Способ дегазации угольных пластов и выработанного пространства

 

Использование: в горной промышленности для дегазации угольных пластов и выработанного пространства. С поверхности бурят вертикальную скважину, подключают ее к магистральному дегазационному трубопроводу и производят отсос метановоздушной смеси. После перехода через скважину линии очистного забоя и обрушения непосредственной и основной кровель производят проверку скважины мобильной гидровакуумной установкой. При нарушении скважины производят ее раскачку пульсирующим глубоким вакуумом, близким к абсолютному. После восстановления продуктивности скважину вновь подсоединяют к магистральному дегазационному трубопроводу ВНС. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для дегазации угольных пластов и выработанного пространства.

Известен способ дегазации выработанного пространства и сближенных пластов, включающий бурение вертикальной скважины с поверхности, обсадку скважины трубами и отсос газа, при котором обсадку скважины трубами производят до зоны интенсивного смещения горных пород и после вскрытия скважины лавой заполняют нижнюю часть скважины до конца обсадных труб газопроницаемым несжимающимся дисперсным наполнителем, в качестве которого и используют гравий с размером частиц в поперечном сечении 20-30 мм [1] Недостатками данного способа дегазации выработанного пространства и сближенных пластов являются большие затраты средств и труда, связанные с необходимостью заполнения с поверхности каждой дегазационной скважины гравием строго определенного размера и малой эффективностью этого процесса, так как при интенсивном смещении горных пород весьма сложно проконтролировать, и осуществить на практике создание зоны заполненной несжимающимся дисперсным наполнителем, соединенной с дегазационной скважиной, имеющей небольшое поперечное сечение.

Известен также способ дегазации выработанного пространства, включающий бурение вертикальной скважины с поверхности, ее обсадку перфорированными трубами, герметизацию затрубного пространства и извлечение метановоздушной смеси, при котором в выработанном пространстве после перехода линии очистного забоя через скважину под ее забоем выкладывают охранный целик, а в охраняемых породах кровли бурят дегазационные шпуры, соединяющие скважину с выработанным пространством, и через шпуры и скважину осуществляют извлечение метановоздушной смеси из выработанного пространства [2] Недостатками этого способа дегазации выработанного пространства являются большие материальные затраты, связанные с выкладкой охранных целиков под каждой дегазационной скважиной и бурением в охраняемых породах кровли дегазационных шпуров. Кроме того, шпуры имеют малый диаметр и при смещении горных пород происходит их деформация, что нарушает связь скважины с выработанным пространством, следовательно, снижается продолжительность функционирования дегазационной скважины.

Целью изобретения является повышение эффективности и экономичности дегазации путем снижения трудозатрат и увеличения продолжительности функционирования скважины.

Цель достигается тем, что при способе дегазации угольных пластов и выработанного пространства, включающем бурение вертикальной скважины с поверхности, ее обсадку перфорированными трубами, герметизацию затрубного пространства, подключение скважины к магистральному дегазационному трубопроводу вакуумной насосной станции и отсос метановоздушной смеси, после перехода через нее линии очистного забоя и обрушения непосредственной и основной кровель производят проверку продуктивности скважины мобильной гидровакуумной установкой, состоящей из смонтированных на автомашине поршневого насоса, емкости для воды с вертикальной трубой для отвода метановоздушной смеси в атмосферу, гидроэлеватора с патрубком для подключения к дегазационной скважине и напорного и сливного трубопроводов, при этом при нарушении скважины производят ее раскачку путем увеличения подачи воды к гидроэлеватору и доведения величины пульсирующего вакуума до значения 0,98-0,99, а подключение скважины к магистральному дегазационному трубопроводу вакуумной насосной станции осуществляют после восстановления продуктивности скважины.

На чертеже представлена мобильная гидровакуумная установка.

Гидровакуумная установка, смонтированная на автомашине 1, содержит поршневой насос 2, емкость 3 для воды с вертикальной трубой 4 для отвода метановоздушной смеси в атмосферу, гидроэлеватор 5, напорный трубопровод 6 рабочей воды, сливной трубопровод 7, патрубок 8 для подключения гидроэлеватора к дегазационной скважине 9. Использование автомашины в качестве базы обеспечивает установке мобильность, возможность быстрого подъема и подключения к любой дегазационной скважине. Плунжерный насос 2 производит регулируемую пульсирующую подачу рабочей воды на гидроэлеватор 5 и имеет привод от двигателя автомобиля.

Способ реализуют следующим образом.

С поверхности бурится вертикальная дегазационная скважина в отрабатываемый угольный пласт, производится обсадка скважины перфорированными трубами и герметизация затрубного пространства. После этого скважина подсоединяется к магистральному дегазационному трубопроводу вакуумной насосной станции и производится отсос метановоздушной смеси из угольного пласта при помощи водокольцевого вакуум-насоса. По мере подвигания лавы и перехода линии очистного забоя через скважину происходит обрушение непосредственной и основной кровель, нарушается связь скважины с источником газовыделения. Проверка продуктивности скважины проводится мобильной гидровакуумной установкой. Для этого патрубок 8 герметически подсоединяется к дегазационной скважине 9. При включении насоса 2 пульсирующая вода из емкости 3 подается по напорному трубопроводу 6 к гидроэлеватору 5. Поток рабочей воды, вылетая из насадки гидроэлеватора, создает в его приемной камере, патрубке 8 и скважине 9 пульсирующий вакуум, равный 0,4 и по величине соответствующий вакууму, создаваемому водокольцевым вакуум-насосом. Если скважина не нарушена, то за счет разрежения из нее поступает газ-метан. В гидроэлеваторе 5 газ-метан смешивается с потоком рабочей воды и по сливному трубопроводу 7 поступает в емкость 3 для воды. Здесь смесь разделяется на воду и газ-метан. Вода вновь поступает к насосу, а газ через вертикальную трубу 4, установленную на крышке люка емкости, выбрасывается в атмосферу.

При нарушении скважины производится ее раскачка. Для этого увеличивается подача рабочей воды к гидроэлеватору 5, при этом одновременно увеличивается величина пульсирующего вакуума и доводится до значения 0,98-0,99. Под таким глубоким пульсирующим вакуумом скважина находится в течение 2-3 ч, что позволяет восстановить продуктивность нарушенной дегазационной скважины. После раскачки скважина подсоединяется к магистральному дегазационному трубопроводу вакуумной насосной станции и производится извлечение газа из выработанного пространства.

Данный способ применим и для дегазации угольных пластов. При длительном каптаже метана из угольного пласта по вертикальной дегазационной скважине при помощи водокольцевого вакуум-насоса вакуумной насосной станции происходит снижение ее продуктивности, т.е. дегазационная скважина со временем затухает. Периодическая проверка скважины мобильной гидровакуумной установкой и раскачка пульсирующим глубоким вакуумом повышает интенсивность газоотдачи пласта.

Формула изобретения

СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ И ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА, включающий бурение вертикальной скважины с поверхности, ее обсадку перфорированными трубами, герметизацию затрубного пространства, подключение скважины к магистральному дегазационному трубопроводу вакуумной насосной станции и отсос метановоздушной смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности дегазации путем снижения трудозатрат и увеличения продолжительности функционирования скважины, после перехода через нее линии очистного забоя и обрушения непосредственной и основной кровель производят проверку продуктивности скважины мобильной гидровакуумной установкой, состоящей из смонтированных на автомашине поршневого насоса, емкости для воды с вертикальной трубой для отвода метановоздушной смеси в атмосферу, гидроэлеватора с патрубком для подключения к дегазационной скважине и напорного и сливного трубопроводов, при этом при нарушении скважины производят ее раскачку путем увеличения подачи воды к гидроэлеватору и доведения величины пульсирующего вакуума до 0,98 0,99, а подключение скважины к магистральному дегазационному трубопроводу вакуумной насосной станции осуществляют после восстановления продуктивности скважины.

РИСУНКИ

Рисунок 1