Способ ликвидации метанообильной шахты

Авторы патента:

E21F7/00 - Способы или устройства для отсасывания рудничных газов без последующего использования или с использованием этих газов для каких-либо целей

Владельцы патента RU 2549659:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН) (RU)

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для извлечения шахтного метана в процессе и после ликвидации метанообильной шахты. Техническим результатом является увеличение срока работы дегазационных скважин и повышение объемов извлекаемого метана, пригодного для утилизации. Предложен способ извлечения метана при ликвидации метанообильной шахты, включающий прекращение работ по добыче угля в очистном забое, изоляцию участковых выработок, проведение и герметизацию устьев скважин, подсоединение скважин к дегазационному трубопроводу и извлечение метана. При этом скважины проводят из выработки вблизи демонтажной камеры над целиком угля в свободное пространство обрушенных пород основной кровли остановленного очистного забоя, скважины подсоединяют к магистральному дегазационному трубопроводу и метан извлекают до изоляции участковых выработок и после изоляции шахты.

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для извлечения шахтного метана в процессе и после ликвидации метанообильной шахты.

Известен способ ликвидации метанообильной шахты, включающий прекращение работ по добыче угля, извлечение метана из выработанного пространства через скважины и изоляцию погашенных участковых выработок (Инструкция по дегазации угольных шахт. Серия 05. Выпуск 22. - М.: ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2012. - 250 с.).

Недостатком этого способа является то, что метан из выработанного пространства извлекают через участковые скважины кратковременно в связи с погашением и изоляцией выработки.

Известен способ ликвидации метанообильной шахты, включающий прекращение работ по добыче угля, извлечение метана и изоляцию выработанного пространства (Оценка ресурсов и объемов извлечения метана при подземной разработке угольных месторождений России / А.Д. Рубан, B.C. Забурдяев. - М.: ИПКОН РАН, 2005. - 152 с.).

Недостатком этого способа является то, что извлечение метана из выработанного пространства производят через участковые скважины, которые функционируют кратковременно вследствие погашения и изоляции участковых выработок.

Наиболее близким способом является способ, включающий прекращение работ по добыче угля, извлечение метана, отключение от вакуумной системы участковых скважин и трубопровода и изоляцию погашаемых выработок (Методические основы проектирования дегазации на действующих и ликвидируемых шахтах / В.С. Забурдяев, А.Д. Рубан, Г.С. Забурдяев и др. - М.: ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского, 2002. - 316 с.).

И этому способу присущи недостатки вследствие того, что извлечение метана из выработанного пространства оставленного очистного забоя осуществляют кратковременно, поскольку функционирующие на выемочном участке дегазационные скважины отключают от вакуумной системы шахты в процессе погашения и изоляции участковой выработки.

Целью нового технологического решения является оптимальное расположение дегазационных скважин, при котором обеспечиваются продолжительность работы скважины и повышение объемов извлекаемого метана, пригодного для утилизации.

Поставленная цель изобретения достигается тем, что в способе ликвидации метанообильной шахты, включающем прекращение работ по добыче угля, извлечение метана, отключение от вакуумной системы участковых скважин, трубопровода и изоляцию погашенных выработок, в свободное пространство обрушенных пород кровли остановленного очистного забоя из горной выработки вблизи демонтажной камеры над целиком угля бурят скважины, герметизируют их устья от рудничной атмосферы и подсоединяют к магистральному дегазационному трубопроводу с выводом его на поверхность и сообщением с вакуумной дегазационной установкой.

Способ осуществляют следующим образом.

На метанообильной угольной шахте, планируемой к ликвидации, измеряют объемы добываемого угля и метановыделения до прекращения работ по добыче угля, а после остановки очистных забоев измеряют интенсивность метановыделения из дегазационных скважин, функционирующих на выемочном участке, до отключения их от подземной вакуумной сети и погашения участковой выработки.

Для извлечения шахтного метана из подготовленной к ликвидации шахты после выдачи на поверхность основного оборудования из горной выработки вблизи демонтажной камеры над целиком угля бурят скважины в свободное пространство обрушенных пород кровли остановленного очистного забоя, герметизируют их устья от рудничной атмосферы и подсоединяют к магистральному дегазационному трубопроводу с выводом его на поверхность и сообщением с вакуумной дегазационной установкой. В качестве магистрального дегазационного трубопровода могут быть использованы дегазационные трубы, проложенные по стволу, либо специально оборудованные скважины в соответствии с положениями Инструкции по дегазации угольных шахт, а в качестве вакуумной дегазационной установки - стационарная или передвижная наземная вакуум-насосная станция (ВНС или ПН ВИС).

Извлекаемый из шахты метан подается потребителю.

Правила измерения объемов каптируемого метана, эксплуатации оборудования вакуум-насосной станции и трубопроводов выполняют в соответствии с положениями нормативного документа и паспортов на оборудование и контрольно-измерительную аппаратуру как вакуум-насосной станции, так и потребителя извлеченного метана из закрытой шахты.

Внедрение способа позволит продолжительное время извлекать из закрытой шахты метан, пригодный для утилизации, что будет способствовать защите окружающей среды от неконтролируемого проникновения метана на поверхность, получения дополнительного экономико-экологического эффекта.

Способ извлечения метана при ликвидации метанообильной шахты, включающий прекращение работ по добыче угля в очистном забое, изоляцию участковых выработок, проведение и герметизацию устьев скважин, подсоединение скважин к дегазационному трубопроводу и извлечение метана, отличающийся тем, что скважины проводят из выработки вблизи демонтажной камеры над целиком угля в свободное пространство обрушенных пород основной кровли остановленного очистного забоя, скважины подсоединяют к магистральному дегазационному трубопроводу и метан извлекают до изоляции участковых выработок и после изоляции шахты.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов. Техническим результатом является повышение эффективности дегазации угольного пласта.

Способ определения протяженности зоны опорного давления от очистного забоя // 2541343

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности. Техническим результатом является повышение точности определения протяженности зоны опорного давления от очистного забоя.

Способ прогноза газового баланса очистного забоя // 2541342

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для прогноза газообильности очистного забоя по источникам метана в призабойном пространстве при работе углеразрушающего механизма (комбайн, струга и пр.).

Комплексный способ предварительной дегазации рабочего угольного пласта, выработанного пространства и пластов-спутников и управляемого обрушения тяжелой кровли // 2540750

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной угледобыче. Техническим результатом является повышение безопасности работы в очистном забое в пластах, опасных по газовому фактору.

Способ ударно-волнового разрушения угольного пласта через скважины пробуренные из горных выработок // 2540709

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов. Техническим результатом изобретения является развитие равномерной сети трещин и разрушение массива угольного пласта по длине дегазационных скважин за малое время и при использовании минимального количества оборудования.

Способ предотвращения геодинамических явлений при подземной разработке газоносного угольного пласта // 2539074

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке газоносных угольных пластов в условиях проявления опасных геодинамических явлений.

Способ проходки горной выработки по выбросоопасному пласту // 2536540

Изобретение относится к области горного дела, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для безопасной проходки горной выработки по выбросоопасному пласту по газодинамическому и газовому факторам.

Способ определения путей фильтрации рудничного воздуха в шахтах // 2536518

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к обеспечению безопасности при ведении работ в условиях шахт, и может быть использовано для определения путей фильтрации рудничного воздуха.

Способ предварительной дегазации угольного пласта // 2534881

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предварительной дегазации разрабатываемых угольных пластов. Техническим результатом является уменьшение выделения пыли и газа в очистной забой за счет интенсивного увлажнения призабойной части разрабатываемого угольного пласта и снижение трудоемкости процесса ликвидации отработавшей скважины.

Способ дегазации сближенного угольного пласта на участках ведения очистных работ // 2533479

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для извлечения газов из сближенных пластов и выработанного пространства в условиях отработки метаноносных пластов угля.

Способ определения газоотдачи разрабатываемого пласта в очистной забой // 2553121

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности. Техническим результатом является повышение точности определения газоотдачи разрабатываемого пласта. Предложен способ определения газоотдачи разрабатываемого пласта в очистной забой, заключающийся в измерении объемов добываемого комбайном угля и интенсивности метановыделения в призабойное пространство очистного забоя, установлении связи между измеренными величинами и определении показателя газоотдачи пласта в призабойное пространство очистного забоя. При этом объемы добываемого угля и интенсивность метановыделения измеряют на участке пласта за пределами зоны его естественной дегазации монтажной камерой и до первой посадки основной кровли, при этом используют данные объемов добываемого угля, превышающие средние их величины в период наблюдения. А показатель газоотдачи пласта в очистной забой определяют по величине коэффициента при объеме добытого угля в выявленной связи между измеренными величинами в процессе работы комбайна по отбойке угля.

Способ улавливания метана при отработке угольных пластов с помощью механизированного комплекса // 2553699

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке полезного ископаемого. Способ улавливания метана при отработке угольных пластов с помощью механизированного комплекса включает отработку угольного пласта с использованием секций механизированной крепи с коробчатыми верхними перекрытиями забойного конвейера и комбайна. Одновременно с выемкой угля, его транспортировкой по забою и подготовительным выработкам, через отверстия в коробчатых верхних перекрытиях и телескопические патрубки, осуществляют отсос метана. Из очистного забоя все коробчатые верхние перекрытия секций соединены между собой гофрированными патрубками определенной длины, равной шагу передвижки механизированной крепи. Изобретение позволяет осуществить комплексное и рациональное использования угля в недрах за счет попутной эффективной добычи метана, снизить себестоимость угля, обеспечить безопасную разработку полезного ископаемого. 3 ил.

Установка для подготовки шахтного метана к утилизации // 2557289

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано при подготовке шахтного метана к утилизации различными потребителями. Техническим результатом является повышение эффективности работы установки подготовки шахтного метана к утилизации, путем обеспечения возможности предварительного разделения утилизируемых каптируемых метановоздушных смесей, и повышение безопасности работы установки. Предложена установка для подготовки шахтного метана к утилизации, содержащая влагоотделитель, фильтр мокрой очистки газа, устройства контроля содержания метана в газовой смеси и давления, смеситель, устройства защиты от аварийных режимов, трубопроводы подачи газовой смеси и каптированного газа и системы регулирования концентрации метана с газоанализатором и регулятором концентрации газа, первичную демпфирующую емкость, установленную в линии подачи каптированного газа перед смесителем, и вторичную демпфирующую емкость, установленную после смесителя в линии подачи потребителю газовой смеси, входной трубопровод с воздухозаборником, газоанализатор, соединенный с регулятором концентрации газа, одоратор, соединенный со смесителем и регулятором концентрации газа посредством регулирующей задвижки, регулятор-стабилизатор давления и дополнительные регулирующие задвижки и отсечной клапан, установленные на входном трубопроводе между воздухозаборником и смесителем. Кроме того, установка снабжена кассетой с разделительными мембранами, установленной между нагнетательным и напорным трубопроводами, и имеет вентиляторное приспособление, соединенное с газопроводом для забора метановоздушной смеси из шахты, при этом влагоотделитель, фильтр мокрой очистки газа установлены перед кассетой с разделительными мембранами. 1 ил.

Способ извлечения метана из угольного пласта // 2562353

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для извлечения метана из угольного пласта. Способ включает вскрытие угольного пласта скважиной с поверхности, обсадку ее трубами, тампонаж затрубного пространства, перфорацию обсадной колонны, гидрорасчленение пласта, выдержку рабочей жидкости в пласте и оттеснение ее из фильтрующих трещин в дальнюю зону пласта, извлечение метана в режиме самоистечения до истощения скважины. При этом с целью доизвлечения метана в пласт закачивают озон, обладающий большей эффективностью замещения по объему десорбируемого метана, чем азот, воздух, окись углерода и углекислый газ, в объеме, определяемом по специальной формуле. Техническим результатом изобретения является более полное извлечение метана из угольных пластов. 1 ил.

Способ разработки мощных пологих угольных пластов // 2563003

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки мощных пологих пластов угля. Способ разработки мощных пологих угольных пластов включает подготовку выемочного столба, монтаж механизированного комплекса, подрезку нижнего слоя пласта очистным комбайном, разрушение подкровельной толщи тонкими гидравлическими струями, выпуск горной массы на подзавальный конвейер. В подкровельной толще направленным бурением закладывают параллельно дегазационные скважины диаметром 90-110 мм на длину выемочного столба на расстоянии 15-30 м друг от друга по ширине выемочного столба и 1-1,5 м от кровли, которые подключают к дегазационной сети, связанной с вакуум-насосом. Разрушение подкровельной толщи тонкими гидравлическими струями и выгрузку горных пород производят на расстоянии, равном двойной ширине вынимаемой полосы очистным комбайном от хвоста секции крепи. Изобретение позволяет повысить уровень безопасности ведения горных работ путем дегазации выемочного столба и улучшения условий проветривания очистного забоя. 3 ил.

Способ определения притечек рудничного воздуха в дегазационную скважину // 2564887

Изобретение относится к горному делу, в частности к угольной промышленности, и может быть использовано для рекомендаций по повышению содержания метана в каптируемых газовоздушных смесях, пригодных для утилизации. Техническим результатом является снижение трудоемкости процесса определения притечек рудничного воздуха в дегазационную скважину за счет сокращения числа операций и времени на их выполнение. Предложен способ определения притечек рудничного воздуха в дегазационную скважину, включающий герметизацию ее устья обсадной трубой, подсоединение ее к дегазационному трубопроводу и измерение в действующей скважине давления каптируемой смеси, ее расхода и концентрации метана. При этом дополнительно измеряют давление рудничного воздуха в выработке на уровне устья скважины. После измерения газовых параметров действующей скважины ее отключают от вакуума, затем измеряют давление смеси в отключенной скважине в момент достижения его величины, равной давлению рудничного воздуха в выработке. При этом концентрацию метана в отключенной скважине измеряют на уровне конца обсадной трубы, а притечки рудничного воздуха в скважину определяют произведением расхода каптируемой смеси действующей скважины на разность измеренных концентраций метана.

Способ гидравлической добычи угля из газонасыщенных пластов // 2564888

Изобретение относится к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, склонных к внезапным выбросам угля и газа, и в частности к скважинной разработке угольных месторождений. Техническим результатом является повышение безопасности ведения горных работ при разработке свиты газоносных угольных пластов. Предложен способ гидравлической добычи угля из газонасыщенных пластов, заключающийся во вскрытии месторождения скважинами, разрушении и переводе полезного ископаемого в гидросмесь, перемешивании, осаждении пустой породы на дно образованной полости, откачивании водоугольной суспензии на поверхность и транспортировки ее по трубам к потребителю. При этом осуществляют предварительную дегазацию и разгрузку вышележащих и нижележащих выбросоопасных угольных пластов и вмещающего массива горных пород производят путем скважинной добычи угля из пласта, опасного по выбросам угля породы и газа, принятого в качестве защитного. Причем добычные скважины располагают таким образом, чтобы границы защитных зон разрабатываемого пласта располагались равномерно по защищаемым пластам. 2 ил.

Способ дегазации угленосной толщи // 2565311

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности. Предложен способ дегазации угленосной толщи, включающий оконтуривание участка угольного пласта подготовительными выработками и его отработку очистным забоем, определение метанообильности участка из сближенных пластов угля в зонах разгрузки, проведение скважин на сближенные пласты, измерение интенсивности метановыделения из скважин и установление удаленности от линии очистного забоя зон начального и максимального метановыделения из сближенных пластов и параметры заложения скважин. При этом расстояния активной разгрузки углевмещающих толщ кровли и почвы отрабатываемого пласта и метанообильность участка устанавливают в зависимости от заданной скорости подвигания очистного забоя. По данным измерений интенсивности метановыделения из скважин и удаленности зон максимального метановыделения из сближенных пластов угля определяют газодинамический показатель интенсивности метановыделения из сближенных пластов в скважины соответствующих угленосных толщ. Причем параметры заложения скважин и расстояния между ними определяют по интенсивности метановыделения из сближенных пластов угля на участке, величинам газодинамического показателя и междупластья до наиболее метанообильного сближенного пласта в подрабатываемой и/или надрабатываемой угленосной толще и обеспечивают заданный расход каптируемого метана регулированием числа работающих скважин и разрежения на их устьях. Внедрение способа позволит установить параметры заложения скважин и режима их работы с учетом влияния скорости подвигания очистного забоя в течение времени отработки выемочного участка.

Способ гидравлической обработки угольного пласта // 2566883

Предложенное изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов. Техническим результатом изобретения является обеспечение создания равномерной сети трещин для повышения эффективности газоотдачи пласта. Предложен способ гидравлической обработки угольного пласта, включающий периодически повторяющиеся подачу жидкости через скважину в пласт с максимально быстрым увеличением давления на устье скважины, гидроимпульсное воздействие жидкости на пласт с поддержанием давления в течение времени, необходимого для формирования заданных размеров и конфигурации трещин пласта, и сброс устьевого давления жидкости с максимально быстрым снижением до атмосферного с последующим истечением жидкости из скважины. При этом дополнительно пробуривают радиальные каналы и создают гидроударное импульсное воздействие в этих каналах, а затем изменяют движение потока жидкости. Причем гидроимпульсные воздействия производят одновременно во всех радиально пробуренных каналах или последовательно в каждом радиальном канале с последующим гидроразрывом пласта.

Способ предварительной дегазации свиты угольных пластов и выработанного пространства // 2571464

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной угледобыче, и предназначено для предварительной дегазации зоны повышенного горного давления со стороны погашенной лавы при отработке свиты пластов с прочной и слабопроницаемой кровлей/почвой и выработанного пространства. Техническим результатом является увеличение производительности лавы за счет эффективной подземной дегазации и разгрузки свиты отрабатываемых пластов и повышение безопасности горных работ. Предложен способ предварительной дегазации свиты угольных пластов и выработанного пространства, в котором из передовой подземной выработки бурят скважины, подают через них обсадную перфорированную трубу, через которую осуществляют гидрорасщепление. При этом предварительно производят надработку/подработку угольного пласта для разгрузки и создания порово-трещинного объема массива прочных и слабопроницаемых пород. Наклонные скважины с горизонтальным окончанием бурят во вмещающие угольный пласт породы и далее в выработанное пространство с обеспечением буровых дегазирующих заходок на пласт шпурами меньшего диаметра. Через перфорированную трубу при отступающем в направлении от лавы к устью скважин порядке образуют продольные трещины и разгружающие массив от горизонтальной тектонической составляющей горного давления поперечные трещины, подают флюид с поверхностно-активным веществом для расщепления пород почвы и кровли и устанавливают пропантовую заглушку, тем самым предотвращают преждевременное метаноудаление, впоследствии заглушку размывают водой. При этом сначала через нагнетательные скважины оттесняют метан к добычным скважинам, по завершении цикла метан оттесняют через добычные скважины к нагнетательным. Для получения объективной информации о разгрузке массива и безопасности проводят контрольно-мониторинговые мероприятия. 3 ил.