Способ гидроразрыва породного массива

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 32 ( 1 Е 5/О ЫЙ КОМИТЕТИЯМ И ОТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВ ПО ИЗОБРЕТ ПРИ ГКНТ СС Дф Ф Ф Г К ПОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВ бочую скважину (С), обустраивают ее устьевой арматурой и соединяют с насосом и питающим трубопроводом, Затем подают в систему и нагнетают в С рабочую жидкость и возбуждают в ней упругие колебания, Причем вначале предварительного приведения ГМ в колебательное состояние воздействуют частотой в диапазоне 60 - 1500 Гц. Затем воздействуют частотой, равной частоте колебаний ГМ, до достижения эффекта гидрораэрыва. После определения основной частоты воздействия на ГМ на удалении от рабочей С 3 - 5 длин волн основной частоты бурят дополнительные С. Размещают в них невзрывные пневматические источники(НПИ). Определяют в ГМ векторы максимальных главных напряжений и в направлении их действия ориентируют оси НПИ. Параметры для НПИ задают одинаковыми, По истечении необходимого времени НПИ выключают и пе(21) 4705490/03.(56) йоде КУ, Принципы проектирования гидрораэрыва, основанного на анализе давления - ЯРЕ Ргоб. Епя., 1988, 1, М 3, с.22 - 30,Авторское свидетельство СССР М 1165801, кл. Е 21 Р 5/00, 1983.(54) СПОСОБ ГИДРОРАЗРЫВА ПОРОДНОГО МАССИВА(57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для предотвращения внезапных выбросов угля, породы и газа. Цель изобретения - повышение эффективности и безопасности работ по проведению гидро- разрыва породного массива путем увеличения проницаемости горного массива (ГМ) и его газоносности, Для этого в ГМ бурят раремещают на новое место. 5 э.п,ф-лы, 1 ил давления, электрорабочая скважинаными в ней средствления и максималглавные напряженСпособ осущес Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для предотвращения внезапных выбросов угля, породы и газа.Цель изобретения - повышение эффективности и безопасности работ по проведению гидроразрыва породного массиваем увеличения проницаемости массива и гаэоносности,На чертеже приведена схема для иллюстрации предлагаемого способа.На схеме показаны горный массив 1, горная выработка 2, скважины 3 с размещенными в них невэрывными пневматическими источниками 4 и встроенными в них тенэодатчиками 5, компрессор б высокого эом,С помощью датчипород, устанавливаемыделяют поле напряженв породном массиве,вызывать колебания ибочую скважину 8,В выработке, нахгоризонте, где пробурна, бурят скважины 3 ния горных ине 9, опреные векторым требуется вмещает раов давл пут его х в скважй и глав в которо который ящеися на том жена рабочая скважи 500 - 700 мм и глуОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИ647157 А 1 нный пульт 7 управления, , скважина 9 с размещенами контроля горного равное О и минимальное и. ия в породном массиве. твляют следующим обра 1647157биной 7 - 12 м и размещают в них невзрыв- Работу группы источников контролируные пневматические источники 4 в один ют геомеханическими методами исследоваряд, причем направление воздействия ний,совпадает с одним из главных напряжением Воздействуя на породный массив вибв породном массиве основной выработки 2, 5 рационными нагрузками, измеряют его нат.е,источники 4 устанавливаютв.плоскости, пряженно-деформированное состояние и проходящей через линию действия макси- придастижении в нем напряжений, не премального главного напряжения. вышаюших.0,5 от разрушающих, начинаютподавать под давлением в скважину 8 рабоМаксимальный диаметр и глубины сква чую жидкость с добавкой 1 чистого кварцежины для размещения невзрывныхпневма- вого песка с размерами частиц 1 - 10 мм. тических источников выбирают,.исходя из Таким образом, массив обрабатывается оптимальных условий возбуждения сейсми- вибрационными нагрузками в широком дических колебаний нэ частотах 60 - 1800 Гц,апазоне частот 60 - 1500 Гц, что способстпри которых имеет местомаксимэльная "зэ вует повышению проницаемости горных качка" упругой энергии в тело ганой выра- пород и эффективности способа,ботки и составляющая 3 - 16 энергии, . Оо йстечении необходимого времени поступающей в источник от компрессора: невзрывийе сейсмические источники вывысокого давления 6- до 300 этм Глубина ключают и перемевцают на новое место, скважины 3 оптимальна величинедааления, 20 предаэрительно пробурив для них скважиобеспечиваемого столбом материала упру- ны или оставляют на старом,. если сохраняговязкого тела, которымзэполняютсэважи- ется возможность повторного воздействия ну после установки в ней источника 4, и нэ породный массив и достижения в нем определенной в зависимости от частоты йз- необходимого аффекта.лучения источника и состэеляющей для 2диапазона частот 60- 19 Ю Гц 7-.12 м. Формула изобретения Скважины 3 бурят на расстоянии З-Б длин 1, Сехабгидрорэзрыеепородногомасволн основной частоты, излучаемой в йас- сиза, вклкчаещий бурение в горный массив сив 1, что составляет около 300 м. Нэ таких . рвбочЕй скважины, устройство ее устьевой удайениях поле упругих йапряжений от йс-. 30 арматурой, соединение ее с насосом и питаточника равномерно,ащим трубойроводам, подачу в систему инагнетание в скважину рабочей жидкости,Время воздействия группы источников,возруждфюе в ней упругих колебаний, о тдо приведения массива в неудэроопеснее, а й ч а р щ и йс я тем, что. с целью повыаесостоя ние, регулируемое посредставм Зб ния эффвктивнера и безопасности рэботпо электронного управления 7 с использовано- проввдевюгщцараэрыва породного массием электрических сигналов с тензщртчикщее путемувюмчения проницаемости горного 5, встроенных в источник и преобразующих мэеэивэи вго.гэзойосиеети, определяют осдавление сжатогоаоздухэ:в сигнал, зависит нрвнувчэетоту воздействия нэ горный мас- от обводненности массива и напряжеинща 46 сив и на удэленйи ет рабочей скважины состояния породного массива., Э - . 5 две вели есиовной частоты бурятП аесЮ и Ш: 3 иников амплитуду колебэний поднимают от йеэзрывйые пйеюмэтзиеские источники, в минимального до максимального уреея, .врйвм масейее ацидеюот векторы макси- определяемого уровнем достижений нэпря-. 45 малцаарвайык напряжений иосиуказанных жений в породном массиве, равном О;5 от юсточееие ариеитируют в направлении их разруаающих, с таким условием, чтобы не, действия, при этом параметры вибровозвызывэть динамических проявлений гор- действия для иевзрывных пневматических ного давления. Колебания вызывают в по- источников задают одинаковыми, а воздейродном массиве относительную подвижку 50 ствие йэ горный массив ведут поэтапно, структурных элементов,. частичную дегаза- вначале дЛя предварительного приведения цию горного массива - истечение газов гориегомэссивавкоаебательноесостояние из пор и трещин пород при изменении воздействуют частотой в диапазоне 60 - проницаемости горного массива, пере гц,азатемвоздействуютчастотой,равраспределения поля напряжений на пути 55 ной частоте колебаний горного массива до распространения колебаний и уменьшения достижения эффекта гидроразрыва, динамики проявления горного. давления. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я Этиявленияимеютместокаквслучаерабо- . тем, что во время вибровоздействия ведут ты одиночного источника, так и при работе ф контроль за напряженным состоянием по- группы источников. родного массива.Заказ 1385 Тираж 291 Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва; Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 10 3. Способ по п 1, от лича ю щи й с я тем, что в рабочую жидкость при нагнетании добавляют 1 чистого кварцевого песка с размерами частиц 1 - 10 мм,4.Способпоп.1,отличающийся тем, что воздействие упругой энергией на горный массив производят в режиме накопления при неизменных контактных условиях.5. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что амплитуду колебаний невэрывных пневматических источников регулируют от минимального уровня до уровня, при котором напряжения в массиве достигнут 0,5 от разрушающих, затем, поддерживая ампли туду колебаний на достигнутом уровне, нагнетают рабочую жидкость в скважину. 6, Способ по п 1, отл и ч а ю щийсятем, частоту воздействия невзрывных пнев матических источников регулируют давлением на них материала упруговяэкого тела.