Способ дегазации пласта при отработке лавой по восстанию

 

Изобретение относится к горной промти и м. б. использовано для снижения газообильности горных выработок при разработке газоносных пластов лавами. Цель изобретения - повышение эффективности дегазации за счет увеличения продуктивности скважин (С) путем улучшения условий их осушения и обепечения вскрытия трещин, сформированных на контакте угольных пачек пласта с имеющимися в нем прослойками. Перед проведением С в нижней части выемочного участка проводят полости. Затем перекрестно последним поочередно бурят развернутые на очистной забой нисходящие С из выработки. Устья С располагают у почвы , а забои - у кровли пласта. Первые С проводят до пересечения с полостью, а последующие - до пересечения с контурами будущей выработки. Для интенсификации процесса осушения С перед подключением С к газопроводу через них пропускают воздух. Удаляют жидкость из С, подключают их к газопроводу и отсасывают газ. Для сообщения С с полостью на пластах с низкой проницаемостью вблизи забойной части С создают искусственные трещины. 3 з. п. ф-лы 5 ил-., 8 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1402677 А1 дц4 E21F7 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

3CP<„,... „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ." ц

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ ПЛАСТА

ПРИ ОТРАБОТКЕ ЛАВОЙ ПО ВОССТАНИ 1О (57) Изобретение относится к горной промти и м. б. использовано для снижения газообильности горных выработок при разработке газоносных пластов лавами. Цель изобретения — повышение эффективности дегаза(21) 4182347/22-03 (22) 15.01.87 (46) 15.06.88. Бюл. № 22 (71) Институт горного дела им. А. А. Скочинского (72) В. С. Забурдяев, И. В. Сергеев, Б. Е. Рудаков, Д. И. Бухны, А. В. Вильчицкий и А. И. Одинцов (53) 622.817 (088.8) (56) Руководство по дегазации угольных шахт. M. Недра, 1975, с. 23 — 25.

Авторское свидетельство СССР № 924407, кл. Е 21 F 7/00, 1982. ции за счет увеличения продуктивности скважин (С) путем улучшения условий их осушения и обепечения вскрытия трещин, сформированных на контакте угольных пачек пласта с имеющимися в нем прослойками.

Перед проведением С в нижней части выемочного участка проводят полости. Затем перекрестно последним поочередно бурят развернутые на очистной забой нисходящие

С из выработки. Устья С располагают у почвы, а забои — у кровли пласта. Первые С проводят до пересечения с полостью, а последующие — до пересечения с контурами будущей выработки. Для интенсификации процесса осушения С перед подключением С к газопроводу через них пропускают воздух.

Удаляют жидкость из С, подключают их к газопроводу и отсасывают газ. Для сообщения С с полостью на пластах с низкой проницаемостью вблизи забойной части С создают искусственные трещины. 3 з. п. ф-лы, 5 ил, 8 табл.

1402677

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для снижения газообильности горных выработок при разработке газоносных пластов лавами по восстанию.

Целью изобретения является повышение эффективности дегазации за счет увеличения продуктивности скважин путем улучшения условий их осушения и обеспечения вскрытия трещин.

На фиг. 1 приведена принципиальная 10 схема расположения полости и скважин на участке, вскрытом выработкой; на фиг. 2— схема расположения скважин и полостей на оконтуренном выработками участке, когда скважины проводят из двух выработок; на фиг. 3 — схема удаления жидкости из сква15 жин, пробуренных из одной выработки; на фиг. 4 — разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5— схема удаления жидкости из скважин, про. буренных из двух выработок.

Способ дегазации пласта осуществляют

: следующим образом.

Из выработки 1 (фиг. 1) вскрывшей учас ток пласта, проводят полость 2 до внешнего контура будущей выработки 3. Полость 2 проводят в нижней части выемочного участка в пределах угольного пласта с положительным углом возвышения. В качестве полости может быть скважина, если она раз, гружает пласт от кровли до почвы (тонкие пласты), или щель, образованная, например,, методом гидрорезания через скважину. По, лость 2 герметизируют у устья и подключают к дегазационному трубопроводу 4.

Затем приступают к бурению нисходящих параллельно-одиночных скважин 5, развернутых на очистной забой. Нисходящие сква жины проводят: первые — до пересечения З5 с полостью, последующие — до внешнего : контура будущей выработки 3 (фиг. 1), при; чем устья длинных скважин располагают

: в пласте у почвы, а забои — у кровли пласта.

Это позволит уменьшить угол падения нис- 4О ходящих скважин при заданном угле их раз,ворота на очистной забой, улучшить условия осушения скважин и пересечь слои пласта, вскрывая при этом трещины, сформированные на контакте угольных пачек пласта с имеющимися в нем прослойками. 45

Забой первой скважины, пробуренной до внешнего контура будущей выработки., размещают в зоне взаимного разгрузочного влияния полости и скважины (в условиях каменных углей 1 — 3 м) . Промывочную жидкость и пластовую воду удаляют через полость. После слива воды скважину подключают к дегазационному трубопроводу.

Последующие скважины проводят также до внешнего контура будущей выработки, а жидкость из каждой вновь пробуренной $5 скважины удаляют через предыдущую путем самоизлива и эрлифтом (фиг. 3). Затем подключают скважину к газопроводу.

На участках пласта, оконтуренных двумя выработками, применяют две схемы расположения полостей и скважин, проведенных из обеих выработок (обычно при длине лавы более 150 м) . Первая схема предусматривает бурение скважин до середины ширины (высоты) выемочного столба, вторая — пересечение скважин в забойной их части. Первую схему целесообразно применять на необводненных пластах с высокой проницаемостью (более 1 ° 10 мД), вторую — на обводненных пластах, на необводненных пластах с проницаемостью менее 1 10 мД, на пластах, где требуется высокая степень дегазации разрабатываемого пласта (40 — 50Я) .

Первая схема представляет собой комбинацию из двух схем, представленных на фиг. 1, с проведением скважин до середины ширины столба лавы. Устья скважин в противоположной выработке целесообразно смещать относительно соответствующих им устьев скважин в основной выработке на величину, равную половине расстояния между скважинами. Соответственно смещаются и забои скважин.

Вторая схема расположения скважин на оконтуренном выработками участке представлена на фиг. 2. В этом случае на участке пласта проводят полости 2 и 2 . При этом

/ устья скважин 5 относительно устьев соответствующих скважин 5 смещают по линии падения пласта (выработки) на величину, равную половине расстояния между скважинами. Соответственно и забои скважин смещены на ту же величину. Устья скважин 5 и 5 располагают в пласте у почвы, забои — у кровли пласта. Длину скважин устанавливают исходя из условия, чтобы каждая скважина в завершенной стадии бурения пересекала две встречные, т. е. перекрестные ей скважины. Под пересечением скважин в данном случае понимается расположение скважин 5 и 5 в зоне взаимного разгрузочного влияния на массив пласта, т. е. наличие аэродинамической связи между скважинами по сети трещин.

Проведение пары ближайших скважин 5 и 5 (фиг. 2) со смещением их устьев (и забоев) относительно друг друга по линии горизонта (или падения пласта) и пересечением в двух местах обеспечивает хорошие условия для удаления воды и осушения скважин, позволяет больше разворачивать скважины на очистной забой. Жидкость из вновь пробуренной скважины удаляют через ближайшую к ней встречную скважину путем самоизлива и эрлифтом (фиг. 5). После удаления воды из новой пробуренной скважины ее подключают к газопроводу.

В том случае, когда дегазируют пласты с низкой проницаемостью и скважины 5 пробурены из одной выработки (фиг. 1), целесообразно создавать в пласте, преимущественно в забойной части скважин, искусственные трещины, улучшающие гидродинамичес140267 кую связь между скважинами (фиг. 3). Трещины создают методом гидродинамического воздействия на пласт, предпочтительнее гидроимпульсным (взрывогидроимпульсным), или взрыванием зарядов ВВ или другим известным в горной практике методом. По сети искусственных трещин воду, находящуюся во вновь пробуренной скважине, удаляют через ранее пробуренную скважину в дегазационный трубопровод.

Искусственную сеть трещин можно создавать не только на пластах с низкой прониI цаемостью, но и на других пластах, когда требуется интенсифицировать процесс дегазации.

Схема удаления жидкости из пробуренной скважины и осушения массива, прилегающего к ней, приведена на фиг. 3 и 5. В первом случае ближайшей к пробуренной

К-ой скважине является скважина К вЂ” 1, пробуренная из той же выработки 1, а во втором — скважина К вЂ” 1, пробуренная из выработки 1 перекрестно скважине К. Причем предыдущая скважина К вЂ” 1 к моменту завершения бурения скважины К должна быть подключена к газопроводу. 3а счет разности давлений на устье только что пробуренной

К-ой скважины, где давление равно давле- 25 нию в горной выработке, и в ранее пробуренной и подключенной к газопроводу скважине К вЂ” 1 (давление ниже за счет разрежения в газопроводе) жидкость из скважины поступает в скважину К вЂ” 1 и далее в дегазационный трубопровод. Перетоку воды способствует и перепад давления за счет разности уровней воды в К-ой скважине, ее забое и скважине К вЂ” 1 (фиг. 3 — 5). Остатки воды, не удаленной через скважину К вЂ” 1, отводят вместе с газом в виде паров через ниже расположенную скважину (скважины) .

Кратковременный пропуск рудничного воздуха через скважины К и К вЂ” 1 способствует сокращению сроков осушения скважин. Период продувки скважин и трещин определяют опытным путем по прекращению водоперетока или изменению концентрации метана в каптируемой из скважины К вЂ” 1 газовоздушной смеси, т. е. по снижению концентрации метана до допустимой ПБ величины,. после чего К-ю скважину подключают к газопроводу.

В том случае, когда межскважинную сеть трешин создают взрывогидроимпульсным методом, жидкость из К-ой скважины удаляют в процессе воздействия газообразными продуктами химической реакции заряда гидрокс (аэрдокс). Период удаления жидкости в этом случае определяют временем воздействия на массив с целью трещинообразования и снижения давления газообразных продуктов в скважине до атмосферного. Этот метод весьма перспективен, поскольку одновременно решаются две задачи; создают в массиве трещины и удаляют жидкость.

Дегазацию пласта осуществляют в соответствии с известной методикой. Когда сква35

55 угол возвышения скважины (P, град): з|пр=з1посозя — созбсозуэ1псс, длина скважины (f, м): (2) и япусоф (3) В формулах (1 — 3) приняты следующие обозначения: h — ширина (высота) обуриваемой части выемочного столба, м; R расстояние между устьями скважин, м; а— угол падения пласта, град: т — мошность пласта, м: d — угол между скважиной и плоскостью пласта, град;

tg6 „ ™ "-+ (+ )(4) Условия применения способа и эффективные параметры скважины при отработке пластов лавами по восстанию приведены в табл. 1 — 8. Промежуточные значения параметров скважин устанавливают методом линейной интерполяции.

В табл. 1 — 4 приведены параметры скважин при ширине обуриваемой части столба, равной 100 мм, и расстоянии между скважинами 20 м, а в табл. 5 — 8 — при той же ширине и расстоянии между скважинами, равном 10 м.

Применение предлагаемого способа дегазации позволит повысить продуктивность скважин в 2 — 3 раза, увеличить нагрузку на очистной забой по газовому фактору.

Формула изобретения

1. Способ дегазации пласта при отработке лавой по восстанию, включаюший поочередное проведение развернутых на очистной забой нисходящих скважин из выработки и создание полостей, расположенных перекрестно скважинам, удаление жидкости из скважин, подключение скважин к газопроводу и отсос газа, отличающийся тем, что, 7

4 жины начинают функционировать в зоне техногенного трешинообразования, вакуум на них повышают в 1,5 — 2 раза за счет уменьшения вакуума на других скважинах, прежде всего на скважинах в зоне природной проницаемости и скважинах, имеющих аэродинамическую связь с призабойным пространством лавы. Причем скважины, пересеченные лавой, оставляют подключенными к дегазационному трубопроводу до начала подсосов воздуха через подготовительную выработку, из которой пробурена скважина.

Параметры дегазационных скважин устанавливают по формулам: угол между проекциями оси выработки и скважины на горизонтальную плоскость (g, град): n ! ив

2 (!)

Rcosa+ — —

1402б77

Таблица

Значение угла 1Г, град

Мощность пласта, т

Угол па дения пласта,с 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,5

64

57 54 52 48

68

65

61

75

72

71

66

76

73

72

71

76

10

75

73

76

76

75

74

14

76

75

75

76

76

Таблица 2

Значение угла Г, град Угол паМощность пласта, т

1 1,2 1,4 1,6 дения пласта,с

0,8 1,8 2 2,5

4,2

6,9

5,2

7,7 8,4

8,4 9,4

10,6

4,4

5,4

6,4

7,4

10,3

12,5

4,4

5,5

6,6

7,6

8,6

9,7

10,7

13, 1

4,4

6,6

5,5

7,7

8,7

9,8

10,8

13,4

4,5

5,6 б,б

7,7

8,8 9,9

8,8 10

8,9 10 10,9

13,5

5,6

6,7

7,8

13,6

6,7

7,8

13,7

13,8 с целью повышения эффективности дегазации за счет увеличения продуктивности скважин путем улучшения условий их осушения и обеспечения вскрытия трещин, сформированных на контакте угольных пачек пласта с имеющимися в нем прослойками, полости проводят в нижней части выемочного участка перед проведением скважин, при этом устья скважин располагают у почвы, а забои — у кровли пласта.

2. Способ по п. 1, отличающий сн тем, что, с целью сообщения скважин с полостьк>

6 на пластах с низкой проницаемостью, вблизи забойной части скважин создают искусственные трещины.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что первые скважины проводят до пересечения с полостью, а последующие — до пересечения с контуром будущей выработки.

4. Способ по п. I, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса осушения скважин, перед подключением скважин к газопроводу через них пропускают воздух.

СО1

СО1

701

701

SOl

701

СО1

90L

SOl

901

601

9L1

9С1

9zl

1 г 8 l 9 L 9 1 z L L 8 0 в ел.овш нинэй

s z ь еьээтги чьоон1по

-вн тобол, и T iчнижэамо энигма у â H g â Z, z с

9 г

9 Z

9 ã

9 Z

9 z с z г z с г г г

z ã

6 1 б 1 б б

6 I б

6 l

О1

S L

S L

S 1

S L

S l

L L

L l

l О в о

l О

l О

l О

l О

l О

l О

v о с о

S О с о

e о с о с о

В 1 9 L e l г l 1

1 Ч 2 ( в о о ez,oåòø вин э н ь эьоетгы чьоонйор

-ви zroag

ktedz 4- аилА эинэьвнв

Сэ инуе1

ll9507( 01 СО1

701 701

701 70 1. S0 l S0 l

lOL 9О1

O l l 601 сг1 ozl

СО1 COL

СО1 С 01 01 01 01 01

S0L 501

80I l0I

OLL

С 01 СО1

701 СО1 01 701

901 501

60L

0 1

О 1

О«

8 О

8 О

8 О

8 О

9 О

9 О

9 О

9 О

9 О

9 0

7 О

v о

e о

v о

0 О

e 0

v о 7 0 г 0 г о г о

z о г о

Z О г о

9 1 e 1 г «1 8 о

S Z а ьэетш винаИ

Ь ВЬЭВ?Ш ЧЬЭОН1пОя

-эн zroJfi

hedJ ф- внлК аинэьен8 э П и zr 9 е

О 171 б С«

О«

О О«

О 6

6 8 81 L 9

9 С«

0 «

О О«

О С«

1 01

1 6

L 8

1L99 9S5 7 1

5 б

8 8 О 8 г 1 С 9

8191 7«Е11

8 О HL» винэй, -au uoJg

1 еь»тш чьэон1пор

l2PdJ g BL Jfi эинBhBHQ

9эни<9<1

9l

171

Ll

lL

81.

91 8L 1

01

19 Е9 99 69 z

9S еь»ггпу чьэон1пор1 ви тобол

I1PdJ Х BlfJfi эинэьгн8 и и 9 в

Ll960t l

5 Е (, 8 1 9 1 7 1 C 1 1 8 О вина 1

1402677

Таблица8

Длина скважины 1,м

Мощность пласта, т

Угол папласта,о 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,5

129

121

117

112 115

105

104 105 106

110

107

102

106

104

103

102

104

103

102

102

102

12 фиг.1

107 109

103 104

103 104

102 103

1402677

1402677

zepuawm абраг.Ч

Редактор Э. Сли га н

Заказ 2831/2 1

Составитель И. Федяева

Техред И. Верес Корректор A. Обручар

Тираж 426 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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