Способ контроля выбросоопасности угольных пластов

(23) 11 риориеет - Опуйлййовайо ЗО СССР о делам нэабретеннй н отнрцтнй(72) Авторы изобретени Е. Ольхович И, Пантеле Государственныи макее Революции научно-иссл по безопасности работ витель. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ 8 ЫБРОСООПАСНОСТИ УГОЛЪНЫХ ПЛАСТО 1Изобретение относится к горномуделу и может быть. использовано приразработке пластов, склонных к внезагчым выбросам угля и газа,Известен способ прогноза выбросоопасности, основанный на измеренииначальной скорости газовыделения,коэффициента крепости угля и мощности пласта. Если выработка проводитсяв неопасной зоне, прогноз осуществляется лйшь по велйчине начальнойскорости газовыделения, измереннойв шпурах длиной 3,5 м, не более,чем через 2 мин после окончания ихбурения, зона считается опасной, если скорость газовыделения превышает5 л/мин 11,Недостатком способа является то,что величина начальной скорости газовыделения отражает количество газа,выделившегося иэ стенок интерваласкважины через 2-3 мин после окончаев и Я. Н. Бойко ,: .-) ФЗ)1.ф%г 1 ЯЩф, ский ордена Октябрьско" )ц довательский институт в горной промышлейност ния его бурения, и поэтому не может быть достоверным критерием выбросоопасности массива, о чем свидетельствуют случаи внезапных выбросов при 5прогнозе "неопасно". Анализ этих выбросов показал, что в выбросоопасных зонах, представленных перемятыми, сильно нарушенными углями, процесс бурения по пласту сопровождается интенсивным газовыделением и значительным разрушением стенок скважины.Это особенно заметно в зонах концентраций напряжений, где разрушение стенок скважины и дренах газа проис ходят практически вслед за подвиганием буровой коронки. В таких случаяхуже в процессе бурения теряется таактивная часть газа, которая участвует в развязывании внезапных выбросов, о а через 2 мин после окончания бурения имеет место низкая скорость газо" выделения, что приводит к ошибкам прогноза выбросоопасности.3 9853Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ контроля выбросоопасности угольных пластов, включающийпоинтервальное бурение контрольнойскважины, герметизацию ее устья, измерение Фонового газовыделения изпробуренной части скважины, измерениевремени бурения интервала скважиныи выделившегося во время бурения объема газа 121, 1 ОНедостатком этого способа является значительная трудоемкость процесса поинтервальных измерений начальной скорости газовыделения, котораяобусловлена необходимостью демонтажа,става бурового инструмента послеокончания бурения каждого интерваласкважины, доводки в нее герметизато"ра и его распора. По окончании замера начальной скорости газовыделениягерметизатор необходимо также демонтировать и извлекать из скважины,а в нее досыпать и вновь монтироватьбуровой став для бурения очередного Иинтервала. Такая технология измеренийтребует больших затрат времени и всложных горнотехнических условиях непозволяет измерить газовыделение даже через 2-3 мин после окончания бурения интервала скважины и кроме того, в способе отсутствует учет ориентировки измерительных скважин относительно направления кливажных трещинпласта, от которого существенно зависит дебит газа иэ скважин.Цель изобретения - повышение надежности контроля и технологичностиизмерения,Поставленная цель достигается тем,фчто в способе контроля выбросоопасно-.сти угольных пластов, включающем поинтервальное бурение контрольной скважины, герметизацию ее устья, измерение фонового газовыделения из пробуренной части скважины, измерениевремени бурения интервала скважины ивыделившегося во время бурения объ-ема газа контрольную скважину бурятпод углом 70-100 к направлению кливажных трещин, герметизацию скважиныпроизводят на поверхности забоя илив скважине на глубине 0,75-0,5 м, приэтом величину максимального газовыде- .ления в процессе поинтервального бурения определяют по формулеЧ. зд 3 = 4 м /минСФ 20 4где Ч - объем газа, выделившегося впроцессе бурения, м ;С - время бурения интервала скважины, мин;3 - фоновое газовыделение иэ пробуренного участка скважиныперед началом бурения ее инзтервала, м /мин,и при д 3 21 + 3 зону угольногопласта относят к выбросоопасной, прид с 21 + 3 - к невыбросоопасной, где.6 - глубина бурения интервала скважины,Способ осуществляют следующимобразом.Контрольную скважину закладываютв таком .месте выработки, чтобы ееможно было бурить под углом 70-110к направлению кливажных трещин. Устьебудущей скважины с помощью устройства ПИГ герметизируют или на поверхности забоя, или в скважине глубиной0,75-0,5 м. Герметизация устья скважины производится стационарно и сохра- .няется в течение всего периода измерений,8 устройство ПИГ вводят буровуюштангу, подключают к нему газосчет"чик и штыбосборник и с помощью ручного сверла бурят метровыми интервалами скважину диаметром 42 мм.ЪИзмерение дебитов газа при постоянной герметизации устья скважиныосуществляют бытовыми газосчетчикамиГКФ, ГКФ,5 или с помощью расходомера газа ПГИА. На каждом интервале бурения измеряют. фоновое газовыделение 4 из уже пробуренного участка скважины и объем газа Ч, выделившегося при бурении интервала скважины за время й, а дебит газа 9 в про-,цессе бурения определяют по формулеЧ зЯ." - - д м /мингде Ч - объем газа, выделившегося впроцессе буэрения интерваласкважины, м ;4 - Фоновое газовыделение передф. началом буэоения интерваласкважин, м /мин;,- время бурения интервала сква"жины мин,За весь период измерений буровойстав из скважины не извлекают, а еголишь наращивают для бурения очередных интервалов.На основании инструментальных измерений, выполненных на шихтопластах,Способ контроля выбросоопасности угольных пластов, включающий поинтер" вальнов бурение контрольной скважины, герметизациюее .устья, измерение фо нового газовыделения из пробуренной части скважины, измерение времени бурения интервала скважины и выделившегося во время бурения объема газа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности контроля и технологичности измерений, контрольную скважину бурят под углом 70-110 к направлению кливажнывтрещин, герметизацмю скважийы производят на поверхности забоя или в скважине на глубине 0,75-0,5 м, при этом величину максимального газовыделения в, процессе поинтервального бурения опреде" ляют по формуле Составитель Г, ВасючковаТехред Т.Иаточка Корректор А. Дзятко Редактор Ю. Середа Тираж 170 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, й, Раушская наб., д, М 5Заказ 10117/46 ул. Проектная,филиал ППП "Патент", г. Ужгород,5 . 9853залегающих в различных горногеологических условиях, установлено, что -величина газовыделения, в процессе бу-рения скважин в невыбросоопасных зонах выбросоопасных пластова также 5в невы 6 росоопасных и защищенных пластах не превышает значения 2 8 + 3,(1 - расстояние интервала скважиныот забоя), в то время, как в выбросоопасных зонах 96 2 М + 3, Поэтомув интервале скважины, где дебит газапревышает значение 2+ 3 бурениедолжно быть прекращено, а выработкаостановлена для выполнения противовыбросных мероприятий,5В лаве размеры выбросоопасной зоны ограничиваются. соседними контрольными скважинами, в которых 942-+ 3. --Преимущества предлагаемого способасостоят в том, что ориентирование 20контрольных. скважин под углом 70110. к плоскости кливджных трещинпласта позволяет улучшить условияфильтрации газа в скважину, уменьшитьвлияние горнотехнических,факторов, ф 5повысить надежность контроля выбресоопасности пласта; поскольку показатель д отражает количество газав пласте, участвующего в развязывании выброса и более полно, чем на" 36чальная скорость газовыделения характеризует степень выбросоопасностипласта, а герметизация контрольныхскважин в устье и вне зоны концентрации напряжений позволяет упростить 55технологию измерений и исключитьошибки определения дебитов газа, связанные с изменением условий герметизации по длине скважины,При применении способа уменьшает- щ,.ся трудоемкость и ускоряется процессбурения, так как отпадает необходимость после бурения каждого интервала контрольной скважины демонтироватьи иэвлекать буровой инструмент, до- Ю 5сылать в нее газозатвор, а послезамера газовыделения вновь монтировать и досыпать буровой инструмент в 20 .,"4скважину.для бурения ее очередногоинтервала.-формула изобретения 9 = - - Э м мин,Ч эй,где Ч - объем газа, выделившегося впроцессе бурения, мз;г - время бурения интервала сква.жины, мин;,) - фоновое газовыделение иэ пробуренного участка скважиныперед началом бурения интервала л/мин,и при 92 Р + 3 зону угольногопласта относят к выбросоопасной, апри 9(22+.3 - к невыбросоопасной,где 1 - .глубина бурения интерваласкважины.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Инструкция по безопасному выделению работ на пластах, склонных квнезапным выбросам угля, породы и газа. И., "Недра", 1977.2. Чернов О, И. и. Пузырев В. Н.Прогноз внезапных выбросов угля игаза. И , "Недра", 1979, с, 2 15-225,