Способ дегазации горного массива

1 55017 20 Способ дегазации горного массивао уществляют следующим образом.Из горной выработки, пройденнойв вмещающих угольный пласт породахиЛи по угольному пласту, проводятскважину с таким расчетом, чтобывскрыть предназначенный для дегазации пласт, если он расположен вышеили ниже горной выработки, или располагают ее в плоскости дегазируемогопласта, если выработка пройдена попласту, Эту скважину оборудуют у устЬя так, чтобы через нее можно былонагнетать в пласт рабоче жидкость,разрывая его.устье скважины обсяживают трубами, залив затрубное пространство цементным (или иным герметизирующим) раствором, либо укрепляютассив в устьевой части скважиныТвердеющим составом и вводят в неествольную часть установки, например,для взрывогидроимпульсного воздействия. Пересекаемые скважиной горныепороды, уступающие по прочности дегазируемым, изолируют путем цементации затрубного пространства илиупрочнения их твердеющими растворами аОбработку дегазируемого пласта 30йачинают с подачи в него жидкости встатическом режиме нагнетания, дляЧего можно использовать имеющиесяНасосы, обеспечивающие расход жидкости от нескольких десятков до сотенЛитров в минуту и давление нагнетания, при котором прилегающая к скважине зона обрабатываемого пласта насыщается жидкостью, Последняя заполняет естественные трещины и поры в 40пласте, но не разрывает его.Импульсное воздействие осуществляют тогда, когда давление нагнетания возрастает до величины 9Н( ф - коэФфициент бокового распора, 45отн. ед.; Н - величина геостатического давления, Па). Этот момент фиксируется по показаниям манометра,установленного в нагнетательной ветви.При этом импульсное воздействие осуществляют в зонах, не имеющих тектонических и разрывных напряжений,Параметры нагнетания жидкости вимпульсном режиме воздействия намассив находят с учетом предварительно установленных величин скоростизвука в дегазируемом массиве и прочности его пород на разрыв, которыеопределяют экспериментально извест 4 4ными методами. При этом нагнетание жидкости в начальной фазе импульсного воздействия на массив ведут при скорости нарастания давления, пропорциональной квадрату скорости звука в нем. В этом случае создают новые трещины, которые в совокупности с природными формируют в массиве разветвленную сеть трещин. Нижний предел нарастания давления в импульсе устанавливают по суммарной величине предела прочности пород дегазируемого массива на разрыв и геостатического давленияН,Формула для расчета скорости нарастания давления в импульсном режиме имеет вид 0 =1,5 10 Ц с, Па/с,где с, - скорость нарастания давления; О - вязкость жидкости, кг/м с; с - скорость звука, м/с. Нижний предел нарастания давления в импульсе определяют по ФормулеР=Н+5, Пагде Р - нижний предел нарастаниядавления в импульсе;Н - величина геостатического дав.ления, Па;б - предел прочности дегазируемых пород на разрыв, Па.Режим и параметры импульсного воздействия обеспечивают количеством применяемого энергоносителя импульса, в качестве которого могут быть выбранъ 1 взрывчатые вещества, реализуемые в скважине, или средство, Формирующее во взрывогидроимпульсной установке заданные параметры воздействия. Обработку пласта осуществляют в один прием, если используют в качестве энергоносителя взрывчатые вещества, реализуемые в сквалине, или в несколько приемов - при использовании взрывогидроимпульсной установки содержащей автоматический клапан для разделения рабочей жидкости и средства формирования импульса.После завершения процесса Формирования трещин в дегазируемом массиве в обработанной жидкостью зоне пласта проводят пластовые дегазационные скважины, которые, также как и нагиетательные скважины, подключают к дегазационному трубопроводу и используют их для отсоса газа.515501При использовании способа для ослабления труднообрушаемых пород кровли, снижения напряжений в горном массиве и его дегаэации скважины для разрыва пласта проводят до серединыслоя труднообрушаемых пород, сдерживающих процесс разгрузки и дегазации. Скважины обсаживают до почвыобрабатываемого слоя, перекрывая всеменее прочные горные породы. Воздействие на породы труднообрушаемогослоя осуществляют в статическом и импульсном режимах нагнетания,аналогично случаю с угольным пластом. Приэтом параметры воздействия (скоростьи нижний предел нарастания давленияжидкости в импульсе)устанавливают сучетом данных о скорости звука втруднообрушаемом слое пород, их прочности на разрыв и величины геостатического давления в слое. Затем проводят дегазационные скважин до почвыпород труднообрушаемого слоя. Всескважины подключают к дегазационной 25системе.При дегаэации надрабатываемойтолщи, содержащей слои крепких песчаников или известняков, сдерживающихпроцесс разгрузки, нагнетательные 30скважины проводят до середины наиболее мощного слоя, создают в нем искусственную сеть трещин, способствующих последующему разлому слоя в зоне влияния горного давления при очистной выемке угольного (или иного)пласта. Очередность операций, параметры обсадки скважин и гидровоздействия в статическом и импульсном режимах нагнетания устанавливают аналогично описанному выше. Дегазационные скважины проводят только до крепкого слоя обработанных пород. Всескважины используют для дегазации.П р и м е р, Способ дегазацииосуществляли для условий угольногопласта, залегающего на глубине 800 м,Скважины для воздействия на пласти его дегазации проводили до началаочистных работ в плоскости пласта изподготовительной выработки. Массиву устьевой части скважины укрепилитвердеющим раствором и ввели в неествольную часть установки для взрывогидроимпульсного воздействия,55По результатам натурных замеровбыли определены: коэффициент боковогораспора - Я =0,5; скорость распространения звука в пласте с=210 м/с,74 бпредел прочности угля на растяжение -5=2 1 О Па.Через ствольную часть вэрывогидроимпульсной установки выполнили нагне-тание жидкости в пласт с темпом нагнетания 200-300 л/мин до тех пор, покадавление нагнетания не превзойдетвеличинь 1Н. Величина геостатического давления ЯН) определялась, исходяиз глубины залегания пласта (Н=800 м)и среднего объемного веса пород(=2,5 т/м) и составила7Н=2,5800=2000 т/м =2 10 ПаТаким образом нагнетание жидкостив пласт продолжали до тех пор, покадавление нагнетания не достигнет величины 0,5 "1-;=10 Па,После этого производили обработкупласта в импульсном режиме. Скоростьнарастания давления в импульсе определяли по формуле4 20 =1,5 1 О О сТак как в качестве рабочей жидкости использовали воду, вязкость кото-ьрой равна 10 кг/м с, то темп нарастания давления принимали равнымоЛ =1,5 10 10 (2 1 О ) =6 10 Па/с,нижний предел для величины давленияв импульсе устанавливали по формулеб 7Р =Н+6 =2 10+210 =2 2 1 О ПаПосле выполнения обработки массива в импульсном режиме продолжали егообработку в режиме статического нагнетания, затем повторяли импульсноевоздействие и т.д. до тех пор, покане был достигнут требуемый радиусобработки. Момент достижения требуемого радиуса обработки был установлен по появлению жидкости в контрольной скважине.Затем в обработанном массиве пробурили дегазационные скважины. Обегруппы скважин подклочили к дегазационному трубопроводу и приступилик отсосу газа.формула изобретения1. Способ дегазации горного массива, включающий бурение скважин гидроразрыва, абсадку их трубами, проведение гидрообработки массива через скважины путем нагнетания жидкости в пласт в статическом режиме, гидроим1550174 Составитель В.ЛьвовРедактор И,Товтин Техред М,Дидык Корректор М.Максимишинец Заказ 257 Тираж 374 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 пульсное воздействие на пласт, подключение скважин гидрораэрыва к, дегаэационному газопроводу и извлечениегаза, отличающийся тем,Что, с целью повышения эффективностиДегазации эа счет формирования разВетвленной сети искусственных трещинВ массиве, предварительно определяюткорость распространения звука в дегазируемом массиве и прочность породмассива на разрыв, нагнетаниежидкости в импульсном режиме осуществляютйри скорости нарастания давления в. жидкости, пропорциональной квадрату скорости распространения звука в массиве, при этом нижний предел нарастания давления в импульсе устанавливают по суммарной величине предела прочности пород дегазируемого массива на разрыв и геостатического давления пород.12. Способ поп. 1, отлич аю щ и й с я тем, что изолируют от жидкости горные породы,.пересекаемые скважиной гидроразрыва и уступающие по прочности дегаэируемым,