Способ дегазации угольного пласта

Авторы патента:

E21F7 - Способы или устройства для отсасывания рудничных газов без последующего использования или с использованием этих газов для каких-либо целей

Владельцы патента RU 2480589:

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 перпендикулярно направлению движения очистного забоя, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа. При этом дегазационные скважины бурят сквозными с нижней выработки на верхнюю, а гидроразрывы проводят, перемещая буровой став в обратном направлении. Технический результат заключается в увеличении площади газовыделения и сокращении времени работ по дегазации. 3 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 дегазации угольного пласта (авт. св. СССР №1712629, E21F 7/00, опубл. 15.02.1992 г.), включающий бурение скважины с дневной поверхности на угольный пласт, нагнетание в него рабочей жидкости с темпом, превышающим естественную приемистость пласта, бурение серии подземных скважин в зону гидрообработки, соединение всех скважин с газоотсасывающими системами и отсос газа из подземных скважин. Серию подземных скважин бурят из полевых выработок, которые проходят в почве пласта одновременно с гидрообработкой через один выемочный столб до начала ведения подготовительных работ на участке шахтного поля, при этом подземные скважины бурят перпендикулярно к оси выработки, причем интервал бурения скважин определяют по установленной зависимости.

Недостатком этого способа является то, что для его реализации требуется бурение дорогостоящих скважин с дневной поверхности, проведение сложных расчетов по определению интервалов между скважинами. 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 и снижение себестоимости дегазации угольного пласта за счет изменения схемы заложения дегазационных скважин, проведения из них поинтервальных гидроразрывов, обеспечивающих увеличение площади газовыделения, и сокращения времени работ по дегазации.

Поставленная задача достигается тем, что в способе дегазации угольного пласта, включающем бурение дегазационных скважин в обрабатываемом массиве перпендикулярно направлению движения очистного забоя, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа, согласно техническому решению дегазационные скважины бурят сквозными с нижней выработки на верхнюю, а гидроразрывы проводят, перемещая буровой став в обратном направлении.

Бурение дегазационных скважин сквозными, с нижней выработки на верхнюю, позволяет более точно выдерживать схему их заложения, а поинтервальные гидроразрывы значительно увеличивают площадь газовыделения. Проведение гидроразрывов из дегазационных скважин путем перемещения бурового става в обратном направлении после выполнения сквозных дегазационных скважин позволяет сократить время работ по дегазации угольного пласта. Благодаря этому повышается эффективность способа дегазации угольного пласта и снижается себестоимость работ.

Сущность технического решения поясняется примером реализации способа дегазации угольного пласта и чертежами фиг.1-3, где на фиг.1 представлена схема реализации данного способа, большой стрелкой показано направление движения очистного забоя; на фиг.2 показана замена буровой коронки на герметизирующее устройство после бурения дегазационной скважины и на фиг.3 показано проведение гидроразрывов из дегазационной скважины.

Способ дегазации угольного пласта реализуют следующим образом.

Станком 1 бурят сквозную дегазационную скважину 2 (далее - скважина 2) в угольном пласте 3 с нижней выработки 4 на верхнюю выработку 5 (фиг.1). Затем меняют буровую коронку 6 на герметизирующее устройство 7 (фиг.2), а буровой став 8 через гибкий трубопровод 9 присоединяют к насосной установке 10. После этого буровой став 8 перемещают вниз на шаг L (фиг.3) и от насосной установки 10 через гибкий трубопровод 9 (фиг.2) в герметизирующее устройство 7 под давлением подают рабочую жидкость - происходит герметизация области скважины 2, находящейся между уплотнительными элементами (на фиг.2, 3 не показаны) герметизирующего устройства 7. При превышении уровня давления, на которое настроено герметизирующее устройство 7, происходит подача рабочей жидкости в загерметизированную область скважины 2, и производят гидроразрыв угольного пласта 3. Затем давление рабочей жидкости сбрасывают, и уплотнительные элементы принимают исходную форму. Весь комплекс снова перемещают вниз на шаг L и вновь производят гидроразрыв. Таким образом обрабатывают всю скважину 2. После этого нижнюю часть скважины 2 герметизируют пакером 11 (фиг.1), а верхнюю присоединяют к магистральному газоводу 12 и производят откачку газа из скважины 2. Аналогично производят дегазацию угольного пласта из следующих скважин 2.

Способ дегазации угольного пласта, включающий бурение дегазационных скважин в обрабатываемом массиве перпендикулярно направлению движения очистного забоя, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа, отличающийся тем, что дегазационные скважины бурят сквозными с нижней выработки на верхнюю, а гидроразрывы проводят, перемещая буровой став в обратном направлении.

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

Способ гидроразрыва угольных пластов // 2472941

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

Способ дегазации угольного пласта // 2472940

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

Способ дегазации угольного пласта // 2472939

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.

Способ профессора каримана извлечения метана из разрабатываемых угольных пластов путем добычи угля крупными блоками и их разрушения в дробильной камере // 2455491

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

Способ дегазации угольных шахт // 2453705

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

Способ дегазации угольных пластов // 2447290

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

Способ выемки угля из очистного забоя с попутной добычей метана // 2447286

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

Способ дегазации шахтного поля // 2445462

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

Способ дегазации неразгруженных угольных пластов // 2442899

Способ обработки метаносодержащего угольного пласта через скважины с поверхности // 2481472

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

Способ дегазации угленосной толщи // 2487246

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

Способ подготовки обводненного газонасыщенного массива горных пород к разработке подземным способом // 2487997

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

Способ разработки свиты сближенных высокогазоносных угольных пластов // 2495251

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.

Способ дегазации действующих выемочных участков и добычи попутного метана при разработке углеметановых месторождений длинными очистными забоями // 2496984

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.

Способ дегазации неразгруженных пластов в подземных условиях шахт // 2499142

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.

Способ комплексного управления газовыделением на выемочных участках при отработке мощных и сближенных высокогазоносных пологих угольных пластов // 2510461

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.

Способ и установка для удаления метана из газа низкой концентрации в угольных шахтах // 2511112

Предложенная группа изобретений относится к горной промышленности и предназначена для удаления метана из газа низкой концентрации в угольных шахтах. Техническим результатом является обеспечение возможности удаления метана из газа при использовании реакции окисления малого количества метана в газе в условиях высокой температуры. Способ удаления метана из газа в угольных шахтах включает следующие этапы: (А) начальное включение питания реактора оксидирования установки, выполнение нулевого цикла реакции окисления метана и запуск нагрева до температуры не менее 800°С; (В) подачу газа низкой концентрации с метаном в реактор оксидирования, быструю реакцию метана с кислородом и выделение тепла; (С) накопление выделяемого при реакции оксидирования тепла; (D) после завершения реакции окисления выдувание отработанного газа из реактора оксидирования до полной очистки; (Е) многократное повторение этапов (В), (С), (D). Предложено также устройство для удаления метана из газа, содержащее узел запорного клапана, реактор оксидирования, узел возвратного клапана, систему подачи газа и контрольно-измерительную систему. При этом узел запорного клапана установлен вместе с реактором оксидирования. Причем узел запорного клапана и реактор оксидирования соединены с узлом возвратного клапана и системой подачи газа. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ воздействия на угольный пласт // 2511329

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для гидродинамического воздействия на угольный пласт и глубокой его дегазации. Техническим результатом является повышение эффективности воздействия на слабопроницаемый угольный пласт и повышение объемов извлечения из него газа. Способ воздействия на угольный пласт включает проведение скважины в угольном пласте, обсадку ее устья, нагнетание жидкости в пласт угля в статическом и импульсном режимах, подключение скважины к дегазационному трубопроводу и извлечение газа. При этом нагнетание жидкости в пласт угля в статическом режиме осуществляют до и после гидроимпульсного воздействия на угольный пласт. Причем до гидроимпульсного воздействия жидкость нагнетают до давления, равного давлению газа в пласте, а после гидроимпульсного воздействия - при давлении жидкости, равном давлению гидроразрыва угольного пласта. 2 з.п. ф-лы.

Способ управления газовыделением при отработке склонного к самовозгоранию угольного пласта // 2512049

Способ относится к области горной промышленности, в частности к угольной, и может быть использован при отработке склонных к самовозгоранию угольных пластов. Техническим результатом является повышение безопасности ведения горных работ при отработке склонных к самовозгоранию угольных пластов. В способе при отработке склонного к самовозгоранию угольного пласта, включающем подготовку выемочного участка парными выработками, проветривание выработок очистного участка за счет общешахтной депрессии и отвод шахтного метана из источника выделения, отвод метана осуществляют сначала через пробуренные на сближенные пласты дегазационные скважины с возможностью исключения подсосов воздуха из призабойного пространства действующего очистного забоя. Затем после сдвижения пород основной кровли отрабатываемого пласта отвод метана осуществляют через оставшуюся часть длины скважины при режимах, исключающих подсосы воздуха из призабойного пространства лавы. При этом интенсивно выделяющийся из разгружаемых от горного давления зон отрабатываемого пласта вблизи забоя лавы метан отводят в дегазационную вакуумную сеть выемочного участка через пробуренные ориентированно на очистной забой пластовые скважины с концентрацией метана, пригодного для утилизации. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.