Способ спуска воды из затопленных выработок
Использование: в угледобывающей промышленности . Сущность изобретения: с поверхности земли бурят две пересекающиеся скважины, одна из которых вертикальная направлена в горную выработку, связанную с действующим водоотливом, а другую наклонную бурят в затопленную горную выработку. Точку пересечения скважин определяют условиями бурения с учетом получения допустимого конечного напора затопленной выработки. В точке пересечения скважин применяют легкоразьемное соединение труб, благодаря которому имеется возможность прекращения или снижения расхода воды в любое время. Саморегулирующаяся система обеспечивает гарантированные безопасные условия спуска воды в течение любого по длительности срока, исключает самопроизвольное увеличение расхода или напора.
(st)5 Е "21 С 41/18
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
О
О.
О
° Ь
Г) Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4899839/03 (22) 08.01.91 (46) 07.09,93. Бюл. М 33-36 (75) Рутьков К,И.. Шаульский А.К.. Шабанов
Г.М. (73) Гуковское производственное объединение по добыче угля (54) СПОСОБ СПУСКА ВОДЫ ИЗ ЗАТОПЛЕННЫХ ВЫРАБОТОК (57) Использование: в угледобывающей промышленности. Сущность изобретения: с поверхности земли бурят две пересекающиеся скважины. одна из которых вертикальная направлена в горную выработку, свяИзобретение относится к горнодобывающей, преимущественно угольной. отрасли.
С поверхности земли бурят две взаимно пересекающиеся вертикальную и наклонную скважины. Вертикальную скважину(определение "вертикальная" является условным) бурят до горной выработки (штрек, лава и т.д.), с которой имеется связь с действующим водоотливом.
Наклонную скважину бурят на затопленную горную выработку, которую необходимо осушить, при этом пересекают вертикаль.ную. Точку пересечения скважин определяют исходя иэ условий безопасного напора, а также в зависимости от того, какую часть затопленной горной выработки необходимо осушить или поддерживать в ней заданный напор. Наклонных скважин может быть пробурено несколько.
Вертикальную скважину обсаживают колонной труб, эатрубное пространство цементируют.
RU 2000435 С эанную с действующим водоотлывом, а другую наклонную бурят в затопленную горную выработку. Точку пересечения скважин определяют условиями бурения с учетом получения допустимого конечного напора затопленной выработки. В точке пересечения скважин применяют легкораэъемное соединение труб, благодаря которому имеется возможность прекращения или снижения расхода воды в любое время, Саморегулирующаяся система обеспечивает гарантированные безопасные условия спуска воды в течение любого по длительности срока, исключает самопроизвольное увеличение расхода или напора, Наклонную скважину в интервале слабых пород оснащают кондуктором. затрубное пространство цементируют. После пересечения вертикальной скважины, но до входа забоя в зону влияния горных выработок скважины, но до входа забоя в зону влияния горных выработок скважину вновь обсаживают. при этом эатрубное пространство цементируют только от забоя до места пересечения с вертикальной скважиной, где колонну оснащают легкоразъемным соединением.
При работе устьевую часть этой колонны до легкораэъемного соединения отсоединяют от забойной и отодвигают в сторону устья на 2-3 м. При необходимости прекращения спуска колонну подают на место.
Дальнейшее бурение наклонной скважины проводят по обычной технологии до тех пор, пока уровень воды не поднимается до расчетной отметки, Обеспечивают прямолинейность наклонной скважины до встр IH ее с вертикальной, т.е. максимально снижа2000435
D1+ Dz > 2а, Di+ Dg > 2а, 55 ют ис:ривления скважины. Известно, что удлинением колонковой трубы и рядом других мер опытные бригады добиваются сниженил искривления до 0,05-0,10 м и менее на первые 100 м наклонной скважины, а при вертикальном расположении скважины искривление примерно в 1,5 раза мэньше.
Можно определить условие встречи двух скважин как уравнение где Di и Ог - диаметры скважин; а - возможное искривление наклонной скважины;
2а - максимально возможное суммарное отклонение двух скважин от заданного направления.
Таким образом, если принять в качестве максимально возможного искривления наклонной скважины 0,15 м, то с учетом возможного искривления вертикальной величина суммарного искривления не превысит 2а, т.е. 0,3 м. Сумма диаметров обеих скважин должна превысить эту величину (300 мм).
Например, по условиям необходимого дебита наклонной скважины ее внутренний диаметр Dz по расчету равен 100 мм, Тогда внутренний диаметр вертикальной скважины D> должен быть не менее 200 мм.
Последовательность операции при выполнении способа следующая:
1. Изучается геологический разрез толщи горных пород от поверхности до горных выработок;
2. По материалам горных работ определяют напор в затопленных горных выработках;
3. Определяют, какую часть затопленной горной выработки требуется осушить;
Для обеспечения необходимого уровня безопасности рассчитывается срок осушения, так как от срока осушения подбирается количество скважин и их диаметр;
4, ilo заданным параметрам определяют точку пересечения вертикальной и наклонной скважин;
5, Составляют проект на бурение скважин и спуск воды;
6. Бурят вертикальную скважину, обсаживают колонной обсадных труб требуемого диаметра и цементируют затрубное пространство;
7. Бурят наклонную скважину, пересекая обсаженную вертикальную на заданной глубине, и крепят колонной обсадных труб с легкоразъемным соединением в точке ее
50 перегечения с рертикальной Цементируют эатрубное пространство (от забоя до разьемного соединения);
8. Поднимают колоннуобсадныхтрубот разъемного соединения наклонной скважины иа 2-3 ее диаметра. Система саморегулируемого спуска воды заработает, как только поднимается колонна обсадных труб наклонной скважины.
Положительный эффект от применения предлагаемого способа состоит в первую очередь в обеспечении гарантированных безопасных условий в течение достаточно длительного времени, воэможности прекращения спуска воды в любое время или снижения дебита. На участке пересечения скважин отсутствует бо ьшой напор воды, такой напор будет в забое вертикальной скважины и будет гарантировать, что скважину не нужно систематически прочищать, как при традиционных приемах, Увеличение притока до опасных величин исключается, так как система является саморегулирующейся. Положительным моментоМ также является возможность снижения притока.
Особенно большой эффект будет получен при использовании старых, уже ненужных для эксплуатации вентиляционных скважин и шурфов диаметром, например. 800 мм и более.
Формула изобретения
Способ спуска воды из затопленных выработок, включающий бурение скважин, крепление их обсадными трубами, цементацию затрубного пространства и отвод воды, отличающийся тем, что, с целью обеспечения гарантированной безопасности путем саморегулирования процесса на расчетных параметрах, в районе водоотлива бурят вертикальную скважину,а в затопленную часть горных выработок бурят наклонную скважину с пересечением их на отметке безопаснего напора и дебита воды, обсадную трубу наклонной скважины оснащают легкоразъемным соединением в месте пересечения ее с вертикальной скважиной, при этом диаметры скважин подбирают по пропускной способности воды, а сумму диаметров обеих скважин определчют из условия; где а - максимальное возможное искривление наклонной скважины на участие от устья до пересечения с вертикальнои
D> и Dz - диаметры соответственно вертикальной и wýклонной скважи I
