Способ предотвращения геодинамических явлений при подземной разработке газоносного угольного пласта

Авторы патента:

E21F7/00 - Способы или устройства для отсасывания рудничных газов без последующего использования или с использованием этих газов для каких-либо целей

Владельцы патента RU 2539074:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке газоносных угольных пластов в условиях проявления опасных геодинамических явлений. Предложен способ предотвращения геодинамических явлений при подземной разработке газоносного угольного пласта, включающий бурение в пласт дегазационной скважины, формирование каналов проницаемости вокруг скважины, удаление воды и извлечение метана. В процессе дегазации пласта осуществляют периодическое закрытие и открытие устья скважины. При этом закрытие осуществляют на время до 1…3 суток, а длительность открытия ограничивают временем до достижения минимального дебита метана в предыдущем периоде. Кроме того, в дегазационные скважины с нулевым дебитом перед первым периодом закрытия нагнетают воздух под абсолютным давлением более 6 бар - для создания стартовых каналов проницаемости. Техническим результатом является повышение дебита метана из скважины в 10-15 раз, сокращение длительности подготовки особо опасного пласта к отработке за счет интенсификации процесса дегазации и снижение газоносности в 2-3 раза и релаксации аномальных напряжений горного давления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке газоносных угольных пластов в условиях вероятности проявления опасных геодинамических явлений.

Известен способ предотвращения геодинамических явлений при подземной разработке газоносного угольного пласта, включающий бурение в пласт дегазационной скважины, формирование каналов проницаемости вокруг скважины методом гидравлического воздействия, удаление воды ниже подошвы пласта и извлечение метана [1].

В известном способе в угольном пласте под давлением воды осуществляют гидравлический разрыв пласта, в результате чего вокруг скважины формируются трещины и каналы газовой проницаемости, по которым после осушения пласта происходит массоперенос угольного метана в скважину. Понижение газоносности пласта обеспечивает в дальнейшем более безопасные условия при очистных работах и при высоких нагрузках на очистной забой.

Недостатком известного способа являются низкие дебиты метана из скважин и постепенное уменьшение дебитов в течение времени из-за наличия воды в поровом пространстве пласта, постепенного закрытия трещин и каналов газовой проницаемости под действием горного давления, что не позволяет осуществлять эффективную дегазацию пласта в течение короткого времени. По этой причине длительность заблаговременной дегазации составляет 5-6 лет, что снижает инвестиционную привлекательность технологии. Кроме того, гидравлическая дезинтеграция и повышенная трещиноватость породного массива приводит к понижению прочности угольного пласта и вмещающих пород, что требует дополнительных технических мероприятий по поддержанию устойчивости очистных выработок.

Прототипом изобретения является способ предотвращения геодинамических явлений при подземной разработке газоносного угольного пласта, включающий бурение в пласт дегазационной скважины, формирование каналов проницаемости вокруг скважины, удаление воды из пласта и извлечение метана [2].

Недостатком прототипа является то, что в течение времени происходит неуклонное понижение дебита метана из скважины, а также высокая длительность дегазации, требуемая для подготовки разрабатываемого пласта к безопасной отработке. В этом случае для повышения дебита метана, как правило, требуются дополнительные силовые воздействия на пласт с использованием внешних источников энергии.

Задачей изобретения является повышение интенсивности дегазации угольного пласта, снижение величины экстремальных напряжений горного давления в породном массиве и предотвращение опасных геодинамических явлений при подземной разработке угольных пластов с высокими нагрузками на очистной забой.

Это достигается тем, что в способе предотвращения геодинамических явлений при подземной разработке газоносного угольного пласта, включающем бурение в пласт дегазационной скважины, формирование каналов проницаемости вокруг скважины, удаление воды из пласта и извлечение метана, в процессе дегазации пласта осуществляют периодическое закрытие и открытие устья скважины, при этом закрытие осуществляют на время 1…3 суток, а длительность открытия ограничивают временем до достижения минимального дебита метана в предыдущем периоде.

Кроме того, в дегазационные скважины с низким дебитом перед периодом закрытия нагнетают воздух под абсолютным давлением более 6 бар.

На фиг.1 показана первая технологическая схема реализации способа предотвращения геодинамических явлений при подземной разработке угольных пластов, реализующая заблаговременную подготовку пласта к разработке. В угольный пласт 1 пробурена с земной поверхности вертикальная дегазационная скважина 2, на дне которой ниже подошвы пласта 1 располагают погружной насос 3. На контакте угольного пласта 1 и скважины 2 создают полость 4. В процессе откачки воды из скважины 2 в пространстве ниже подошвы пласта 1 формируется депрессионная кривая 5. В процессе дегазации пласта 1 угольный метан перемещается в радиальном направлении 6 к скважине 2. Из скважины 2 насосом 3 откачивают воду 7 и после осушения пласта извлекают газообразный метан 8. На устье скважины 2 предусмотрена запорная арматура 9 для открытия и закрытия скважины 2, расходомер для измерения дебита метана и манометр для измерения давления газа (не показаны). В угольный пласт 1 пробурена горизонтальная дегазационная скважина

На фиг.2 показана вторая технологическая схема реализации способа предотвращения геодинамических явлений при подземной разработке газоносных угольных пластов, обеспечивающая подготовку выемочного столба к высокопроизводительным очистным работам. В угольный пласт 1 пробурена из подземной выработки горизонтальная (или восходящая, не показано) дегазационная скважина 2. Устье скважины 2 оборудовано устьевой герметичной трубой 3. На контакте угольного пласта 1 и скважины 2 создают стартовые каналы проницаемости 4, например, в процессе бурения скважины 2 посредством бурового инструмента и под действием естественного горного давления. Избыточная вода истекает из пласта через скважину 2 под собственным весом, а также перемещается из пласта вниз к шахтной системе водопонижения (не показано). В процессе дегазации пласта 1 угольный метан перемещается из пласта 1 к скважине 2. Скважина 2 подключена к шахтному трубопроводу 5, по которому угольный метан в режиме отсоса удаляют из шахты. В скважине 2 на устьевой герметичной трубе 3 установлена запорная арматура в виде вентиля 6 для открытия и закрытия скважины 2, расходомера 7 для измерения дебита метана и манометра 8 для измерения давления газа. Для увеличения стартовых каналов проницаемости 4, в скважинах с нулевым или низким дебитом метана используют энергию сжатого воздуха из шахтного трубопровода 9, проложенного в подземной выработке.

На фиг.3 показан режим реализации способа. После удаления воды из пласта в полость скважины с атмосферным давлением P₀ начинает поступать метан. Дебит метана G₁ из устья дегазационной скважины с течением времени понижается (фиг.2а). В момент времени t₁ устье скважины закрывают и открывают в момент времени t₂. В течение времени (t₂-t₁) давление в скважине возрастает от атмосферного P₀ до величины P₁ (фиг.2б). После открытия скважины из нее под избыточным давлением истекает метан с дебитом G₃, превышающем дебит G₁ в предыдущем периоде. Повышенный дебит метана поддерживается до момента времени t₃. При стабилизации дебита метана скважину снова перекрывают и режим повторяют. Таким образом, на всех последующих режимах реализуются кривые дебита G₅, …, G_n, G_n+2, при этом минимум каждого последующего дебита превышает минимум дебита в предыдущем режиме.

Способ предотвращения геодинамических явлений при подземной разработке угольных пластов осуществляют следующим образом.

По первой технологической схеме (фиг.1) в газоносный угольный пласт 1 бурят дегазационную скважину 2 ниже подошвы пласта. Ствол скважины 2 выше кровли пласта 1 обсаживают металлической трубой и цементируют. Участок ствола скважины 2 непосредственно в пласте 1 расширяют, например, с помощью напорной гидравлической струи (не показано). Ствол скважины 2 ниже подошвы пласта укрепляют перфорированной трубой (не показано) и на дне устанавливают погружной насос 3. Устье скважины 2 оборудуют запорной арматурой 9, содержащей вентиль для закрытия и открытия скважины, манометр для измерения давления и расходомер газа (не показано). После обустройства скважины 2 включают насос 3 и откачивают воду. После осушения пласта 1 примерно через 3 месяца в скважину 2 начинает поступать угольный метан с дебитом G1, величина которого постепенно понижается и стабилизируется во времени, что обусловлено частичным закрытием каналов газовой проницаемости в угольном пласте под действием горного давления и уменьшением пластового давления газа в зоне питания пласта. В момент времени t₁ скважину 2 закрывают на время (1…3) суток. При этом давление в скважине возрастает от начального атмосферного давления Р₀=1 бар до величины P₁ более 6 бар. После этого устье скважины 2 открывают и измеряют в течение времени расходомером дебит метана. В момент времени t₃, при очередной стабилизации дебита метана G₂, скважину 2 закрывают. Как правило, длительность периода свободного истечения метана из скважины не превышает 30 суток.

По второй технологической схеме (фиг.2) в газоносный угольный пласт 1 бурят горизонтальную дегазационную скважину 2. Устье скважины 2 обсаживают трубой 3, коаксиальное пространство между трубой 3 и пластом 1 герметизируют. Вокруг скважины 2 в пласте 1 создают стартовые каналы проницаемости 4, которые естественно формируются как в процессе бурения скважины 2, так и под действием концентрации напряжений горного давления. Устьевую трубу 3 скважины 2 оборудуют арматурой, включающей запорный вентиль 6, расходомер 7 и манометр 8. В скважину 2 из пласта 1 поступает угольный метан с дебитом G₁, величина которого с течением времени понижается и стабилизируется. В момент времени t₁ устьевую трубу 3 скважины 2 закрывают вентилем 6 на время (1…3) суток. При этом давление в скважине 2, измеряемое манометром 8, возрастает от начального атмосферного давления порядка P₀=1 бар до величины P₁ более 6 бар. После этого устье скважины 2 открывают и измеряют в течение времени расходомером 7 дебит метана. В момент времени t₃, при очередной стабилизации дебита метана G₂, как правило, через 30 суток, скважину 2 закрывают. С течением времени после многократного периодического закрытия и открытия устья скважины 2 происходит увеличение зоны 10 повышенной проницаемости угольного пласта 1 с эффектом релаксации экстремальных напряжений горного давления.

В низкопроницаемых угольных пластах в первой (фиг.1) и второй (фиг.2) технологических схемах возможна ситуация, когда начальный дебит метана из дегазационной скважин 2 практически равен нулю. В данном случае в угольном пласте 1 вокруг скважин 2 формируют дополнительные стартовые каналы газовой проницаемости. В дегазационные скважины 2 с низким дебитом метана перед периодом закрытия нагнетают воздух под абсолютным давлением более 6 бар, величина которого достаточна для формирования и расширения стартовых трещин вокруг скважины. На фиг.2 показан вариант использования энергии сжатого воздуха с давлением (6…10) бар и более из шахтного трубопровода 9. В скважину 2 нагнетают воздух, устье закрывают вентилем 6 на время (1…3) суток, после чего скважину 2 открывают для свободного истечения метано-воздушной смеси. При этом в течение последующего времени порядка 30 суток из скважины истекает метан с повышенным дебитом. В результате этой технологической операции вокруг скважины формируются стартовые каналы проницаемости, которые в дальнейшем непрерывно расширяются в радиальном направлении, обеспечивая больший объем дегазации.

Периодическое открытие и закрытие устья дегазационных скважин приводит к повышению дебитов метана, что способствует более интенсивной дегазации и предотвращает опасные геодинамических явления при подземной разработке угольных пластов.

Физической основой процесса нарастания дебитов метана является эффект сорбционной деформации угля: при десорбции метана происходит усадка угля, а при сорбции - "набухание" (расширение) угля. Исходя из физики процесса деформирования угля следует, что при перепадах абсолютного давления газа от 1 до 6 бар возникают усадочные напряжения, достигающие величин предельной прочности угля при сдвиговых деформациях, что приводит к появлению и развитию микро- и макротрещин в угольном пласте. Таким образом, в процессе дегазации пласта процесс десорбции метана через механизм усадки и "набухания" приводит к увеличению каналов газопроницаемости и увеличению дебита. Постепенное уменьшение во времени проницаемости угля под действием сжимающего горного давления компенсируется в периодах открытия и закрытия скважин. Характерно, что наиболее интенсивно сорбционные деформации происходят именно в углях, склонных к выбросам [Большинский М.И., Лисиков Б.А., Каплюхин А.А. Газодинамические явления в шахтах. Монография. - Севастополь: "Вебер", 2003, с.131]. Сорбционное расширение выбросоопасного угля приводит к появлению дополнительных механических напряжений, которые в комбинации с аномальными напряжениями горного давления обеспечивают рост микротрещин в угольном пласте. При этом наряду с повышением проницаемости угля происходит еще один важный процесс - это релаксации высоких напряжений горного давления. Многократное периодическое открытие и закрытие устья скважины увеличивает дебит метана, повышает проницаемость угольного пласта, снижает газоносность и уменьшает экстремальные напряжения горного давления, что в целом приводит к благоприятным условиям при высокопроизводительной отработке угольных пластов в зонах проявления опасных геодинамических явлений.

Пример реализации способа №1. На шахте им. С.М. Кирова ОАО «СУЭК Кузбасс», сверхкатегорной по метану, разрабатывают по технологии длинными столбами угольный пласт «Поленовский» мощностью 1,7 м, газоносностью 14-16 м³/т. С глубины более 250 м пласт относится к угрожаемым по горным ударам. Для предотвращения геодинамических явлений проводят заблаговременную дегазацию пласта, чтобы ликвидировать угрозу вспышек метана и уменьшить в пласте экстремальные напряжения горного давления. С земной поверхности в угольный пласт бурят вертикальные скважины диаметром 229 мм, обсаживают их металлическими трубами внешним диаметром 180 мм, цементируют коаксиальное пространство между трубой и скважиной. Скважину на контакте с угольным пластом расширяют мощной гидравлической струей под давлением 400-500 бар до диаметра 1-1,5 м. Скважина пробурена на глубину 5 м ниже подошвы пласта. На дне скважины устанавливают погружной водяной насос и регулярно откачивают воду. Через месяц после начала откачки воды в скважину поступает метан с дебитом 0,1 м³/мин. Для интенсификации дегазации пласта устье скважины закрывают на 2 суток, в течение которых абсолютное давление метана в скважине повышается до величины 7 бар. После этого скважину открывают и из скважины под собственным давлением истекает метан с начальным дебитом 1,5 м³/мин. Через 20 суток дебит метана понижается до 0,2 м³/мин и его величина во времени стабилизируется. Далее закрывают устье скважины также на время 2 суток, а затем открывают. Следующий период закрытия скважины реализуется при установившемся дебите 0,3 м³/мин. Далее процессы открытия и закрытия скважины повторяют. В течение года эксплуатации дегазационной скважины установившийся дебит метана составляет 2,2 м³/мин, а через два года - 3,1 м³/мин. Таким образом, практически через три года эксплуатации дегазационной скважины в радиусе 50 м газоносность пласта понижается до величины 6 м³/т, что позволяет в последующем производить очистные работы с высокой производительностью 10-15 тыс. т/сут в безопасных геодинамических условиях. В случае низкого дебита метана в скважине инициируют стартовые трещины путем подачи воздуха под давлением более 6 бар. В дальнейшем режим закрытия и открытия устья дегазационных скважин выдерживают аналогично первому варианту, достигая в конечном итоге такие же удовлетворительные условия дегазации.

Пример реализации способа №2. На шахте им. С.М. Кирова ОАО «СУЭК Кузбасс», при отработке угольного пласта «Поленовский» проводят текущую дегазацию, при которой в пласт бурят скважины из оконтуривающих выработок. Длина дегазационных скважин 120 м, диаметр 76 мм. Начальный дебит метана из скважины составляет 5 л/мин. Закрытие скважины на двое суток приводит к повышению абсолютного давления метана в полости скважины до величины (6…7) бар. После первого открытия скважины из нее истекает метан с максимальным дебитом 15 л/мин, а через 20 суток дебит метана понижается до величины 8 л/мин и стабилизируется. Следующее закрытие скважины приводит к увеличению дебита до 25 л/мин, а стабилизация достигается при 10 л/мин. Реализация способа в течение года в режиме периодического закрытия и открытия устья скважины приводит к устойчивому повышению дебита метана в пределах (40…45) л/мин, что позволяет расширить радиус дегазации пласта вокруг скважины до 8 м при удельном съеме метана 6 м³/т. При реализации способа происходит геодинамическая разгрузка опасного участка пласта от экстремального горного давления, что позволяет в последующем производить очистные работы с высокой производительностью 10-15 тыс. т/сут в безопасных геодинамических условиях.

Источники информации

1. Сластунов С.В. Заблаговременная дегазация и добыча метана из угольных месторождений. - М.: Изд-во МГГУ, 1996,с.56-60.

2. Патент РФ №2278978, кл. E21F 7/00, E21F 5/00 от 29.07.1997 (прототип).

1. Способ предотвращения геодинамических явлений при подземной разработке газоносного угольного пласта, включающий бурение в пласт дегазационной скважины, формирование каналов проницаемости вокруг скважины, удаление воды из пласта и извлечение метана, отличающийся тем, что в процессе дегазации пласта осуществляют периодическое закрытие и открытие устья скважины, при этом закрытие осуществляют на время 1…3 суток, а длительность открытия ограничивают временем до достижения минимального дебита метана в предыдущем периоде.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в дегазационные скважины с низким дебитом перед периодом закрытия нагнетают воздух под абсолютным давлением более 6 бар.

Изобретение относится к области горного дела, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для безопасной проходки горной выработки по выбросоопасному пласту по газодинамическому и газовому факторам.

Способ определения путей фильтрации рудничного воздуха в шахтах // 2536518

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к обеспечению безопасности при ведении работ в условиях шахт, и может быть использовано для определения путей фильтрации рудничного воздуха.

Способ предварительной дегазации угольного пласта // 2534881

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предварительной дегазации разрабатываемых угольных пластов. Техническим результатом является уменьшение выделения пыли и газа в очистной забой за счет интенсивного увлажнения призабойной части разрабатываемого угольного пласта и снижение трудоемкости процесса ликвидации отработавшей скважины.

Способ дегазации сближенного угольного пласта на участках ведения очистных работ // 2533479

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для извлечения газов из сближенных пластов и выработанного пространства в условиях отработки метаноносных пластов угля.

Способ управления метановыделением на выемочном участке при камерно-столбовой системе разработки угольного пласта // 2533464

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано при камерно-столбовой системе разработки метаноносных угольных пластов. Техническим результатом является повышение безопасности ведения горных работ при разработке газоносных угольных пластов за счет эффективного проветривания выработок.

Способ определения газокинетических характеристик угольного пласта // 2526962

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения газоносности пласта, динамики давления и температуры выделяющегося из угля газа в изолированном объеме при различных значениях остаточной газоносности и сорбционной метаноемкости.

Щиток контроля газовыделения с поверхности обнажения угольного пласта // 2526432

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для мониторинга газовыделения с поверхности обнажения метаноносных угольных в горные выработки угольных шахт.

Способ интенсификации добычи природного газа из угольных пластов через скважины // 2524583

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов с целью повышения безопасности работ в шахтах, а также для добычи метана из угольных пластов через скважины, пробуренные с поверхности или из горных выработок.

Способ разработки газоносной свиты угольных пластов // 2522583

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для отработки свиты газоносных пластов. Техническим результатом является повышение безопасности и снижение затрат на дегазацию при разработке газоносных пластов.

Способ добычи метана из угольных пластов // 2521098

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при добыче метана из угольных пластов. Способ включает бурение или вскрытие старой вертикальной скважины в месте метано-угольной залежи, определение мощности пласта в разрезе скважины, определение марочного состава углей, подведение к метано-угольной залежи через рабочий интервал вертикальной скважины источника периодических направленных коротких импульсов высокого давления и воздействие на пласт энергией плазмы, образуемой взрывом калиброванного металлического проводника, в виде периодических направленных коротких импульсов высокого давления.

Способ ударно-волнового разрушения угольного пласта через скважины пробуренные из горных выработок // 2540709

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов. Техническим результатом изобретения является развитие равномерной сети трещин и разрушение массива угольного пласта по длине дегазационных скважин за малое время и при использовании минимального количества оборудования. Предложен способ ударно-волнового разрушения угольного пласта через скважины, пробуренные из горных выработок, включающий создание трещин в угольном пласте посредством циклического увеличения и снижения давления жидкости в скважине и воздействие на пласт низкочастотными импульсами давления высокой амплитуды при увеличении давления жидкости в скважине. При этом устье скважины соединяют через быстродействующий клапан с источником воды, находящейся под давлением, и со сливным клапаном. Быстродействующий клапан открывают на время, в течение которого волна движения массы жидкости достигает наиболее отдаленной части скважины, создает гидравлический удар и развивает образующиеся трещины угольного пласта, после закрывания быстродействующего клапана открывают сливной клапан для снижения давления в скважине до величины исходного давления воды. Причем длительность открывания быстродействующего клапана и частоту повторения гидроударов выбирают из условия создания трещин в угольном пласте, его разрушения и заполнения наиболее отдаленной части скважины фрагментами разрушенного угольного пласта, создание гидравлических ударов повторяют до заполнения скважины фрагментами разрушенного угольного пласта до устья. 1 ил.

Комплексный способ предварительной дегазации рабочего угольного пласта, выработанного пространства и пластов-спутников и управляемого обрушения тяжелой кровли // 2540750

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной угледобыче. Техническим результатом является повышение безопасности работы в очистном забое в пластах, опасных по газовому фактору. Предложен комплексный способ предварительной дегазации рабочего угольного пласта, выработанного пространства и пластов-спутников и управляемого обрушения тяжёлой кровли, включающий проведение полевых подготовительных выработок - штреков и бремсбергов, затем из дегазационно-торпедных пластовых выработок бурят веера скважин в почву и кровлю пласта, а из передовой пластовой выработки бурят длинные скважины, которые направляют в сторону выработанного пространства, после чего осуществляют передовое торпедирование для создания трещин и производят плавную посадку кровли. При этом комплексность мероприятий включает расположение веерных скважин, общих как для дегазации, так и для торпедирования, а при проведении полевых подготовительных штреков образуют охранные жёстко-податливые целики. Причем скважины, пробуренные в кровле пласта, являются дегазационно-торпедными и их располагают в таком порядке, при котором обеспечивают посредством передового торпедирования образование трещин для продольного обрушения по линии, проходящей параллельно лаве. Помимо передового торпедирования осуществляют отстающее, посредством которого производят поперечное обрушение блоков по линии, перпендикулярной лаве. А дегазацию выработанного пространства до обрушения в его верхней части осуществляют через сохранившиеся наполовину лавы скважины. 6 ил.

Способ прогноза газового баланса очистного забоя // 2541342

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для прогноза газообильности очистного забоя по источникам метана в призабойном пространстве при работе углеразрушающего механизма (комбайн, струга и пр.). Предложен способ прогноза газового баланса очистного забоя, включающий измерение объемов добываемого угля и интенсивности газовыделения, установление зависимости между измеренными величинами и определение показателя газоотдачи отрабатываемого пласта. При этом указанные измерения производят в каждую смену по добыче угля, а показатель газоотдачи пласта определяют по интенсивности наибольшего газовыделения во время циклов отбойки измеренного угля. Причем долю газового баланса отрабатываемого пласта в призабойное пространство устанавливают отношением интенсивности наибольшего газовыделения из пласта и интенсивности газовыделения очистного забоя. Предложенный способ позволит повысить достоверность прогноза газовыделения из источников выделения газов в призабойное пространство очистного забоя и обоснованно рекомендовать способы и параметры дегазации отрабатываемого пласта и выработанного пространства, обеспечивая тем самым нормативные параметры рудничного воздуха в забое лавы и на выемочном участке.

Способ определения протяженности зоны опорного давления от очистного забоя // 2541343

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности. Техническим результатом является повышение точности определения протяженности зоны опорного давления от очистного забоя. Предложен способ определения протяженности зоны опорного давления от очистного забоя, включающий проведение подготовительных выработок, отработку угольного пласта очистным забоем, бурение дегазационной скважины, герметизацию ее устья от рудничной атмосферы, измерение интенсивности газовыделения из скважины при ее переходе из зоны природной проницаемости пласта в зону опорного давления от очистного забоя. При этом скважину в неразгруженном массиве пласта бурят до границы опорного давления от противоположной выработки, а устье скважины герметизируют на глубину зоны опорного давления от выработки, из которой она пробурена. Причем протяженность зоны опорного давления от очистного забоя устанавливают по расстоянию между зонами начала пригрузки пласта и начала его разгрузки от горного давления.

Способ воздействия на угольный пласт через скважины, пробуренные из горных выработок // 2547873

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для дегазации угольных пластов. Техническим результатом является повышение эффективности дегазации угольного пласта. Предложен способ воздействия на угольный пласт через скважины, пробуренные из горных выработок, включающий гидравлический разрыв пласта и последующее развитие образовавшихся трещин путем продувки воздухом. При этом гидроразрыв осуществляют путем изоляции пакерами участка скважины с последующей порционной закачкой воды в изолированный участок со скоростью и под давлением, достаточными для гидроразрыва пласта. Закачку порций воды повторяют до появления начальных трещин гидроразрыва. Затем откачивают воду из скважины и закачивают воздух объемом, достаточным для развития сети трещин гидроразрыва. Создание сети трещин гидроразрыва повторяют на участках скважины по всей ее длине через промежутки, определяемые геологическими условиями и заданным уровнем дегазации. 1 ил.

Способ ликвидации метанообильной шахты // 2549659

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для извлечения шахтного метана в процессе и после ликвидации метанообильной шахты. Техническим результатом является увеличение срока работы дегазационных скважин и повышение объемов извлекаемого метана, пригодного для утилизации. Предложен способ извлечения метана при ликвидации метанообильной шахты, включающий прекращение работ по добыче угля в очистном забое, изоляцию участковых выработок, проведение и герметизацию устьев скважин, подсоединение скважин к дегазационному трубопроводу и извлечение метана. При этом скважины проводят из выработки вблизи демонтажной камеры над целиком угля в свободное пространство обрушенных пород основной кровли остановленного очистного забоя, скважины подсоединяют к магистральному дегазационному трубопроводу и метан извлекают до изоляции участковых выработок и после изоляции шахты.

Способ определения газоотдачи разрабатываемого пласта в очистной забой // 2553121

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности. Техническим результатом является повышение точности определения газоотдачи разрабатываемого пласта. Предложен способ определения газоотдачи разрабатываемого пласта в очистной забой, заключающийся в измерении объемов добываемого комбайном угля и интенсивности метановыделения в призабойное пространство очистного забоя, установлении связи между измеренными величинами и определении показателя газоотдачи пласта в призабойное пространство очистного забоя. При этом объемы добываемого угля и интенсивность метановыделения измеряют на участке пласта за пределами зоны его естественной дегазации монтажной камерой и до первой посадки основной кровли, при этом используют данные объемов добываемого угля, превышающие средние их величины в период наблюдения. А показатель газоотдачи пласта в очистной забой определяют по величине коэффициента при объеме добытого угля в выявленной связи между измеренными величинами в процессе работы комбайна по отбойке угля.

Способ улавливания метана при отработке угольных пластов с помощью механизированного комплекса // 2553699

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке полезного ископаемого. Способ улавливания метана при отработке угольных пластов с помощью механизированного комплекса включает отработку угольного пласта с использованием секций механизированной крепи с коробчатыми верхними перекрытиями забойного конвейера и комбайна. Одновременно с выемкой угля, его транспортировкой по забою и подготовительным выработкам, через отверстия в коробчатых верхних перекрытиях и телескопические патрубки, осуществляют отсос метана. Из очистного забоя все коробчатые верхние перекрытия секций соединены между собой гофрированными патрубками определенной длины, равной шагу передвижки механизированной крепи. Изобретение позволяет осуществить комплексное и рациональное использования угля в недрах за счет попутной эффективной добычи метана, снизить себестоимость угля, обеспечить безопасную разработку полезного ископаемого. 3 ил.

Установка для подготовки шахтного метана к утилизации // 2557289

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано при подготовке шахтного метана к утилизации различными потребителями. Техническим результатом является повышение эффективности работы установки подготовки шахтного метана к утилизации, путем обеспечения возможности предварительного разделения утилизируемых каптируемых метановоздушных смесей, и повышение безопасности работы установки. Предложена установка для подготовки шахтного метана к утилизации, содержащая влагоотделитель, фильтр мокрой очистки газа, устройства контроля содержания метана в газовой смеси и давления, смеситель, устройства защиты от аварийных режимов, трубопроводы подачи газовой смеси и каптированного газа и системы регулирования концентрации метана с газоанализатором и регулятором концентрации газа, первичную демпфирующую емкость, установленную в линии подачи каптированного газа перед смесителем, и вторичную демпфирующую емкость, установленную после смесителя в линии подачи потребителю газовой смеси, входной трубопровод с воздухозаборником, газоанализатор, соединенный с регулятором концентрации газа, одоратор, соединенный со смесителем и регулятором концентрации газа посредством регулирующей задвижки, регулятор-стабилизатор давления и дополнительные регулирующие задвижки и отсечной клапан, установленные на входном трубопроводе между воздухозаборником и смесителем. Кроме того, установка снабжена кассетой с разделительными мембранами, установленной между нагнетательным и напорным трубопроводами, и имеет вентиляторное приспособление, соединенное с газопроводом для забора метановоздушной смеси из шахты, при этом влагоотделитель, фильтр мокрой очистки газа установлены перед кассетой с разделительными мембранами. 1 ил.

Способ извлечения метана из угольного пласта // 2562353

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для извлечения метана из угольного пласта. Способ включает вскрытие угольного пласта скважиной с поверхности, обсадку ее трубами, тампонаж затрубного пространства, перфорацию обсадной колонны, гидрорасчленение пласта, выдержку рабочей жидкости в пласте и оттеснение ее из фильтрующих трещин в дальнюю зону пласта, извлечение метана в режиме самоистечения до истощения скважины. При этом с целью доизвлечения метана в пласт закачивают озон, обладающий большей эффективностью замещения по объему десорбируемого метана, чем азот, воздух, окись углерода и углекислый газ, в объеме, определяемом по специальной формуле. Техническим результатом изобретения является более полное извлечение метана из угольных пластов. 1 ил.