,7...0,8 от диаметра скважины, герметизируют их устья с последующим подключением к газопроводу, а по мере приближения очистного забоя к скважине на расстояние 3...5 м в них закачивают жид- Кость, а перфорированные трубопроводы извлекают. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4856533/03 (22) 28,05.90 (46) 07.03.93. Бюл. ¹ 9 (71) Тульский политехнический институт (72) Н.М.Качурин, Е.И.Вакунин, В.В.Кузнецов, О,Ю.Авдеев и Л,Ф.Новикова (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 924407, кл. Е 21 F 7/00, 1979.

Руководство по проектированию дегазации угольных шахт, M., Недра, 1975, с,28. (54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА (57) Использование: проведение дегазационных работ при разработке угольных плаИзобретение относится к области горного дела. в частности к технологии извлечения газа из угольных пластов.

Цель настоящего изобретения — повышение эффективности дегазации и снижение трудозатрат на дегазэцию за счет увеличения газоотдачи в скважины и умень-. щения числа дегазационных скважин в зоне опорного давления.

Поставленная цель достигается тем, что в способе дегазации разрабатываемого угольного пласта включающем бурение дегазационных скважин в плоскости пласта. герметизацию их устья с последующим подключением к газопроводу, скважины бурят с шагом 35-70 м,но не более 0,7длины зоны опорного давления, при этом в каждую скважину, приближающуюся к границе зоны опорного давления. закладывают перфорированные трубы с диаметром равным

0.7...0,8 от диаметра скважины, а по мере приближения очистного забоя к скважине на расстояние 3...5 м перфорированные трубопроводы извлекают, С целью облегчения

„„. )Ц „„1800061 А1 став. Сущность изобретения; скважины бурят в плоскости пласта с шагом 35...70 м, но не более 0,7 от длины зоны опорного давления, в каждую скважину, приближающуюся к границе зоны опорного давления, закладывают перфорированные трубы с диаметром, равным 0,7„,0,8 от диаметра скважины, герметизируют их устья с последующим подключением к газопроводу, а по мере приближения очистного забоя к скважине на расстояние 3„.5 м в них закачивают жидкость, а перфорированные трубопроводы извлекают. 3 ил, извлечения перфорированного трубопровода, перед извлечением в нее эакачивают жидкость,.

Заявляемый способ позволяет использовать геомеханические процессы в зоне влияния очистных работ, приводящих к ускоренному росту трещин в зоне опорного давления, и, как следствие, к увеличению гаэоотдачи. Это позволяет увеличить расстояние между скважинами.

Выбор диаметра перфорированных С труб осуществлялся из следующих сообра- C) жений, При увеличении горного давления (Ь происходит разрушение законтурного мас- «а сива скважины, сопровождающееся созданием трещин и интенсивной десорбции газа за счет резкого увеличения площади газоотдающих поверхностей. Диаметр перфорированных труб равный 0.7...0,8 от диаметра скважин не препятствует разрушению эаконтурного массива скважины, так как зона упругих деформаций угля при растяжении не превышает нескольких миллиметров. то есть данное значение диаметра перфориро1800061 ванных труб гарантирует разрушение законтурного массива скважины в зоне опорного давления. Дальнейшее уменьшение диаметра нецелесообразно из-за существенного увеличения гаэодинамического сопротивления трубопровода, Увеличение расстояний между скважинами с 5...30 м до значений 35...70 м, но не более 0,7 длины эоны опорного давления обусловлено следующими соображениями, Установлено, что средняя газовая проницаемость угольного пласта в зоне опорного давления увеличивается не менее чем в 5 раз по сравнению с природной газовой проницаемостью. Однако простое увеличение расстояния между скважинами в 5 раз не гарантирует наличие хотя бы одной скважи- ны в зоне опорного давления, так как изменение зоны опорного давления, по шахтным наблюдениям, составляет порядка 50...100 20 м, Поэтому расстояние между скважинами не должно превышать размеров зоны опорного давления, А с учетом фактической неравномерности газовыделений в отдельные скважины, которая характеризуется сред- 25

- ним значением коэффициента неравномерности равным 0,7...0,75, расстояние между скважинами выбирают равным 0,7 зоны опорного давления, или 35.„70 м. При данном расстоянии между скважинами в любое время гарантировано расположение по крайней мере одной рабочей скважины в зоне влияния очистных работ (в зоне опор-, ного давления), Таким образом, согласно заявленного 35 способа, скважины по мере подвигания очистного забоя оборудуются перфорирован" ными трубопроводами. При попадании данных скважин ь зону опорного давления, разрушается их законтурный массив по 40 всей длине и осуществляется заполнение свободного пространства скважин до перфорированных труб углем, однако это не приводит к изоляции перфорационных отверстий и перфорированный трубопровод 45 обеспечит достаточно равномерное всасывание газа по всей длине скважины.

Извлечение трубопровода иэ скважины при приближении к ней очистного забоя на

3...5 м обусловлено возникновением аэро- 50 динамической связи между скважиной и рабочим пространством лавы через трещиноватый угольный пласт, что приводит к снижению концентрации газа в газопроводе. На этом расстоя.нии газовая 55 . проницаемость выше среднего значения на

2...4 порядка, На фиг.1 приведен график изменения нормальных напряжений zc)g B угольном целике от расстояния до очистного забоя 1; на фиг.2 — возможное расположение скважин в соответствии с зоной опорного давления и оборудованных перфорированными трубопроводами подключенными к газопроводу; на фиг.3 — узел соединения перфорированного трубопровода с газопроводом.

Согласно заявленного способа скважины 1 бурятся в плоскости пласта из штрека

2 с шагом 35...70 м, но не более 0,7 зоны опорного давления конкретного угольного пласта, По мере приближения к зоне опорного давления, в скважины 1 закладываются перфорированные трубопроводы 3 диаметром 0,7„,0,8 диаметра скважины, Устья 4 скважин 1 герметизируются и перфорированные трубопроводы 3 подключаются к газопроводу 5, Количество извлекаемого газа из обрушивающейся скважины 1, находящейся в зоне опорного давления, увеличивается, что уменьшает газообильность очистного участка вплоть до подхода выемочного комбайна на 3„.5 м к скважине 1. Для облегчения извлечения перфорированной трубы 3 из обрушенной скважины 1 в нее закачивают воду.

Пример. Производственные испытания предлагаемого способа дегазэции разрабатываемого угольного пласта проведены на шахте "Краснокутская" п.о. "Донбассантрацит".

Нэ очистном участке 26-й северной лавы, отрабатывающей пласт длинными столбами по восстанию, бурились парэллельноодиночные скважины на расстоянии 35,;.40 м. Предварительно в вентиляционном уклоне по состоянию крепи определялась граница эоны опорного давления, которая составила 50...70 м от лавы. Длина дегазационных скважин составляла 100...120 м.

Перфорированными трубопроводами были оборудованы три ближайшие к лаве скважины. В качестве перфорированных труб использовались стандартные штанги, в которых были просверлены перфорационные отверстия. Ilpvi приблин рнии лавы к скважинам нэ расстояние 3 м в перфорированные трубопроводы закачивалась вода и трубопроводы извлекались из скважины. Закладка трубопроводов в скважины и их извлечение из скважины осуществлялись с помощью бурового станка.

Результаты испытаний заявляемого способа показали, что газоотдача в скважины, находящиеся в зоне опорного давления возросла в среднем на 877,, при этом газообильность очистного участка снизилась на

20, а срок службы скважин увеличился на

1,5...2 месяца. Использование предлагаемо1800061

Фиг. Г

ro способа наиболее эффективно для дегазации высокогазоносных угольных пластов с повышенной зоной опорного давления (свыше 70 м), что позволяет увеличить шаг между скважинами в 2...6 раз (с 5...30 м до

3 ...70 м), значительно снизить объем дегазационных работ: трудо- и энергозатраты, Формула изобретения

1. Способ дегазации разрабатываемого угольного пласта, включающий бурение дегазационных скважин в плоскости пласта, герметизацию их устья с последующим подключением к газопроводу, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения эффективности дегазации и снижения трудозатрат на дегазацию за счет увеличения газоотдачи в скважины и уменьшения числа дегазационных скважин в зоне опорного давления, скважины бурят с шагом 35-70 м, но не более 0,7 длины зоны опорного давле5 ния, при этом в каждую скважину, приближающуюся к границе зоны опорного давления, закладывают. перфорированные трубы с диаметром, равным 0,7-0,8 от диаметра скважины, а по мере приближения

10 очистного забоя к скважине на расстояние

3-5 м перфорированные трубопроводы извлекают.

2, Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью облегчения извлечения

15 перфорированноготрубопровода, перед извлечением в него закачивают жидкость.

1800061

Узел A

Составитель Л.Новикова

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор. С.Кулакова

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

Заказ 1146 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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