Способ дегазации разрабатываемого угольного пласта

(51 БРЕТЕНИ ьс ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Тульский политехнический институт (72) Н,М,Качурин, Е,И,Вакунин, В.В,Кузнецов, О,Ю,Авдеев и Л,Ф,Новикова(56) Авторское свидетельство СССР М 924407, кл. Е 21 Е 7/00, 1979.Руководство по проектированию дегазации угольных шахт, М., Недра, 1975, с,28. (54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА(57) Использование: проведение дегазационных работ при разработке угольных плаИзобретение относится к области горного дела, в частности к технологии извлечения газа из угольных пластов.Цель настоящего изобретения - повышение эффективности дегазации и снижение трудозатрат на дегазэцию за счет увеличения газоотдачи в скважины и умень-. щения числа дегазационных скважин в зоне опорного давления.Поставленная цель достигается тем, что в способе дегазации разрабатываемого угольного пласта включающем бурение дегазационных скважин в плоскости пласта. герметизацию их устья с последующим подключением к газопроводу, скважины бурят с шагом 35-70 м,но не более 0,7 длины зоны опорного давления, при этом в каждую сква-. жину, приближающуюся к границе зоны опорного давления. закладывают перфори-. рованные трубы с диаметром равным 0,70,8 от диаметра скважины, а по мере приближения очистного забоя к скважине на расстояние 35 м перфорированные трубопроводы извлекают, С целью облегчения став, Сущность изобретения; скважины бурят в плоскости пласта с шагом 35,70 м, но не более 0,7 от длины зоны опорного давления, в каждую скважину, приближающуюся к границе зоны опорного давления, закладывают перфорированные трубы с диаметром, равным 0,7,0,8 от диаметра скважины, герметизируют их устья с последующим подключением к газопроводу, а по мере приближения очистного забоя к скважине на расстояние 3,5 м в них закачивают жид(ость, а перфорированные трубопроводы извлекают. 3 ил,извлечения перфорированного трубопровода, перед извлечением в нее эакачивают жидкость,Заявляемый способ позволяет использовать геомеханические процессы в зоне влияния очистных работ, приводящих к ускоренному росту трещин в зоне опорного давления, и, как следствие, к увеличению гаэоотдачи, Это позволяет увеличить расстояние между скважинами.Выбор диаметра перфорированных труб осуществлялся из следующих соображений, При увеличении горного давления происходит разрушение законтурного массива скважины, сопровождающееся созданием трещин и интенсивной десорбции газа за счет резкого увеличения площади газо- отдающих поверхностей. Диаметр перфорированных труб равный 0,70,8 от диаметра скважин не препятствует разрушению эаконтурного массива скважины, так как зона упругих деформаций угля при растяжении не превышает нескольких миллиметров, то есть данное значение диаметра перфориро 1800061ванных труб гарантирует разрушение законтурного массива скважины в зоне опорного давления. Дальнейшее уменьшениедиаметра нецелесообразно из-за существенного увеличения гаэодинамического сопротивления трубопровода,Увеличение расстояний между скважинами с 530 м до значений 3570 м, но неболее 0,7 длины эоны опорного давленияобусловлено следующими соображениями, "0Установлено, что средняя газовая проницаемость угольного пласта в зоне опорного давления увеличивается не менее чем в 5раз по сравнению с природной газовой проницаемостью, Однако простое увеличение 15расстояния между скважинами в 5 раз негарантирует наличие хотя бы одной скважины в зоне опорного давления, так как изменение зоны опорного давления, по шахтнымнаблюдениям, составляет порядка 50100 20м, Поэтому расстояние между скважинамине должно превышать размеров зоны опорного давления, А с учетом фактической неравномерности газовыделений в отдельныескважины, которая характеризуется средним значением коэффициента неравномерности равным 0,70,75, расстояние междускважинами выбирают равным 0,7 зоныопорного давления, или 35,70 м. При данном расстоянии между скважинами в любое 30время гарантировано расположение покрайней мере одной рабочей скважины взоне влияния очистных работ (в зоне опор-,ного давления),Таким образом, согласно заявленного 35способа, скважины по мере подвигания очистного забоя оборудуются перфорированнымии трубопроводами. При попаданииданных скважин ь зону опорного давления,разрушается их законтурный массив по 40всей длине и осуществляется заполнениесвободного пространства скважин до перфорированных труб углем, однако это неприводит киЗоляции перфорационных отверстий и перфорированный трубопровод 45обеспечит достаточно равномерное всасывание газа по всей длине скважины,Извлечение трубопровода иэ скважиныпри приближении к ней очистного забоя на3.5 м обусловлено еозникновением аэродинамичеСкой свяЗи между скважиной и рабочим пространством лавы черезтрещиноватый угольный пласт, что приводит к снижению концентрации газа в газопроводе. На этом расстоянии газовая 55. проницаемость выше среднего значения на24 порядка,На фиг.1 приведен график изменениянормальных напряжений тж в угольном целике от расстояния до очистного забоя 1; на фиг.2 - возможное расположение скважин в соответствии с зоной опорного давления и оборудованных перфорированными трубопроводами подключенными к газопроводу; на фиг,3 - узел соединенияперфорированного трубопровода с газопроводом.Согласно заявленного способа скважины 1 бурятся в плоскости пласта из штрека 2 с шагом 3570 м, но не более 0,7 зоныопорного давления конкретного угольного пласта, По мере приближения к зоне опорного давления, в скважины 1 закладываются перфорированные трубопроводы 3 диаметром 0,7,0,8 диаметра скважины, Устья 4 скважин 1 герметизируются и перфорированнь 1 е трубопроводы 3 подключаются к газопроводу 5,Количество извлекаемого газа из обрушивающейся скважины 1, находящейся взоне опорного давления, увеличивается, что уменьшает газообильность очистного участка вплоть до подхода выемочного комбайна на 3,5 м к скважине 1. Для облегчения извлечения перфорированной трубы 3 из обрушенной скважины 1 в нее закачивают воду,П р и м е р. Производственные испытания предлагаемого способа дегазэции разрабатываемого угольного пласта проведены на шахте "Краснокутская" п.о. "Донбассантрацит".На очистном участке 26-й северной лавы, отрабатывающей пласт длинными столбами по восстанию, бурились парэллельноодиночные скважины на расстоянии 35,;,40 м. Предварительно в вентиляционном уклоне по состоянию крепи определялась граница эоны опорного давления, которая составила 5070 м от лавы. Длина дегазационных скважин составляла 100120 м.Перфорированными трубопроводами были оборудованы три ближайшие к лаве скважины, В качестве перфорированных труб использовались стандартные штанги, в которых были просверлены перфорационные отверстия, При приблинрнии лавы к скважинам нэ расстояние 3 м в перфорированные трубопроводы закачивалась вода и трубопроводы извлекались из скважины. Закладка трубопроводов в скважины и их извлечение из скважины осуществлялись с помощью бурового станка,Результаты испытаний заявляемого способа показали, что газоотдача в скважины, находящиеся в зоне опорного давления возросла в среднем на 87, при этом газообильность очистного участка снизилась на 20 , а срок службы скважин увеличился на 1,52 месяца. Использование предлагаемо1800061 Фиг, Г го способа наиболее эффективно для дегазации высокогазоносных угольных пластов с повышенной зоной опорного давления (свыше 70 м), что позволяет увеличить шаг между скважинами в 26 раз (с 530 м до 3570 м), значительно снизить объем дегазационных работ: трудо- и энергозатраты,Формула и зоб рете ни я 1. Способ дегазации разрабатываемого угольного пласта, включающий бурение дегазационных скважин в плоскости пласта, герметизацию их устья с последующим подключением к газопроводу, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения эффективности дегазации и снижения трудозатрат на дегазацию за счет увеличения газоотдачи в скважины и уменьшения числадегазационных скважин в зоне опорногодавления, скважины бурят с шагом 35-70 м,но не более 0,7 длины зоны опорного давле 5 ния, при этом в каждую скважину, приближающуюся к границе зоны опорногодавления, закладывают. перфорированныетрубы с диаметром, равным 0,7-0,8 от диаметра скважины, а по мере приближения10 очистного забоя к скважине на расстояние3-5 м перфорированные трубопроводы извлекают,2, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью облегчения извлечения15 перфорированноготрубопровода. перед извлечением в него закачивают жидкость.1800061 зел,4 итель Л.Новиковаед М.Моргентал лаков Ревск Корректо едактор 1 рраж Осударственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, РаУпри ГКНТ СССР 5 инат "Патент Производственно-издательский котения Ская на ПИНОЮОткрЫ