Способ повышения газоотдачи надрабатываемого угольного пласта при дегазации скважинами

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 2781585:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук (ИПКОН РАН) (RU)

Заявлен способ повышения газоотдачи надрабатываемого угольного пласта при дегазации скважинами. Техническим результатом является повышение газоотдачи надрабатываемого пласта при дегазации скважинами. Способ включает бурение скважин в кровлю и почву отрабатываемого пласта. Также способ включает герметизацию их устьев, подключение к дегазационному трубопроводу и извлечение газа. Дегазационные скважины на выемочном участке проводят последовательно, сначала на подрабатываемые угольные пласты, затем на надрабатываемый пласт угля. Дополнительно до бурения скважин на надрабатываемый пласт проводят в породы кровли отрабатываемого пласта дренажные скважины. После чего сливают воду из скважин, пробуренных на надрабатываемые пласты и в породы кровли. Скважины, пробуренные на надрабатываемый пласт угля, герметизируют до уровня его кровли.

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной отрасли, и может быть использовано для снижения объемов выделения метана из газоносного надрабатываемого пласта в пределах выемочного участка.

Известен способ дегазации надрабатываемого пласта, включающий бурение скважин из выработки в почву отрабатываемого угольного пласта, герметизацию скважин, подключение их к дегазационному трубопроводу и извлечение газа [Инструкция по дегазации угольных шахт. Серия 05. Выпуск 22. - М.: ЗАО «НТЦ исследований проблем промышленной безопасности», 2012. - 250 с, стр. 139-148].

Недостатком способа является низкая эффективность извлечения газа из-за отсутствия средств удаления природной и технической воды из скважин.

Известен способ дегазации надрабатываемого пласта, включающий бурение скважин, их герметизацию, подключение к дегазационному трубопроводу, определение местоположения границ зоны газоотдачи, разгружаемого от горного давления надрабатываемого пласта, и извлечение метана [А.Д. Рубан, В.С. Забурдяев, Г.С. Забурдяев и др. «Метан в шахтах и рудниках России: прогноз, извлечения и использование» М.: ИПКОН РАН, 2006. - 312 с, стр. 111-121].

К недостаткам способа следует отнести его низкую эффективность из-за присутствия воды в скважинах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий определение диапазона углов заложения скважин, их бурение, герметизацию устьев, подключение к дегазационному трубопроводу и извлечение метана [И.В. Сергеев, В.С. Забурдяев и др. «Проблемы разработки угольных пластов, извлечение и использование шахтного метана в Печорском бассейне» М.: ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского, 2002. - 350 с., стр. 237-246. (Прототип)].

Недостатком способа является отсутствие приемов по извлечению воды из скважин и низкая его эффективность.

Технической задачей изобретения является повышение газоотдачи надрабатываемого пласта при дегазации скважинами.

Поставленная цель достигается за счет дополнительного до бурения скважин на надрабатываемый пласт, проведения дренажных скважин в породы кровли и отрабатываемого пласта, слива природной и технической воды из них в выработку, герметизации устья скважин, пробуренных в почву отрабатываемого пласта, до уровня кровли надрабатываемого пласта.

Способ осуществляется следующим образом.

В условиях газообильной шахты со сложным газовым балансом на надрабатываемый пласт угля, заключенный в углепородном массиве свиты газоносных угольных пластов, из участковой выработки отрабатываемого пласта проводят дегазационные скважины в зоны пласта, подверженные разгрузке от горного давления во время ведения очистных работ. Такие скважины с отрицательным углом возвышения (нисходящие скважины) подвержены водопритоку не только технической, но и природной воды, содержащейся в углепородном массиве. Залитые водой нисходящие скважины снижают газопроницаемость угля и объемы выделения метана из надрабатываемого пласта в скважины.

Осложенную газовую ситуацию на очистном участке устраняют путем снижения водопритока в нисходящие скважины в породы кровли отрабатываемого пласта, герметизируют их от рудничной атмосферы с возможностью слива воды в водосточную канавку в выработке. Параметры дренажных скважин, пробуренных в промежутке между основными (дегазационными скважинами) принимают короче по длине, чем скважин, пробуренных на подрабатываемые пласты угля, в связи с трещиноватостью пород кровли отрабатываемого угольного пласта.

Частоту бурения дренажных скважин определяют в зависимости от водопритока, предварительно измеренного на ранее пробуренных дегазационных скважинах.

Скважины, пробуренные на надрабатываемый пласт из участковой выработки, герметизируют до уровня его кровли.

В случае временного избыточного водопритока в нисходящие скважины применяют средства искусственного извлечения из них воды, например насосом.

Параметры и режимы функционирования дегазационных скважин определяют в соответствии с положениями нормативного документа по дегазации угольных шахт.

Положительный эффект от внедрения способа достигают за счет выполнения дегазационных работ на выемочном участке путем последовательного проведения скважин на подрабатываемые пласты и надрабатываемый пласт угля, слива воды из дренажных скважин, пробуренных в кровлю отрабатываемого пласта, герметизации нисходящих скважин до уровня кровли надрабатываемого пласта, снижения водопритока в скважины, повышения продуктивности нисходящих скважин по извлечению метана.

Способ повышения газоотдачи надрабатываемого угольного пласта при дегазации скважинами, включающий бурение скважин в кровлю и почву отрабатываемого пласта, герметизацию их устьев, подключение к дегазационному трубопроводу и извлечение газа, отличающийся тем, что дегазационные скважины на выемочном участке проводят последовательно, сначала на подрабатываемые угольные пласты, затем на надрабатываемый пласт угля, дополнительно до бурения скважин на надрабатываемый пласт проводят в породы кровли отрабатываемого пласта дренажные скважины, сливают воду из скважин, пробуренных на надрабатываемые пласты и в породы кровли, при этом скважины, пробуренные на надрабатываемый пласт угля, герметизируют до уровня его кровли.

Заявлен способ изучения остаточной газоносности разрабатываемых угольных пластов в шахтах. Техническим результатом является повышение достоверности определения остаточной газоносности угольных пластов.

Устройство для определения газоносности угольного пласта // 2768245

Изобретение относится к горному делу, в частности, к устройствам для определения газоносности угольных пластов и может быть использовано в шахтных условиях для определения объема газа, выделяющегося при бурении скважины. Устройство содержит основную трубу, газовый расходомер, штыбоприемник, герметизатор гладкой штанги, герметизатор устья скважины, буровую шнековую штангу с буровой коронкой и гладкую штангу, внескважинный конец которой связан с буровым приводом.

Способ дегазации угольного пласта // 2756594

Заявлен способ дегазации угольного пласта. Изобретение относится к разработке пологопадающих угольных пластов и может быть использовано для их дегазации.

Способ прогноза пирита в пласте угля // 2751027

Изобретение относится к области горного дела, преимущественно к угольной отрасли, и может быть использован для определения местонахождения пирита в угольных пластах. Способ включает отбор проб угля в очистном забое, измельчение угля, определение его сорбционных показателей и элементного состава, хронометраж движения комбайна по отбойке угля, установление датчиков температуры и содержания газа в рудничном воздухе.

Способ дегазации надрабатываемых пластов-спутников // 2749707

Изобретение относится к способу дегазации надрабатываемых пластов-спутников. Техническим результатом является повышение эффективности дегазации надрабатываемых газоносных пластов-спутников.

Способ дегазации выемочного участка // 2732931

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано в шахтах для снижения интенсивности выделения метана в выработки выемочного участка и поддержания допустимой ПБ концентрации метана на сопряжении очистного забоя с участковой выработкой. Изобретение включает проведение выработок в плоскости отрабатываемого пласта, оставление между выемочными участками целиков угля, бурение веера скважин по сближенному подрабатываемому пласту, подсоединение скважин к вакуумной системе выемочного поля и извлечение метана.

Способ газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя // 2731428

Настоящее изобретение обеспечивает способ увеличения газодобычи путем поочередного использования многоэтапного растрескивания угольного массива при сжигании с образованием ударной волны и нагнетания теплоносителя, в котором большое количество N2 или CO2 закачивается в буровую скважину при помощи отводной трубы для нагнетания теплоносителя и газа, газового баллона высокого давления и редукционного клапана, после чего определенное количество метана и сухого воздуха нагнетается в камеру сжигания с высокой температурой и высоким давлением при помощи газового баллона высокого давления и редукционного клапана, чтобы после смешивания и сжигания образовалась ударная волна, и когда давление при высокой температуре и высоком давлении камеры сжигания достигает 30 МПа, то автоматически запускается электромагнитный клапан и мгновенно возникает ударная волна высокой температуры и высокого давления, направленная на выталкивание поршня для сжатия N2 или CO2, так чтобы в угольных массивах на периферии скважины образовывалось большое количество трещин.

Способ определения остаточной метаноносности отбитого в забое угля // 2731011

Способ относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использован для достоверности прогноза метанообильности, обусловленной выделением метана из разрабатываемого угольного пласта, в частности доли метана, содержащегося в отбитом угле. Изобретение включает разрушение угля комбайном, отбор проб угля на кромке угольного забоя, на транспортирующем уголь конвейере, в атмосфере выработки, оборудованной конвейером, а также измерение содержания метана в отобранных пробах.

Способ прогноза интенсивности выделения метана из отбитого в забое угля // 2730470

Способ относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использован для определения интенсивности выделения метана из отбитого в лаве угля. Технический результат заключается в определении интенсивности выделения метана из отбитого комбайном угля в очистном забое за счет выявления динамики естественной дегазации отбитого угля и интенсивности выделения метана из него в пределах лавы и горных выработок.

Способ определения количества газового гидрата, формирующегося в природном каменном угле // 2726756

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при определении количества газового гидрата, что необходимо при расчете газового баланса угольного пласта и прогнозировании внезапных выбросов угля и газа. Техническим результатом является определении количества газа, находящегося в форме газового гидрата в природном угле, установлении давления и температуры, при которых происходит разложение газового гидрата, а также сопоставление полученных результатов со свойствами исследуемых образцов природного угля, его фактической влажностью, степенью метаморфизма.

Способ управления метановыделением на выемочном участке газообильной шахты // 2781586

Заявлен способ управления метановыделением на выемочном участке газообильной шахты. Техническим результатом является повышение эффективности способа управления метановыделением на выемочном участке газообильной шахты при разработке свиты газоносных пластов угля. Способ включает бурение разведочных скважин. Также способ включает анализ структуры углегазового массива, метаноносности угольных пластов, удаленности их от разрабатываемого пласта, объемов среднесуточной добычи угля комбайном. Также способ включает проветривание выработок участка, измерение интенсивности выделения метана и его содержания в исходящем из участка потоке воздуха. Дополнительно определяют потенциальные составляющие газового баланса по содержанию метана в пластах угля. Также определяют потребность искусственного снижения метаноносности угольных пластов средствами дегазации. Измеряют интенсивность выделения метана в дегазационную и вентиляционную сети выемочного участка. По эпюрам почасового в течение суток изменения объемов добываемого угля, интенсивности суммарного выделения метана на участке, содержанию метана в исходящем из участка потоке воздуха прогнозируют повышение объемов добываемого угля по газовому фактору. Определяют возможность применения дополнительных мероприятий по улучшению газовой ситуации на участке.