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



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

 


Владельцы патента RU 2510461:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт угля Сибирского отделения Российской академии наук (ИУ СО РАН) (RU)

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.

 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к разработке месторождений полезных ископаемых, и может использоваться на шахтах как способ эффективного управления газовыделением на выемочных участках при слоевой разработке мощных и сближенных высокогазоносных пологих угольных пластов.

Известен способ дегазации мощных пологих пластов восстающими параллельно-одиночными пластовыми скважинами, включающий лаву с откаточными и конвейерными штреками, дегазационные скважины, пробуренные по пласту, и выработки подготавливаемого горизонта (Руководство по дегазации угольных шахт. М.,«Недра», 1975, рис.2.9 и 2.11, с.23-28). Пластовые скважины располагаются по мощности пласта в один ряд, а при мощности более 5 м и наличии в нем значительных слабопроницаемых породных прослоев скважины располагаются в каждой пачке пласта. Гидроразрыв угольных пластов из горных выработок производят с целью интенсификации выделения метана в скважины из разрабатываемых пластов.

При гидроразрыве в пласте создается зона повышенной трещиноватости и в результате достигается сокращение срока предварительного каптажа метана до 4 месяцев при дегазации угольного массива скважинами гидроразрыва совместно с пластовыми скважинами. Эффективность дегазации пласта скважинами с гидроразрывом составляет 10-20%, а при использовании скважин гидроразрыва и пластовых скважин, пробуренных в зоне гидроразрыва - от 50 до 60%.

Основным недостатком известного способа дегазации мощного пологого пласта угля без разделения его на слои является возможность образования скоплений метана за счет миграции газа вследствие общешахтной депрессии.

Известен способ дегазации скважинами, пробуренными по простиранию или падению мощного пласта угля с разделением его на верхний и нижний слои (Альбом эффективных технологических схем дегазации свит мощных пологих пластов. ВостНИИ. Кемерово, 1981, схема 4, с. 28-29). Известный способ включает вентиляционный и конвейерный штреки верхнего слоя, дегазационные скважины, вентиляционный и конвейерный штреки нижнего слоя и систему отвода исходящей струи. Недостатком известного способа дегазации является значительный срок поддержания в выработанном пространстве пласта большого объема одиночных подготовительных выработок, не используемых для эффективного проветривания очистного забоя верхнего слоя.

Результатом предложенного способа управления газовыделением на выемочных участках при разработке мощных высокогазоносных пологих угольных пластов является обеспечение эффективного управления газовыделением при отработке наиболее метанообильного верхнего слоя с использованием четырехштрековой схемы проветривания и по двухштрековой - надработанного и практически полностью дегазированного нижнего слоя с целью безопасной высокопроизводительной добычи угля путем полного использования проводимых и поддерживаемых выработок.

Предложен способ управления газовыделением на выемочных участках при разработке мощных высокогазоносных пологих угольных пластов угля, включающий разделение пласта угля на два слоя с оставлением между ними межслоевой пачки, проведение по каждому слою штреков и бурение дегазационных скважин с последующим отводом газовой смеси из выработанного пространства действующего очистного забоя на газоотсасывающую установку.

Отличием является то, что при проведении одноименных штреков по верхнему и нижнему слоям их соединяют попарно наклонными сбойками, ближайшая из которых со стороны забоя верхнего слоя открыта, все предшествующие перекрыты перемычками, а после оконтуривания выемочных столбов вентиляционный штрек нижнего слоя соединяют фланговой выработкой с газоотсасывающей установкой, и по мере отработки верхнего слоя ближайшие к забою сбойки поочередно открывают для поступления воздуха из конвейерного штрека и отвода газа из верхнего сопряжения забоя верхнего слоя через систему отвода исходящей струи и через вентиляционный штрек нижнего слоя на фланговую выработку с подсвежением исходящей струи воздухом из выработок нижнего слоя, а затем отрабатывают нижний слой, а после окончания работы дегазационной скважины нижнего слоя выполняют пропитку антипирогенами.

На фиг.1 приведена вертикальная схема подготовки газовыделения на выемочном участке, а на фиг.2 - горизонтальная схема управления газовыделением на выемочном участке.

Мощный высокогазоносный пологий угольный пласт представлен верхним слоем 1, нижним слоем 2 и межслоевой пачкой угля 3. В верхнем слое пройдены вентиляционный штрек 4 и конвейерный штрек 5, соединенные системой отвода исходящей струи 6, а в нижнем слое - вентиляционный 7 и конвейерный штрек 8. Попарно вентиляционные штреки соединены сбойками 9, а конвейерные штреки - сбойками 10, ближайшие из которых со стороны очистного забоя верхнего слоя открывают, а остальные закрывают перемычками. На фиг.2 сбойки 9 и 10 показаны в открытом и закрытом положении 14 и 15 соответственно. После оконтуривания выемочных столбов вентиляционный штрек 7 нижнего слоя соединяют фланговой выработкой 16 с газоотсасывающей установкой 17 и по мере отработки верхнего слоя 1 ближайшие к его забою сбойки 9 (10) поочередно открывают для поступления воздуха из конвейерного штрека 8 и отвода газовой смеси из верхнего сопряжения забоя верхнего слоя 1 через систему отвода исходящей струи и через вентиляционный штрек нижнего слоя 7 на фланговую выработку 16 и далее на газоотсасывающую установку 17 с подсвежением исходящей струи воздухом из выработок нижнего слоя. По верхнему слою 1 пласта из его конвейерного штрека 5 бурят пластовые дегазационные скважины 11, а по нижнему слою 2 бурят пластовые дегазационные скважины 12, ориентированные на очистной забой. Способ отработки пласта слоями заключается в последовательной выемке верхнего 1 и нижнего 2 слоев. Между отрабатываемыми пластами оставляют межслоевую пачку 3 не менее 0,6 м. При отработке верхнего слоя породы кровли обрушают на межслоевую пачку 3 и оба штрека 4 и 5 гасят за механизированным комплексом 13. В результате надработки нижнего слоя 2 пласта поступление метана в скважины 12 резко интенсифицируется, снижая метанообильность выработанного пространства верхнего слоя. После окончания работы очередной дегазационной скважины 12 нижнего слоя 2 через нее выполняют пропитку нижнего слоя антипирогенами для снижения эндогенной пожароопасности.

Изобретение заключается в повышении эффективности проветривания за счет общешахтной депрессии высокопроизводительных выемочных участков шахт и спаренных штреков в процессе их проведения. Подготовка выемочных столбов в каждом слое ведется по наиболее экономичной 2-штрековой схеме, а в период отработки верхнего слоя управление газовыделением обеспечивается по наиболее эффективной в мировой практике 4-штрековой схеме (4, 5, 7, 8) и разделением вентиляционных потоков по основным источникам метана, а при отработке глубоко дегазированного нижнего слоя проветривание выполняется по возвратноточной схеме. При этом создаются возможности снижения затрат на проведение наклонных сбоек между одноименными штреками путем применения буросбоечных машин и надувных вентиляционных перемычек цилиндрического сечения. Обеспечивается повышение эффективности дегазации нижнего слоя в результате его разгрузки от горного давления очистными работами по верхнему слою и снижение эндогенной пожароопасности нижнего слоя путем нагнетания в него жидкости с антипирогенами, через дегазационные скважины, пробуренные из его штреков.

Предложенный способ управления газовыделением на выемочных участках при отработке мощных и сближенных высокогазоносных пологих угольных пластов обеспечит высокопроизводительную и безопасную добычу угля и метана.

Способ комплексного управления газовыделением на выемочных участках при отработке мощных и сближенных высокогазоносных пологих угольных пластов, включающий разделение пласта угля по мощности на верхний и нижний слои, с оставлением между ними межслоевой пачки, проведение по каждому слою дегазационных скважин, вентиляционного и конвейерного штреков с последующим отводом исходящей струи и газовой смеси, отличающийся тем, что при проведении одноименных штреков по верхнему и нижнему слоям их попарно соединяют наклонными сбойками, ближайшие из которых со стороны очистного забоя верхнего слоя открывают, а остальные закрывают перемычками, причем после оконтуривания выемочных столбов вентиляционный штрек нижнего слоя соединяют фланговой выработкой с газоотсасывающей установкой и 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 с подсвежением исходящей струи воздухом из выработок нижнего слоя, а затем отрабатывают нижний слой, при этом после окончания работы дегазационной скважины нижнего слоя выполняют пропитку антипирогенами.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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. .

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

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

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

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

Изобретение относится к текущему прогнозу метановыделения в подготовительные выработки и может найти широкое применение при автоматизированном текущем прогнозе метанообильности в увязке с данными телеконтроля содержания в выработке. Техническим результатом является повышение достоверности прогноза расхода воздуха для проветривания выработки при увеличении ее длины. Предложен способ обработки телеизмерений концентрации метана в выработке для текущего прогноза расхода воздуха при проветривании выработки, включающий раздельное определение концентрации метана в периоды работы комбайна и при отсутствии выемки угля при разгруженном конвейере. Текущий прогноз осуществляют на основе измерений динамики концентрации метана и расхода воздуха для проветривания выработки с учетом математической зависимости, включающей фактические расходы воздуха во время замеров концентрации метана и коэффициенты пропорциональности метановыделения по источникам для фактической и проектной длин выработки. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для дегазации мощного угольного пласта при его отработке в два слоя по системе «слой-пласт». Техническим результатом является снижение метановыделения из отрабатываемого пласта и повышение безопасности ведения очистных работ. Способ дегазации мощного пласта содержит этапы на которых: проводят по верхнему слою пласта парные штреки, сообщенных сбойками, и разнесенных диагональных печей, разделяющих выемочный участок на части; проводят из верхней выработки парных штреков скважин в плоскости верхнего слоя пласта и серии параллельно расположенных скважин на нижний слой пласта из нижней выработки парных штреков; и подключение скважин к дегазационному трубопроводу. При этом способ дополнительно включает этап, на котором из разрезной диагональной печи проводят вдоль выемочного участка систему параллельных скважин, ориентированных на очистной забой. Причем метан из скважин, пробуренных в плоскости верхнего слоя пласта, отводят секционно на ближайшую по ходу движения очистного забоя сбойку по трубопроводу, проложенному в верхнем парном штреке и трубопроводу в сбойке между парными штреками на участковый трубопровод, проложенный по нижнему из парных штреков. 5 ил.

Изобретение относится к горному делу, используется для предварительной и текущей дегазации угольных пластов в шахтах III категории и сверхкатегорных по газу, а также опасных по внезапным выбросам угля и газа. Техническим результатом является интенсификация газоотдачи угольного пласта. Способ включает бурение направленных на очистной забой дегазационных скважин, последующее проведение из них поинтервальных гидроразрывов угольного пласта и отведение высвободившегося газа. Дегазационные скважины бурят в восходящем направлении из монтажной камеры и нарезанных поперек выемочного столба разрезных печей до выхода в борт соседней разрезной печи. Поинтервальные гидроразрывы проводят с использованием жидкости Novec 1230. Затем герметизируют устья дегазационных скважин, а отведение высвободившегося газа производят путем его свободного истечения из этих скважин в дегазационную сеть. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при добыче метана из угольных пластов. Способ включает бурение или вскрытие старой вертикальной скважины в месте метано-угольной залежи, определение мощности пласта в разрезе скважины, определение марочного состава углей, подведение к метано-угольной залежи через рабочий интервал вертикальной скважины источника периодических направленных коротких импульсов высокого давления и воздействие на пласт энергией плазмы, образуемой взрывом калиброванного металлического проводника, в виде периодических направленных коротких импульсов высокого давления. Количество импульсов высокого давления и длительность воздействия в каждом интервале метано-угольной залежи определяется мощностью пласта в разрезе скважины и марочным составом углей. Технический результат заключается в повышении эффективности добычи метана увеличением количества добываемого газа, снижением энергозатрат и повышением безопасности процесса. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для отработки свиты газоносных пластов. Техническим результатом является повышение безопасности и снижение затрат на дегазацию при разработке газоносных пластов. Предложенный способ заключается в разработке свиты угольных пластов в восходящем порядке по системе «Длинные столбы по простиранию» с проведением вскрывающих горных выработок, управление горным давлением путем обрушения пород кровли в выработанном пространстве с последующей изоляцией. Причем сначала осуществляют отработку нижнего пласта в свите с опережающей дегазацией с продолжением отсоса газа из него при отработке вышележащих подработанных пластов, а затем осуществляют отработку вышележащих пластов в восходящем порядке. При этом осуществляют сбор шахтных вод со всей свиты пластов в нижней точке нижнего пласта при его отработке с подачей водного раствора антипирогена в выработанное пространство. После отработки нижнего пласта опережающую пластовую дегазацию в нем прекращают, а в отработанном пространстве поддерживают атмосферное давление с выпуском флюидных газов из очагов ниже свиты. При этом в дальнейшем опережающую дегазацию в вышележащих пластах при их отработке не применяют. Кроме того, подачу водного раствора антипирогена осуществляют с нижнего пласта в выработанное пространство каждого из последующих отработанных угольных пластов по мере их отработки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов с целью повышения безопасности работ в шахтах, а также для добычи метана из угольных пластов через скважины, пробуренные с поверхности или из горных выработок. Способ интенсификации добычи природного газа из угольных пластов через скважины включает создание трещин в угольном пласте посредством циклического увеличения и снижения давления жидкости в скважине и воздействие на пласт низкочастотными импульсами давления высокой амплитуды при увеличении давления жидкости в скважине. При этом циклически увеличивают давление жидкости в скважине выше предела упругости разрушаемого массива, одновременно контролируют, чтобы максимальные значения напряжений, создаваемых в угольном пласте, были ниже предела прочности разрушаемого массива. Техническим результатом является повышение эффективности добычи природного газа.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для мониторинга газовыделения с поверхности обнажения метаноносных угольных в горные выработки угольных шахт. Техническим результатом является повышение точности измерения количества газа, выделяющегося с исследуемой поверхности угольного пласта, за счет обеспечения плотного примыкания на линии контакта приставной полости с поверхностью пласта и устранения частичных потерь газа, поступающего под приставную полость. Предложен щиток для контроля газовыделения с поверхности обнажения угольного пласта, включающий приставную полость с центральным отверстием, соединенным с трубкой, подводящей газовую смесь к узлу контроля количества газовой смеси. Приставная полость выполнена круглой формы, на контактной поверхности с угольным пластом закреплен уплотнитель из упругого газонепроницаемого материала. Через центральное отверстие в приставной полости пропущена жесткая трубка с неподвижной гайкой на внутренней части трубки, упругой втулкой, поджатой пресс-шайбой и подвижной гайкой. С внешней стороны на трубку надет уплотнительный элемент, контактирующий с внешней поверхностью приставной полости, поджатый пресс-шайбой и подвижной гайкой. При этом в части трубки, находящейся между исследуемой поверхностью угольного пласта и приставной полостью, выполнен перфорационный элемент. 1 ил.
Наверх