Способ дегазации угольного пласта

(51)5 Е 21 Е 7/00 ИЗОБРЕТЕЛЬСТВУ СПИ АВТОРСКОМУ С Макеевский н ститут по безо мышлен ности ,Фридман и Г. чно- сно,Панзопасному ведению х склонных к вне, породы и газа. М.;. Повышение эффекем электрогидравлиа пласт. Сб. Техника труда и горноспаса 1 еИзобрете мышлен ности при разработ бросоопасных 2 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕН ГНОВЕДОМСТВО СССР(71) Государственныйисследовательский инсти работ в горной про(56) Инструкция по бегорных работ на пластэапным выбросам углНедра, 1977, с,83-87.И.В.Сергеев и др,тивности дегазации путческого воздействия нбезапасности, охранательное дело, 1974, М ие относится к горной прои может быть использовано е уголных, в том числе и выпластов с целью их дегаза Целью изобретения является повышение эффективности дегазации угольного пласта путем обеспечения перевода сорбированного углем газа в.свободное состояние.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе дегазации угольного пласта, включающем бурение пластовых скважин, установку в них электродов, заполнение скважин электролитом и подачу напряжения на электроды, скважины бурят за пределы максимума напряжения в зоне опорного давления, при этом электроды размещают по всей длине скважин, а напряжение к электродам подают в течение вре 2(57) Использование: дегазация угольных пластов. Сущность изобретения: пластовые скважины бурят за пределы максимума напряжения в зоне опорного давления. По всей их длине размещают исполнительные органы, на которые подают электроэнергию. Время подачи электроэнергии к исполнителным органам определяют из математического выражения. 1 ил. мени, которое определяют из математкого выраженият= -1хп - хост +К/2 х 024 7 в Р ) (пР-2 хорхостхост Д упЕ 10 В,2 6где О - напряжение, В;рц - количество теплоты, потребляемоепри десорбции 1 см метана, кал/см;ХлР, Хост - СООтВЕтСтВЕННО ПРИРОДНаЯ Иостаточная газоносности угольного пласта,см /г;К - тангенс угла наклона прямой, характеризующей изменение дифференциальнойтеплоты сорбции с изменением сорбиуованного количества метана, кал град/см;у - объемный вес угля, 1,3 г/см;а - мощность пласта, м;Е - расстояние между соседними сквжинами, м:В - электрическое сопротивление блокаугольного пласта, расположенного междусоседними скважинами, Ом;- длина скважины, м,На чертеже представлена общая технологическая схема осуществления способа.Способ осуществляют следующим образом.На участке угольного пласта, например,в лаве 1, из забоя вглубь массива на расстоянии 5-20 м друг от друга в наиболее метаморфизированной пачке угля бурят.скважины 2 диаметром 3244 мм длиной515 м, чтобы ими была пробурена зонаконцентрации напряжений (зона опорного 15давления), В эти скважины на всю длинувводят металлические неполяризующиесяэлектроды 3, концы которых пропущены через эластичные (резиновые) пробки 4, которыми герметизируют устья скважины 2. В 20качестве электрода 3 может служить сталистый канатный прут диаметром 68 мм, покрь 1 тый гальваническим путем слоем меди,цинка или кадмия, При транспортировкеэлектрод 3 необходимой длины сматывается в бухту, а в процессе досылки в скважинуразматывается. Сквозь эластичные пробки4 в скважины 2 пропускают металлическиетрубки 5 с вентилями 6, через которые вскважины нагнетают электролит, 30Вместо эластичных пробок 4 с трубками5 можно испольэовать серийно изготовляемь 1 е на Луганском заводе "Углеприбор" механические газовые затворы ЗГ, В этомслучае в скважину 2 на всю длину вводят 35электрод 3, в устью скважины на глубине0,5-1,0 м устанавливают газозатвор ЗГивращением рукоятки распирают резиновыйманжет, который, увеличиваясь в диаметре,перекрывает сечение скважины, обтекает 40электрод 3 и плотно прижимает участокэлектрода 3 к стенке скважины 2. К выходному штуцеру затвора ЗГподключаютшланг с вентилем, второй конец шлангаподключают к сосуду с электролитом. 45В качестве электролита может быть использован один из следующих растворов:МаО, СаО 2, йа 2 СОз, М 9304, Ма 2504.Электролит в скважину можно нагнетать, например, е помощью герметично закрывающегося сосуда 7, заполненного 10-юи 20-ю литрами электролита и имеющего внижней части два штуцера с клапанами, Кштуцеру 8 с клапаном, запирающим вход всосуд, подключают трубку 5, выходящую из 55скважины 2, а к штуцеру 9, снабженномуклапаном, запирающим выход из сосуда,подключают ручной(например, автомобильный) насос 10, При нагнетании в емкостьвоздуха электролит перегоняется в скважину 2 и обильно смачивают оставшуюся в скважине буровую мелоць, чем создается надежный электрический контакт электрода 3 с угольным пластом, После заполнения скважины 2 электролитом вентиль 6 перекрывается и емкость 7 от трубки 5 отключается, Аналогичным образом герметизируют и заполняют электролитом все остальные скважины, а затем измеряют сопротивление электрическому току блоков пласта, заключенных между соседними скважинами. Затем к электродам 3 подключают электрические кабели 11 таким образом, чтобы на соседние скважины подавалось напряжение разной полярности, После подключения всех электродов к источнику электроэнергии, например, к взрывобезопасному электротрансформатору, перекрывают решетчатой дверью вентиляционный откаточный штреки и подают напряжение на трансформатор, а, следовательно, на установленные в скважинах электроды 3. Иа. электроды в зависимости от велицины сопротивления блоков угольного пласта между соседними скважинами, можно подавать напряжение от 380 до 1000 в.Затем, задавшись величиной подаваемого к электродам напряжения, зная величину активного электрического сопротивления блока угольного пласта между соседними скважинами, длину скважин, мощность пласта, объемный вес угля, велицину природной газоносности угольного пласта и задавшись величиной остаточной газоносности пласта, определяют время подачи напряжения к электродам из математического выражения:-гх.,х+х.) )у а 10 Ю2 6где 0 - напряжение, В;о,2 - количество теплоты, потребляемое при десорбции 1 см метана, кал/см;хп, хос( - соответственно природная и остаточная газоносности угольного пласта, см /г;К - тангенс угла наклона прямой. харастеризующей изменение дифференциальной теплоты сорбции с изменением сорбированного количества метана, кал грау/см;) - объемный вес угля, 1,3 г/см;щ - мощность пласта, м;Е - расстояние между соседними скважинами, м;Р - электрическое сопротивление блока угольного пласта, расположенного между соседними скважинами, Ом;1 - длина скважины, м,18000 б 0 Составитель И.ФридманТехред М.Моргентал Корректор Н.Ревская акова едакто Тираж Подписноеного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 35,Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 квз 114 б ВНИИПИ Государств 1Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 После отключения напряжения производится непрерывный контроль концентрации метана на исходящей струе газа с использованием системы АКМ и по достижении допустимых по ПБ значений в забой лавы допускаются рабочие, из скважин извлекают электроды и разрешается включение угледобывающих механизмов.Формула изобретения Способ дегазации угольного пласта, включающий бурение пластовых скважин, установку в них электродов, наполнение скважин электролитом и подачу напряжениянаэлектроды,отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации пласта путем обеспечения перевода сорбированного углем газа в свободное состояние, скважины бурят за пределы максимума напряжения в зоне опорного давления, при этом электроды размещают по всей длине скважин, а напряжение подают в течение времени, которое определяют из математического выражения 2 Цц(Хпр- Хост) + К/2 (хпр120,2402 хпрхост + хост )в 710 Ю2 6где О - напряжение, В;оо - количество теплоты, потребляемоепри десорбции 1 см метана, кал/см;хпр, хост - соответственно природная иостаточная газоносности угольного пласта,см /г;К - тангенс угла наклона прямой, характеризующей изменение дифференциальнойтеплоты сорбции с изменением сорбированного количества метана, калград/см;у - объемный вес угля, 1,3 г/см;з,тп - мощность пласта, м;Е - расстояние между соседними скважинами, м;В - электрическое сопротивление блокаугольного пласта, расположенного междусоседними скважинами, см;1 - длина скважины, м.