Способ дегазации угольного пласта



Способ дегазации угольного пласта
Способ дегазации угольного пласта

 


Владельцы патента RU 2472940:

Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Сибирского отделения РАН (RU)

Изобретение относится к разработке пологопадающих угольных пластов и может быть применено для их дегазации. Способ включает бурение дегазационных скважин в обрабатываемом массиве с нижнего штрека на верхний штрек, проведение из них гидроразрывов при перемещении бурового става в обратном направлении и последующую откачку газа. Одну скважину бурят перпендикулярно направлению движения очистного забоя, вторую - под углом к первой скважине, определяемым для каждого угольного пласта индивидуально, и навстречу очистному забою из нижней части нижнего штрека в верхнюю часть верхнего штрека, третью - под углом к первой скважине и в направлении движения очистного забоя из нижней части верхнего штрека в верхнюю часть нижнего штрека. Технический результат заключается в увеличении площади газовыделения. 2 ил.

 

Техническое решение относится к горному делу, а именно к разработке пологопадающих угольных пластов, и может быть использовано для их дегазации.

Известен способ обработки угольного пласта (патент РФ №2232899, E21F 7/00, Е21В 43/26, опубл. 20.07.2004 г.), который используют для дегазации угольного пласта. Способ включает бурение скважин с поверхности и создание нескольких равномерно размещенных по мощности пласта пар вертикальных щелей. Каждая вышележащая пара щелей смещена относительно нижележащей в горизонтальной плоскости на одинаковый острый угол.

Недостатком этого способа является сложность его реализации, которая заключается в том, что при бурении скважин с поверхности трудно попасть в нужное место и создать в пласте щели с заданными параметрами. Кроме этого, бурение скважин на большую глубину значительно повышает себестоимость способа.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ предварительной дегазации угольных пластов (патент РФ №2387784, Е21В 7/00, опубл. 27.04.2010 г.), включающий бурение с дневной поверхности вертикальных дегазационных скважин до пересечения с угольным пластом, бурение наклонных дегазационных скважин по восстанию и падению угольного пласта. После этого из них производят бурение горизонтальных дегазационных скважин по простиранию угольного пласта. Затем проводят во всех дегазационных скважинах гидроразрывы через расстояние, определяемое опытным путем для каждого угольного пласта, и подключают устья дегазационных скважин к газоотсасывающим установкам. Полученную метановоздушную смесь очищают от воды и других примесей, сжижают и закачивают в резервуары для хранения.

Недостатком этого способа является то, что для его реализации требуется проведение "вслепую" большого количества дегазационных скважин, что само по себе является достаточно сложной задачей, и, кроме этого, в предлагаемом способе трудно произвести и проконтролировать процесс гидроразрыва вследствие большой протяженности дегазационных скважин и сложности схемы их заложения. Эти недостатки приводят к снижению эффективности способа и повышению его себестоимости.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение эффективности дегазации угольного пласта за счет изменения схемы заложения дегазационных скважин и проведения из них поинтервальных гидроразрывов, обеспечивающих увеличение площади газовыделения.

Поставленная задача достигается тем, что в способе дегазации угольного пласта, включающем бурение дегазационных скважин, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа, согласно техническому решению дегазационные скважины бурят в обрабатываемом массиве с нижнего штрека на верхний штрек, причем одну из скважин бурят перпендикулярно направлению движения очистного забоя, вторую - под углом к первой скважине, определяемым для каждого угольного пласта индивидуально, и навстречу очистному забою из нижней части нижнего штрека в верхнюю часть верхнего штрека, третью - под углом к первой скважине и в направлении движения очистного забоя из нижней части верхнего штрека в верхнюю часть нижнего штрека, а гидроразрывы проводят, перемещая буровой став в обратном направлении.

Бурение дегазационных скважин с нижнего штрека на верхний штрек по предложенной схеме обеспечивает более полную дегазацию угольного пласта, так как проведение гидроразрывов в разных плоскостях позволяет более полно обработать угольный пласт и увеличить площадь газовыделения. Кроме того, при данной схеме заложения дегазационных скважин процесс дегазации будет происходить более равномерно и интенсивно за счет того, что в наиболее нагруженной зоне (в районе очистного забоя) всегда будут находиться две или три дегазационные скважины. Проведение гидроразрывов из дегазационных скважин путем перемещения бурового става в обратном направлении позволяет сократить время работ по дегазации угольного пласта. Благодаря этому повышается эффективность дегазации угольного пласта за счет увеличения газоотдачи и снижения себестоимости работ.

Сущность технического решения поясняется примером реализации способа дегазации угольного пласта и чертежами фиг.1, 2, где на фиг.1 представлена общая схема заложения дегазационных скважин для реализации данного способа в плане, где большой стрелкой показано направление движения очистного забоя, и на фиг.2 - схема заложения дегазационных скважин в сечении А-А на фиг.1.

Способ дегазации угольного пласта реализуют следующим образом.

В отрабатываемом угольном пласте 1 бурят дегазационную скважину 2, перпендикулярную направлению движения очистного забоя и в плоскости падения угольного пласта 1 (фиг.1). Затем, под углом (определяется для каждого угольного пласта индивидуально) к дегазационной скважине 2 и навстречу очистному забою из нижней части нижнего штрека 3 в верхнюю часть верхнего штрека 4 бурят дегазационную скважину 5, а дегазационную скважину 6 бурят под углом к дегазационной скважине 2 и в направлении движения очистного забоя из нижней части верхнего штрека 4 в верхнюю часть нижнего штрека 3 (фиг.2). После бурения дегазационных скважин 2, 5, 6 меняют буровую коронку на герметизирующее устройство (на фиг.1, 2 не показаны) и производят гидроразрывы 7 по всей их длине. Затем пакеруют нижнюю часть дегазационной скважины 2, а нижние части дегазационных скважин 5, 6 соединяют гибкими шлангами 8. Верхние части дегазационных скважин 2, 5, 6 соединяют с магистральным газоводом 9 и производят откачку газа из угольного пласта 1.

Способ дегазации угольного пласта, включающий бурение дегазационных скважин, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа, отличающийся тем, что дегазационные скважины бурят в обрабатываемом массиве с нижнего штрека на верхний штрек, причем одну из скважин бурят перпендикулярно направлению движения очистного забоя, вторую - под углом к первой скважине, определяемым для каждого угольного пласта индивидуально, и навстречу очистному забою из нижней части нижнего штрека в верхнюю часть верхнего штрека, третью - под углом к первой скважине и в направлении движения очистного забоя из нижней части верхнего штрека в верхнюю часть нижнего штрека, а гидроразрывы проводят, перемещая буровой став в обратном направлении.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для дегазации угольных пластов в шахтах III категории и сверхкатегорных по газу, а также опасных по внезапным выбросам угля и газа.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для извлечения метана из разрабатываемых угольных пластов. .

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для извлечения метана из свиты угольных пластов. .

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть применено при добыче метана как для его промышленного использования, так и для дегазации разрабатываемых угольных пластов.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено при разработке полезного ископаемого. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для дегазации свиты сближенных газоносных угольных пластов и вмещающих пород. .

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для извлечения газов из сближенных пластов и выработанного пространства. .
Изобретение относится к горному делу и может быть применено для дегазации источников метановыделения на выемочных полях. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при извлечении газа из выработанного пространства угольных пластов при бесцеликовой технологии отработки.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для дегазации угольных пластов
Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для дегазации угольных пластов

Изобретение относится к разработке пологопадающих угольных пластов и может быть применено для их дегазации

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для добычи метана, повышения метанобезопасности подземных горных работ при высокопроизводительной добыче угля

Изобретение относится к горному делу, в частности к системам разработки сближенных высокогазоносных угольных пластов

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предварительной дегазации обводненных вмещающих пород для безопасного ведения подземных горных работ при отработке месторождений в особо сложных условиях по газоносности

Изобретение относится к горному делу, в частности к системам разработки сближенных высокогазоносных угольных пластов. Техническим результатом является повышение эффективности удаления метана, повышение нагрузки на очистной забой и повышение безопасности очистных работ по газовому фактору. Способ заключается в определении протяженности зон активного газовыделения, подготовку выемочных столбов путем проведения и крепления конвейерных и вентиляционных выработок по массиву горных пород, отработку выемочных столбов и удаление метана по дегазационным скважинам. При этом протяженность зон активного газовыделения определяют по изменению объемных деформаций массива горных пород. Причем значения объемных деформаций массива горных пород получают численными методами на основе анализа компонентов тензоров деформаций и напряжений с учетом временного фактора. Тензорной характеристикой является газопроницаемость горных пород в условиях естественного их залегания. Осуществляют оценку средних значений величин газопроницаемости массива горных пород по приведенному математическому выражению. После определения протяженности зон активного газовыделения, с учетом полученных данных, выбирают схемы бурения скважин, их диаметр и число. 6 ил.

Изобретение относится к безопасной разработке месторождений полезных ископаемых и может быть применено для дегазации участков углеметанового месторождения при высокопроизводительной отработке угольных пластов подземным способом для снижения метанообильности горных выработок и добычи попутного метана. Способ включает бурение с поверхности скважин и соединение их с вакуумной и утилизационной системами. При этом бурение дегазационных скважин осуществляют до отрабатываемого пласта в места встречи и пересечения линии угла полных сдвижений геомеханического слоя, в котором находится дегазируемый пласт, и дегазируемого пласта, а метанодобывающих скважин - в места пересечений линий углов полных сдвижений соответствующих геомеханических слоев больших уровней иерархии при установленной их достаточной газоносности. Технический результат заключается в повышении эффективности дегазации и метанодобычи. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при дегазации неразгруженных угольных пластов. Техническим результатом является повышение эффективности подземной дегазации угольных пластов за счет максимального использования природной трещиноватости с наибольшей отдачей метана из угольных месторождений. Предложенный способ дегазации неразгруженных угольных пластов заключается в том, что осуществляют вскрытие дегазируемых участков угольного пласта скважинами таким образом, чтобы они пересекали максимальное количество природных трещин как по всей длине, так и по мощности пласта. При этом осуществляют отвод образовавшейся в процессе бурения пульпы самотеком в действующие выработки под углом не менее 2-3° для исключения избыточного давления воды в скважинах и предотвращения ее проникновения в пласт. Затем скважины, из которых выделяется метан, подключают в шахтных условиях к дегазационной сети труб с последующей выдачей его на поверхность к вакуумной станции и далее к потребителю. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к методу комплексного управления газовыделением при отработке мощных и сближенных пластов угля. Техническим результатом является повышение эффективности управления газовыделением с целью обеспечения высокой производительности и безопасности добычи угля и метана. Предложенный способ комплексного управления газовыделением при отработке мощного пласта угля заключается в разделении этого пласта по мощности на верхний и нижний слои, с оставлением между ними межслоевой пачки, проведении по каждому слою дегазационных скважин, вентиляционного и конвейерного штреков с последующим отводом исходящей струи и газовой смеси при отработке пласта. При этом при проведении одноименных штреков по верхнему и нижнему слоям их попарно соединяют наклонными сбойками. После оконтуривания выемочных столбов вентиляционный штрек нижнего слоя соединяют фланговой выработкой с газоотсасывающей установкой. По мере отработки верхнего слоя ближайшие к его забою сбойки поочередно открывают для поступления воздуха из конвейерного штрека и отвода газовой смеси из верхнего сопряжения забоя верхнего слоя через систему отвода исходящей струи и через вентиляционный штрек нижнего слоя на фланговую выработку и далее на газоотсасывающую установку. Затем отрабатывают нижний слой, при этом после окончания работы очередной дегазационной скважины нижнего слоя через нее выполняют пропитку нижнего слоя антипирогенами. 2 ил.
Наверх