Способ добычи угля

Союз Советски хаСоциалистически аРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ973843ло делам изобретений и етнрмтий2 Бюччетень Ло описания 25.11.82 Авторызобретения й и И. А. Шуляк пырин, К. К. Со Специальное конструкторское технологическое бюроинститута геотехнической механики АН Украинской тС 1) СПОСОБ ДОБЫЧИ УГт 1 Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки тонких угольных пластов, залегающих в сложных горно-геологических условиях и на больших глубинах,повышение безоительности добыЦеь изобретения пасности работ и произв чи. Поставленная цель достигается тем, чтоперед нагнетанием рабочего агента произ водят дегазацию угольного пласта, в качестве рабочего агента используют воду, а изменение давления в скважинах в процессе нагнетания рабочего агента и сброса давления осуществляют по пилообразному заокону, при этом сброс давления осуществляют за период времени, меньший периода времени нагнетания рабочего агента.На чертеже изображен график изменения давления в скважинах во времени.Способ осуществляют следующим обра об добычи угля, включаюольного пласта скважиной, ь, образованную в указанз скважину под давлением. ких реагентов, снижающих рхностную энергию угля, енного угля в виде сусность через скважину 1 . известного способа являетивность разрушения угля. С дневноибурят сеткускважинамивыемочногоны стальнымДетазируютбом. Послетрубам натнпример вод же способ добычи угля, ние с поверхности на у.толь- и, их обсадку, нагнетание скважины рабочего агенсбросом давления и выдаугля на поверхность 2. звестного способа являетсность и производительИзвестен спосщий вскрытие угзакачку в полостном пласте, черераствора химичесмежфазную повеи выдачу разрушпензии на поверхНедостаткомся малая интенс Известен так включающий буре ный пласт скважи под давлением в та с многократным чу разрушенного Недостатком и ся низкая безопа ность добычи, поверхности в угольный пласт скважин. Расстояние между принимают равным величине участка. Обсаживают скважин трубами и герметизируют их. пласт любым известным спосодегазации в угольный пласт по етают несжимаемый агент, напутем медленного повышения=- 300 атм. после чего производят резкийсброс давления до значения, равного гидростатцческому давлению воды на данной глубине, что приводит к послойному разрушению угля. Процесс повышение - сброс давления повторяют до тех пор, пока выработанное пространств(з ш заполняется разрушеннь 1 м 1 глем. П)оцесс .1 йстзБки образованнойсуспензии на поверхноа ь осуществляют, например, путем подачи воды в выработанноепространство и вытеснением водно-угольной суспензии по одной из двух соосных трубв систему обогащения угля.Указанный процесс повышение сбросдавления одновреыенно осуществляют повсей системе скважин, пробуренных в отрабаты нае мы й участок. При соеди не ни и границ разрушения от всех скважин отрабатываемого участка, производят выемку угляи последующее заполнение выработанногопространства твердеющей закладкой.Процесс повышения и сброса давленияосу ще стал я ют по и ил о обр аз но м у за кону. Г идростатическое давление воды в угольномпласте у устья скважин равно Р, =,РАН,где Р плотность воды, д ускорение свободного падения, Н - глубина залеганияпласта. Для скорости фильтрации, определяемой по закону Дарси,=ЧР,Кгде Ч,р скорость фильтрации, К коэффициент фильтрации для угля, М вязкость воды, ЧР градиент давления. Дляконкретных значений К = 8 10см, р =8 10 з г/см с при ( = 30 С и градиентедавления 200 атм/см скорость фильтрацииравна Чр = 0,2 см/с, т. е. через 5 с водапроникает в угольный пласт на глубину 1 см,В случае, если давление жидкости изменятьпо закону, график которого изображен начертеже, время фильтрации воды на глубину в 1 см равно (з - (2 = 1 О с. За это время на глубине в 1 см воздается давление300 атм. Г 1 ри резком сбросе давления за время т 4 -(з до 100 атм т 4 т с(= 10 с, созданный градиент давле ия, равный 200 атм/см в слое водонасыщенного угля толщиной 1 см, направлен в противоположную сторону и вызывает разрушение указанного слоя, т. е. в течение времени 141 выполняется условие разрушения гпту (Р 1 --Р)Тр, где т, эффективная пористость,для угля щг -- 0,02 0,1. Р, = ЗОО атм,Р -- 100 атм для глубины 112 -- 1000 м,7 р предел прочности на отрыв, для углядр = 0,5 + 10 кг/см. При указанном режиме нагнетания, т. е.при 1 1 - 10 с и при отрыве за один циклслоя угля толщиной см через время 1;= п 14 , 1 = 1, 2, 3, где п; число5пилообразных циклов, которое при толщине отторгаемого слоя угля в 1 см, численноравно радиусу основания цилиндра, образуемого в угольном пласте вблизи скважины,необходим подъем угольной взвеси на поверхность, п; при коэффициенте разрыхле 10 ния угля, равном 1,5, определяется из соотношенияп- = Зп; 1=1,2,3,где п;, число предшествовавших циклов,необходимых для заполнения угольной взвесью свободного от угля пространства угольного пласта;и определяется начальным значением радиуса скважины, пробуренной но углю.Использование предлагаемого способа2 О бвсшахтной добычи угля обеспечивает посравнению с существующими способами повышение уровня техники безопасности и сокращение времени цикла способа, что приводит к повышению производительности труда, кроме тога, дает возможность расширитьобласть применения за счет разработки невыбросоопасных пластов, залегающих всложных горно- геологи чески х условиях ина больших глубинах.Формула изобретенияСпособ добычи угля, включающий бурение с поверхности на угольный пласт скважин, их обсадку, нагнетание под давлениемЗ в скважины рабочего агента с многократнымсбросом давления и выдачу разрушенногоугля на поверхность, отличающийся тем,что, с целью повышения производительностидобычи, перед нагнетанием рабочего аген 40 та производят дегазацию угольного пласта,в качестве рабочего агента используют воду,а изменение давления в скважинах в процессе нагнетания рабочего агента и сбросадавления осуществляют по пилообразномузакону, при этом сброс давления осу.ществляют за период времени, меньший периода времени нагнетания рабочего агента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3850477, кл, 299 5,5 О опублик2. Авторское свидетельство СССР по заявке2803484, кл. Е 21 С 41/04, 1979Составитель В. ПТехред И. ВересТираж 623 И Государственного комиделам изобретений и оосква, Ж - 35, РаушскаяПатент, г. Ужгород,евКорректор МПодписноетета СССРкрытийнаб., д, 4/5л. Проектная,