Способ гидравлической обработки высокогазоносного угольного пласта
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»)972145 (61) Дополнительное к Ивт. свид-ву— (22) Заявлено 06.01.81 (21) 3230700/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. ь,л.з
Е 21 F 5/00
Гесудлрстееиимй кемитет
СССР (53) УДК 622.807. .002 (088.8) Опубликовано 07.11.82. Бюллетень № 41
Дата опубликования описания 17.11.82 йв делам изееретеиий и втермтий
А. С. Бурчаков, А. Е. Пережилов, В. А. Давиденко, .
А. С. Лукаш, Н. Х. Шарипов, А. В. Крысин, Б. А. Грядущий, П. П. Нефедов и И. А. Швец
r
I
Московский ордена Трудового Красного Знаменй-мЧ1йьтй институт ь. 4 (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ГИЛРАВЛИЧЕСКО ОБРАБОТКИ ВЫСОКОГАЗОНОСНОГО
УГОЛЬНОГО ПЛАСТА
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам гидравлической обработки высокогазоносных угольных пластов для снижения пылеобразующей способности угля.
Известен способ гидравлической обработ- ки призабойной зоны разрабатываемого угольного пласта, включающий бурение подземных скважин или шпуров и нагнетание в них рабочей жидкости (!). о
Недостатком известного способа является низкая эффективность, вызванная отсутствием необходимого времени выдержки рабочей жидкости в пласте и небольшим радиусом обработки.
Известен способ гидравлической обработ- ки высокогазоносного угольного пласта, включающий бурение скважины с поверхности, ее обсадку, тампонаж затрубного пространства, перфорацию обсадной колонны в плоскости угольного пласта, нагнетание рабочей жидкости в темпе, превышающем приемистость угольного пласта, откачку аэрированной метаном жидкости и газа из скважин и последующее ведение горных работ (2).
Недостатком этого способа является низкая эффективность увлажнения порового пространства угля из-за отсутствия обоснованных режимов и параметров нагнетания дополнительного объема рабочей жидкости в пласт и вследствие осушения прискважинной зоны пласта при удалении рабочей жидкости из нее.
Цель изобретения — снижение пылеобразующей способности угольного пласта за счет повышения качества увлажнения угля.
Поставленная цель достигается тем, что при способе гидравлической обработки высокогазоносного угольного пласта после удаления рабочей жидкости из скважины производят порционное нагнетание дополнительного объема рабочей жидкости с учетом заполнения порового пространства угля и последующей выдержкой во времени после нагнетания каждой порции, причем первую порцию нагнетают в темпе, превышающем естественную приемистость пласта, а остальные — в режиме фильтрации.
Кроме того, дополнительный объем рабочей жидкости и время выдержки после на972145 гнетания каждой порции определяют по формула м
©дод 00! (1 Кост) K и пэф
О,!7 in — 0,0667п — 1, !б69
t.=е
О,! !67п @ — 0,0331
p / зр (2) где Q „— дополнительный обьем рабочей жидкости, мз;
-время выдержки после нагнетания каждой порции, сут; — порядковый номер цикла нагнетания;
К -доля перешедшей. в связное сосо т тояние и оставшейся в пласте рабочей жидкости после дегазации;
К вЂ” коэффициент, учитывающий уход и нагнетаемой жидкости во вмещающие породы и прилегающую зону пласта;
V — объем обрабатываемых запасов угля, м з.
55,— эффективная пористость угля, %; е — основание натурального логарифма.
Способ осуществляют следующим образом.
С дневной поверхности до угольного пласта бурят скважину, обсаживают ее трубами, осуществляют тампонаж затрубного пространства, перфорацию обсадной колонны в плоскости угольного пласта и приступают к нагнетанию рабочей жидкости в угольный массив в режиме гидрорасчленения, т. е. в темпе, превышающем естественную приемистость пласта. При таком режиме происходит раскрытие микротрещин и образование новых трещин, что способствует увеличению газоотдачи угольного массива. После нагнетания необходимого количества рабочей жидкости, установленного из условия образования трещин, производят откачку аэрированной метаном жидкости и вакуумируют газ из скважины, т. е. осуществляют работы по дегазации пласта. Далее для снижения пылеобразующей способности угля в пласт нагнетают дополнительный объем рабочей жидкости; рассчитанный по формуле (1).
Дополнительный объем рабочей жидкости нагнетают в пласт пятикратно. Это обусловлено тем,что при одноразовом нагнетании заполняется только 20% эффективного порового объема угля.
Для восстановления раскрытых, но зашла мованных при ведении дегазационных работ трещин нагнетание первой порции рабочей жидкости производят в темпе, превышающем приемистость угольного пласта, а нагнетание последующих — в режиме фильтрации, при котором происходит капиллярное вла гонасыщение угля.
Время выдержки после нагнетания каждой порции жидкости определяют по формуле (2).
Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность дегазации,а также снизить пылеобразующую способность угля за счет использования эффективных режимов и параметров увлажнения угольного массива.
Формула изобретения
G =0,01 (1-К,) K„Vn
0,17 i n — 0,06 б7п эф-l, !669
t;=e
0,1167п эф — 0,0331 (1) (2) 40 где Q д — дополнительный объем рабочей жидкости, мз; — время выдержки после нагнетания каждой порции,сут;
i — порядковый номер цикла нагнетания; — доля перешедшей в связное сосен тояние и оставшейся в пласте рабочей жидкости после дегазации;
Кп — коэффициент, учитывающий уход нагнетаемой жидкости во вмещающие породы и в прилегающую зону пласта;
V — объем обрабатываемых. запасов угля, м з. п -эффективная пористость угля,%; основание натурального логарифма.
50
1. Способ гидравлической обработки высокогазоносного угольного пласта, включаю55 щий бурение скважины с поверхности до пересечения с пластом, ее обсадку, тампонаж затрубного пространства, перфорацию обсадной колонны в плоскости угольного пласта, нагнетание рабочей жидкости в темпе, превышающем естественную приемистость пласта, откачку аэрированной метаном жидкости и газа и последующее ведение горных работ, отличающийся тем, что, с целью снижения пылеобразующей способности угольного пласта за счет повышения качества увлаж25 нения угля, после удаления рабочей жидкости из скважины производят порционное нагнетание дополнительного объема жидкости с учетом заполнения порового пространства угля и последующей выдержкой во времени после нагнетания каждой порции, причем первую порцию нагнетают в темпе, превышающем естественную приемистость пласта, а остальные — в режиме фильтрации.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный объем рабочей жидкости и
З5 время выдержки после нагнетания каждой порции определяют по формулам
972145
Составитель В. Пак
Техред И. Верес Корректор М. Шароши
Тираж 470 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Редактор А. Огар
Заказ 7661/22
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Торский П. Н. и др. Предварительное увлажнение угольных пластов. М., «Недра», 1974,с. 78 — 79.
2,Временное руководство по дегазации шахтных полей Карагандинского бассейна с гидравлическим расчленением свит угольных пластов. МГИ, М., 1975, с. 122 — 126 (прототип).
