Способ дегазации угольного пласта
Владельцы патента RU 2756594:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (ИГД СО РАН) (RU)
Заявлен способ дегазации угольного пласта. Изобретение относится к разработке пологопадающих угольных пластов и может быть использовано для их дегазации. Техническим результатом является повышение эффективности дегазации угольного пласта за счет повышения тяги в трубопроводе для откачки газа. Способ включает бурение дегазационных скважин. Проведение из них гидроразрывов угольного пласта. Последующую откачку газа по трубопроводу. Для откачки в трубопроводе создают дополнительную тягу с помощью установленного в нем по меньшей мере одного вентилятора. Вентилятор связан через редуктор с приводным ветродвигателем. Ветродвигатель смонтирован с внешней стороны трубопровода под углом к направлению движения воздушной струи, используемой для проветривания горной выработки. 3 ил.
Техническое решение относится к горному делу, а именно к разработке пологопадающих угольных пластов, и может быть использовано для их дегазации.
Известен способ повышения тяги в дымоходе, который реализуют использованием вытяжного устройства для дымохода дымовой трубы (патент РФ№ 2359172, F23J11/00, опубл. 20.06.2009 г., бюл. № 17),путем создания дополнительной тяги в дымоходе за счет введения в конструкцию устройства ветропривода – ротора и датчика оборотов, помещенных на общей оси с вентилятором и электродвигателем.
Общими признаками с предлагаемым решением являются использование при реализации способа в конструкции устройства вентилятора и ветропривода – ротора, обеспечивающих создание дополнительной тяги в дымоходе.
Недостатком данного способа является то, чторотор и вентилятор установлены соосно, поэтомупотоки воздуха снаружи должны быть перпендикулярны направлению движения теплого воздуха в дымовой трубе, следовательно, при использовании такой конструкции устройства в транзитной части трубопровода в последнем создается дополнительный подсос воздуха, что негативно сказывается на эффективности способа при применении его для дегазации угольного пласта.
Наиболееблизким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ дегазации угольного пласта (патент РФ № 2472940, E21F7/00, опубл. в БИ № 2 от 20.01.2013 г.), включающий бурение дегазационных скважин, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа. При этом дегазационные скважины бурят в обрабатываемом массиве с нижнего штрека на верхний штрек, причем одну из скважин бурят перпендикулярно направлению движения очистного забоя, вторую – под углом к первой скважине, определяемым для каждого угольного пласта индивидуально, и навстречу очистному забою из нижней части нижнего штрека в верхнюю часть верхнего штрека, третью – под углом к первой скважине и в направлении движения очистного забоя из нижней части верхнего штрека в верхнюю часть нижнего штрека, а гидроразрывы проводят, перемещая буровой став в обратном направлении.
Общими признаками этого способа с предлагаемым являются технологические операции его реализации, включающие бурение дегазационных скважин, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа по трубопроводу.
Недостатком этого способа является то, что после гидроразрывов из дегазационных скважин и подключения их к трубопроводу, дебит газа из них естественным способом быстро падает из-за обрушения и схлопывания трещин, истощения угольного массива в области искусственных трещин, поэтому уменьшается давление газа в трубопроводе, что служит причиной низкойэффективности способа.
Проблемой предлагаемого решения являетсяповышение эффективности дегазации угольного пласта за счет повышения тяги в трубопроводе для откачки газа.
Проблема решается тем, что в способе дегазации угольного пласта, включающем бурение дегазационных скважин, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа по трубопроводу, согласно техническому решениюдля откачки газа создают дополнительную тягу в указанном трубопроводе с помощью установленного в нем по меньшей мере одноговентилятора, связанного через редуктор с приводным ветродвигателем, смонтированным с внешнейстороны этого трубопровода под углом к направлению движения воздушной струи, используемой для проветривания горной выработки.
Использованиедля откачки газав трубопроводе, по всей его длине, вентиляторов для повышения в нем давления извлекаемого газа обеспечивает более полную дегазацию угольного пласта, так как в трубопроводе для откачки газа создается дополнительная тяга. Благодаря этому повышается эффективность дегазации угольного пласта за счет увеличения газоотдачи. При этом использование в качестве привода для вентилятора приводного ветродвигателя и монтаж последнего с внешней стороны трубопровода позволяет использовать потоки воздушной струи, используемой для проветривания горной выработки, без дополнительных затрат.Угол установки ветродвигателя к направлению движениявоздушной струи выбирают в зависимости от ее параметров и тяги газа в трубопроводе.
Сущность технического решения поясняется примером реализации способа дегазации угольного пласта и чертежами фиг.1, 2, 3, где на фиг. 1представлена общая схема заложения дегазационныхскважин для реализации данного способа в плане, где большой стрелкой показано направление движения очистного забоя,на фиг. 2 –схема установки вентилятора в трубопроводеи приводного ветродвигателя на нем в увеличенном виде, на фиг. 3 – вид А нафиг. 2.
Способ дегазацииугольного пласта реализуют следующим образом.
В отрабатываемом угольном пласте 1 бурят системудегазационных скважин, как показано на фиг. 1, включающую нормальные дегазационные скважины 2 и наклонные 3 и 4. Далее, по всей длине дегазационных скважин 2, 3, 4 производят гидроразрывы, создающие сеть искусственных трещин5, нижние частидегазационных скважин 2пакеруют, а нижние части дегазационных скважин3, 4 соединяют гибкими шлангами 6. Верхние части дегазационных скважин 2, 3, 4 соединяют с трубопроводом 7, в котором по всей длине установлен, по меньшей мере, один вентилятор8(фиг. 2), который связан через редуктор9 с приводным ветродвигателем 10, оснащенным лопастями 11.Ветродвигатель 10 смонтирован с внешней стороны трубопровода 7под углом к направлению движения воздушной струи 12, используемой для проветривания горной выработки.Угол зависит от еепараметров и тяги в трубопроводе 7. Далее производят откачку газа из угольного пласта 1, при этом под действием потока воздушной струи 12 приводятся в движение лопасти 11 приводного ветродвигателя 10.Крутящий момент через редуктор 9 передают на вентилятор 8 и приводят его во вращение, усиливая тягу в трубопроводе 7.
Способ дегазации угольного пласта, включающий бурение дегзационнных скважин, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа по трубопроводу, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что для откачки газа создают дополнительную тягу в указанном трубопроводе с помощью установленного в нем по меньшей мере одного вентилятора, связнного через редуктора с приводным ветродвигателем, смонтированным с внешней стороны этого трубопровода под углом к направлению движения воздушной струи, используемой для проветривания горной выработки.
