Устройство для дегазации выработанных пространств шахт вертикальными скважинами,пробуренными с поверхности

 

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить эффективность дегазации и увеличить срок службы скважин (С). Устройство содержит став обсадных труб 1 с перфорированной 2 концевой частью, разделенной на участки. Границы между участками выполнены в виде зон ослабления конструкции (ЗОК). Каждая последующая ЗОК, начиная от ближайшего к забою С конца трубы, усилена по отношению к предыдущей и распо 1 с 9 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 Е 21 F 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(21) 3889947/22-03 (22) 24.04.85 (46) 30.01,87. Бюл. Ф 4 (71) Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР (72) А.Т.Айруни, В.А.Ставровский, Б.Н.Поставнин, И.А.Швец, !

0.Л.Бубликов» Д.И.Еремин и А.А.Шипулин (53) 622.817 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)!» 1105664, кл. Е 21 F 7/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

)! 1086183» кл. E 21 F 5/00, 1982.

Руководство по дегазации угольных шахт. М.: Недра, 1975, с.106-108..2

4ьа 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ ВЫРАБОТАНН !Х ПРОСТРАНСТВ ШАХТ ВЕРТИКАЛЬНЫМИ СКВАЖИНАМИ, ПРОБУРЕННЫМИ С ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить эффективность дегазации и увеличить срок службы скважин (С). Устройство содержит став обсадных труб 1 с пер" форированной 2 концевой частью, разделенной на участки. Границы между участками выполнены в виде зон ослабления конструкции (ЗОК). Каждая последующая ЗОК, начиная от ближайшего к забою С конца трубы, усилена по отношению к предыдущей и распо-! -

1286792

А ложена íà расстоянии, равном мощности блока обрушения пород, опреде" ляемой из выражения А=Б tg tg, где

А - мощность блока обрушения пород, м; Б - шаг обрушения пород кровли, м; (— угол естественного откоса обрушенных пород, рад, Устройство предусматривает несколько вариантов выполнения ЗОК, например в виде круглых отверстий 3, в виде отверстий с проточкой по отверстиям кольцевой канавки, в виде рядов кольцеI

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации выработанных пространств шахт вертикальными сква". жинами, пробуренными с поверхности. 5

Цель изобретения " повышение эффективности дегазации и увеличение срока работы скважины.

Длина перфорированной части става обсадных труб равна мощности зоны расслоения пород и разделена на части, граница между которыми выполнена в виде зон ослабления конструкции, при этом каждая последую15 щая зона ослабления конструкции, начиная от ближайшего к забою скважины конца трубы, выполнена усиленной по отношению к предыдущей и распо" ложена на расстоянии, равном мощности блока обрушенных пород А, опре20 деляемой по формуле

A=8 tgq где Б " шаг обрушения пород кровли;

Ч" — угол естественного откоса 25 обрушенных пород.

Зона ослабления конструкции выполнена в виде равномерного ряда круглых отверстий, при этом количество отверстий в зонах ослабления конструкции определяется по формуле

Г А

В =Г-К вЂ” —— к и где В„ " количество отверстий в к"й зоне ослабления кон" струкции, Г - максимально возможное чис-1 ло отверстий по периметру трубы, при котором зона вых канавок, в виде рядов кольцевых канавок с круглыми отверстиями между ними. При продвижении линии очистного забоя над выработанным прост- ранством образуется свод обрушенных пород. При последовательном попадании перфорированной 2 части труб в зону обрушения происходит деформация и последовательный обрыв ее по границам ЗОК, при этом пропускное сечение труб l в дегазационной С сохраняется. 4 з.п. ф-лы, 5 ил. ослабления конструкции эквивалентна сплошной прорези;

К вЂ” порядковый номер зоны ослабления конструкции, на.— чиная от ближайшей к забою скважины,К=1,2..., M — мощность зоны расслоения пород, м;

А — мощность отдельного блока обрушения пород, м.

По ряду круглых отверстий выполнена кольцевая канавка.

Зона ослабления конструкции выполнена в виде рядов кольцевых канавок, при этом количество рядов на конце трубы в ближайшей к забою скважины зоне ослабления конструкций численно равно величине M/A, а каждая последующая зона ослабления конструкций выполнена с количеством рядов кольцевых канавок, меньшим на единицу.

В зоне ослабления конструкции равномерный ряд круглых отверстий выполнен в промежутке между кольцевыми канавками.

На фиг.1 показана схема образо- вания свода обрушенных пород, на фиг.2- — схема зоны ослабления конструкции, выполненной в виде круглых отверстий; на фиг.З вЂ” то же, выполненной в виде круглых отверстий .с проточкой по отверстиям кольце-; вой канавки, на фиг.4 — то же, выполненной в виде рядов кольцевых

1286792 канавок, на фиг.5 — то же, выполненной в виде рядов копьцевых канавок с круглыми отверстиями между ними.

Устройство содержит став 1 труб, перфорированную часть 2 става труб, зоны ослабления конструкции, выполненные соответственно в виде круглых отверстий 3, в виде отверстий с проточкой по отверстиям кольцевой канавки 4, в виде рядов кольцевых канавок 5, в виде рядов кольцевых канавок 6 с круглыми отверстиями между ними.

Устройство работает следующим образом.

При подвигании линии очистного забоя над выработанным пространством образуется свод обрушенных пород (фиг.1), который увеличивается соответственно шагу обрушения пород кровли 7. При последовательном попадании участков перфорированной части 2 става труб в зону обрушения пород кровли происходит деформация и последовательный обрыв перфорированной части 2 става труб по границам зон, ослабление конструкций 3, 4, 5 или 6 (фиг.2-5). При такой конструкции колонны труб работоспособность дегазационной скважины сохраняется на все время ее работы.

Предусмотрение возможности сохранения пропускного сечения трубы в дегазационной скважине при попадании ее в зону деформаций и обрушения пород кровли и увеличение срока службы дегазационной скважины позволяет повысить эффективность дегазации выработанных пространств шахт.

Формулаиз обретения

1. Устройство для дегазации выработанных пространств шахт вертикальными скважинами, пробуренными с поверхности, содержащее став обсадных труб с перфорированной концевой частью, расположенной у забоя скважины, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации и увеличения срока работы скважины, перфорированная часть става разделена на участки, границы между которыми выполнены в виде зон ослабления конструкции, при этом каждая последующая зона ослабления конструкции, начиная от ближайшего к забою скважины конца трубы, выполнена усиленной по отношению к предыдущей и расположена на расстоя. нии, равном мощности блока обрушения пород, определяемой из математического выражения А = Б tg cp, где

А — мощность блока обрушения пород, Б — шаг обрушения пород кровли, м," угол естественного относа обрушенных пород, Рад.

2. Устройство по п.1, о т л и, ч а ю щ е е с я тем, что зона ослабления конструкции выполнена в виде равномерного ряда круглых отверстий, в количестве, определяемом из следующего математического выражения

Г А и количество отверстий в к-й зоне ослабления конВ„= Г где В„

20 струкции, шт, максимально возможное число отверстий по периметру трубы, при котором зона ослабления конструкции эквивалентна сплошной прорези шт1 порядковый номер зоны конструкции, начиная от ближайшей к забою скважины, К=1,2..., Ж ;

Г

30

М вЂ” мощность зоны расслоения пород, м;

А — мощность отдельного блока обрушения пород, м.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что зона ослабления конструкции выполнена в ви40 де кольцевой канавки с рядом круг" лых отверстий, равномерно рассредоточенных по ней.

4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что зона ослаб45 ления конструкции выполнена в виде рядов кольцевых канавок, при этом количество рядов на конце трубы в ближайшей к забою скважины зоне ослабления конструкции численно равM но величине — а каждая последуюА щая зона ослабления конструкции выполнена с количеством рядов кольцевых канавок, меньшим на единицу.

5 ° Устройство по п.п. 1 и 4 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в промежутке-между кольцевыми канавками выполнен равномерный ряд круглых отверстий.

1286792

1286792

Составитель И.Федяева

Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Колб

Редактор И.Касарда

Заказ 7695/34

Тираж 430 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4