Способ дегазации углевмещающей толщины выработанного пространства

 

Изобретение относится к горному делу и м. б. использовано для снижения газообильности выемочных участков угольных шахт. Цель изобретения - повышение эффективности дегазации и предотвращение скоплений метана на сопряжении лавы с погашаемой вентиляционной выработкой. На выемочном участке угольного пласта проводят вспомогательные скважины с разворотом в сторону выработанного пространства . Вспомогательные скважины бурят до пересечения с газоотдающими коллекторами Бурение производят до начала разгрузки горных пород. Вспомогательные скважины изолируют от атмосферы горных выработок, после чего бурят газоотсасывающие скважины перекрестно к вспомогательным скважинам . Перекрещивание скважин происходит в зоне интенсивного трещинообразования, В случае слабого трещинообразования производят торпедирование вмещающих пород. Пробуренные газоотсасывающие скважины герметизируют и подключают к участковому газопроводу. Метан, поступающий в газоотсасивающие и вспомогательные скважины, удаляют из вмещающих пород через газоотсасывающие скважины. 1 з. п. ф-лы, 4 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Е 21 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБ< . ТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4661908/03 (22) 13.03.89 (46) 30.05.91. Бюл, N 20 (71) Институт горного дела им. А, А, Скочичского (72) Б. Е. Рудаков, С. Б. Радько, В. В. Забурдяев, И, В, Сергеев, Д. И. Бухны, А. Е. Фитерман и Ю. M. Бирюков (53) 622.8,831(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 941621, кл, F 21 F 7/ОС, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 1317161, кл, Е 21 F 7/00, 1985

Авторское свидетельство СССР

¹ 1145160, кл. Е 21 F 7/00, 1983.

Руководство по дегазации угольных шахт. М.: Недра, 1975, с. 58-62. (54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ УГЛЕВМЕЩАЮЩЕЙ ТОЛЩИ И ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА (57) Изобретение относится к горному делу и м. б. использовано для снижения газообильности выемочных участков угольных

Изобретение относится к горной промышленности, преимущественно угольной, и может быть использовано для снижения газообильности выемочных участков, борьбы со скоплениями метана на сопряжениях пав с вентиляционными выработками, повышения безопасности горных работ по газовому фактору путем исключения внезапных прорывов газов в горные выработки.

Цель изобретения — повышение эффективности дегазации и предотвращение скоплений метана на сопряжении лавы с поглощаемой вентиляционной выработкой.

„„SU „„1652620 А1 шахт. Цель изобретения — повышение эффективности дегазации и предотвращение скоплений метана на сопряжении лавы с погашаемой вентиляционной выработкой.

На выемочном участке угольного пласта проводят вспомогательные скважины с разворотом в сторону выработанного пространства. Вспомогательные скважины бурят до пересечения с газоотдающими коллекторами, Бурение производят до начала разгрузки горных пород, Вспомогательные скважины изолируют от атмосферы горных выработок, после чего бурят газоотсасывающие скважины перекрестно к вспомогательным скважинам. Перекрещивание скважин происходит в зоне интенсивного трещинообразования, В случае слабого трещинообразования производят торпедирование вмещающих пород, Пробуренные газоотсасывающие скважины герметизируют и подключают к участковому газопроводу. Метан, поступающий в гаэоотсасывающие и вспомогательные скважины, удаляют из вмещающих пород через газоотсасывающие скважины. 1 э. п, ф-лы, 4 ил.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема расположения газопровода и скважин в лаве по простиранию пласта; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг, 3— схема расположения газопровода и скважин в лаве по падению пласта; на фиг. 4— разрез Б-Б на фиг. 3, Способ дегазации углевмещающей толщи и выработанного пространства осуществляют следующим образом.

На участке угольного пласта 1 (фиг. 1, 3) из выработки 2 до начала разгрузки горных пород проводят вспомогательные скважины

1652620

3 до пересечения ими газоотдающих коллекторов 4 (фиг. 2, 4). Пробуренные скважины 3 изолируют от атмосферы выработки.

Затем проводят группами (кустами) газоотсасывающие скважины 5 из той же выработки с таким расчетом, чтобы они функционировали в зоне интенсивного трещинообразования во вмещающих породах 6. Скважины

5 подключают к дегаэационному газопроводу 7, Вспомогательные газопроводящие скважины 3 бурят из выработки 2 на подрабатываемые (фиг. 1, 2) или надрабатываемые (фиг, 3, 4) сближенные пласты с разворотом в сторону выработанного пространства выемочного участка. Скважины 3 проводят параллельно линии пересечения плоскостей разгрузки вмещающих пород, т. е. плоскостей, формируемых на границе выработанного пространства вдоль вентиляционной выработки и на границе выработанного пространства вдоль линии очистного забоя.

Расстояние между газопроводящими скважинами 3 определяют по расчету или устанавливают опытным путем.

Газоотсасывающие скважины 5 (фиг. 1 — 4) проводят из выработки 2 также с разворотом в сторону выработанного пространства выемочного участка, Скважины 5 бурят кустами по 2 — 3 в кусте, Расстояние между кустами скважин предпочтительно выбирать кратным расстоянию между газопроводящими скважинами с перекрытием проекций на ось выработки предыдущих и последующих гаэоотсасывающих скважин менее чем на

10-15 м. При дегазации подрабатываемой толщи газоотсасывающие скважины 5 проводят с расположением их забоев над пластом в зоне формирования трещин.

Одну из газоотсасывающих скважин проводят с расположением в плоскости разгрузки вмещающих пород относительно неподвижной границы выработанного пространства (вдоль вентиляционной выработки), а другие располагают в зонах трещинообразования в окрестности этой плоскости, т. е, отклоняют на

2-3 градуса в горизонтальной плоскости от средней скважины в обе стороны. Это улучшает аэродинамическую связь вспомогательной скважины 3 с газоотсасывающими скважинами 5. Скважины 5 герметизируют и подключают к газопроводу.

При дегаэации надрабатываемой толщи забои скважин 5 располагают в зоне формирования трещин под пластом 1, Газоотсасывающие и вспомогательные скважины исключают накопление больших объемов метана в надрабатываемой толще, внезапные прорывы газа не происходят.

Если на выемочном участке содержатся монолитные вмещающие породы, которые препятствуют разгрузке газоотдающих коллекторов, процесс трещинообразования в этих породах интенсифицируют, например, путем торпедирования.

Торпедирование осуществляют через гаэоотсасывающие скважины 5 до подхода к ним зоны разгрузки пород очистным забоем. Торпедируют массив по всей активной длине газоотсасывающих скважин или напротив каждой из перекрестных или вспомогательиых скважин 3. Опытным путем устанавливают целесообразность применения в конкретных горно-геологических условиях варианта торпедирования всех газоотсасывающих скважин 5 в кусте или только центральной из них, расположенной в г лоскост : разгрузки вмещающих породотносительно неподвижной границы выработанного пространства, с последующим бурением в кусте сосед их с ней газоотсасывающих скважин.

Порядок выполнения работ и параметры торпедирования скважин устанавливают в соответствии с известными методиками по торпедированию горного массива, В случае нарушения целостности газоотсасывающих скважин при торпедировании, их восстанавливают повторным разбуриванием.

В процессе ведения очистных работ газовые коллекторы разгружаются от горного давления, Метан, выделяющийся из разгруженных коллекторов, расположенных за зоной интенсивного трещинообраэования, поступает по вспомогательным скважинам

3 в сторону очистного забоя, В зоне влияния очистного забоя с интенсивным трещинообразованием между перекрещивающимися вспомогательь ыми 3 и гаэоотсасывающими

5 сква кинами образуется аэродинамическая связь. В области аэродинамического влияния га:отсасывающих скважин 5 метан, поступающий по вспомогательным скважинам 3 иэ гаэоотдающих коллекторов, улавливают скважинами 5 и по ним отводят в газопровод 7, Пример. В условиях пласта 1, отрабатываемого длинными столбами по простиранив с погашением выработок вслед за лавой и имеющего в подрабатываемой толще сй,иженные пласты на расстояниях 15 и

45 м соответственно, использовалась схема дегазации согласно фиг. 1. Угол падения пласта 7, мощность непосредственной кровли

17 м; вынимаемая мощность пласта 1.8 м; угол разгрузки подрабатываемых пород 65, Вспомогательные скважины бурили из вентиляционной выработки участка параллельно линии пересечения плоскостей разгрузки вмешающих пород, формируемых на оаниц.. х выработанного прострел ствл

«ЯОль вентиляционной выработки и эд )пь линии очистного -,гобоя.

Vlon между проек,:ияли на горизон- 5 тальну;о плоскость линии падения пласта и линии пересечения плоскостей разгрузки вмещающих пород на границах выработанного пространства определяли из выражения 10

co span/ — а 1

Ctg Р1—

COS 1 л где 1/ — угол разгрузки подрабатываемых пород, отсчитываемый от плоскости напластования, градус; 15

a — yror; г,адония пласта, градус, откуда угол л 1 составляет 39 . с

Угол между линией пересечения плоскостей раз рузки вмещающих пород на ранице выработанного пространства и ее 20 проекцией на горизонтальную плоскость определяли иэ выражения

tg P1 =- tg (1/I — а. ) со s p;, откуда угол j)I = 51 .

Длину вспомогательных скважин рассчи1ывали по формуле

M slrI (ф — а )

1 (sirI 1p s1п р1 где М вЂ” расстояние до наибг;ее удаленно-о дегазируемого пласта, отдающего газ в B Iработан:Ioe просранство участка, м, Длина вспс ггательных скважин 3 сос.авила 54 м. Угол наклона гаэоотсасывающих скважин к горизонту j1", определяли по формуле

g h + H s in д . — а ) (скво $1п у где h -л ощность непосредственной кровли, м;

tjf- угол разгрузки подрабатываемых пород, отсчитываемый от плоскости напластования, градус;

Q — угол и дения пласта. градус;

1ск а — длина скважины, м. г1РИ h= 17 м; 1 = б5 ; rx - 7; 1с, =-100 м: о 45

yron наклона скважин к гориsolII у /3z= 14, Углы разворота гаэоотсасывающих скважин, отсчитываемыв в горизонтальной плоскости между проекциями скважин и линии и щения пласта, определяли следующим образом. Угол разворота средней скважины в кусте рассчитывают по формуле со- уев (, п1 + 0 ) со$ (т/ — а ) (скв2 $!п фсо$ j%

У.-nn p z сcоoсcтtавляет 81 . Уггы разворота боковых газоотсасывающих ск ажин составляют 78 и 84 . ким ойразом, для вспомогательных скважин 3 угон разворота в горизонтальной плоскости составлял 9 . Угол наклона к горизонту 51, длина скважин 54 м; расстояние между скважинами, определенное по опытным данным 15 м. Для газоотсасывающих скважин 5 углы разворота были равны 78, 81 и 84, угол наклона к горизонту 14О, длина скважин 100 м: расстояние между кустами сква,кин 60 M. Разрежение на устьях газоотсасывающих скважин.н 80-100 мл1,рт.ст, (осл:= бурения вспомогательных скважин их чстья геометизировались.

В процессе гедения очистных работ гззовье коллекторы разгружались от горного давления 41етан, выделяющийся из сближенных пластов и вмещающих пород, поступал по вспомогательным скважинам в сторону очистного забоя. В области аэродинамического влияния газоотсасывающих скважин 5 метан, поступающии по скважинам 3, улавливали скважинами 5 и по ним отводили в дегазационный газопровод 7.

cDoрмynа изобретения

1, Способ дегазации углевмещающей толщ1 выработанного пространства, включэющии аурение газоотсасывающих скважин с разворотом в сторону выработанного пространства лавы. Их герме1изац о, подключение к де азационному газопроводу и отсос газа.отл ича ющийсятем,чтосцелью повышения эффективности дегазации и предотвращения скоплений метана на сопряжении вавы с погашаемой вентиляционной выработкой, до момента разгрузки углевмеща oùå, толщи дополнительно бурят вспомогательные скважины до пересечения ими газоотдающих коллекторов, изолируют вспомогате. ь-:ые скважины от атмосферы выработки, а газоотсасывающие скважины бурят перакрестно к вспомогательным, при этом метан. поступающий во все скважины, удаляют через газоотсасывающие скважины.

", Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения аэродинамической связи между газоотсасывающими и вспол1огательными скважинами на участках, включающих монолитные вмещающие породы. интенсифицируют процесс трещинообразования путем торпедирования вмещающих пород.

1652620

7 2

®02. 2

1652620

Ь-Б

Фиг. Ф

Составитель И. Федяева

Техред М.Моргентал Корректор И, Муска .

Редактор С. Лисина

Заказ 1757 Тираж 289 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэооретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдательский ком0инат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101