Способ дегазации сближенного угольного пласта

,110155 у Е 21 Р 5/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ ЬСТВУХ:В д-.1 В Н е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А.А. Скочинского(56) 1. Забурдяев В,С. Дегаэация пологих угольных пластов. а:."Уголь", 1978, в 5, с. 57-60.2. Руководство до дегаэации угольных шахт. М., "Недра", 1975, с. 57-71 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ СБЛИЖЕННОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий бурение дегазационных скважин в сближенный угольный пласт, подключение дегаэационных скважин к вакуумному газопроводу, отсос газа из угольного пласта, измерение величины разрежения в устье дегазационных скважин и определение в сближвнном угольном пласте местоположения максимума газовыделения из пласта в скважины относительно забоя лавы разрабатываемого угольного пласта, о т л и ч аю щ.и й с я тем, что, с целью повы" шения эффективности дегазации путем рационального использования разрежения вакуумного газопровода, в сбли;женном угольном пласте определяют , зону интенсивного газовыделения,отключают от вакуумного газопровода : дегазационные скважины, находящиеся вне зоны интенсивного газовыделения, а величину разрежения в дегазационных скважинах, находящихся в зоне интенсивного газовыделения, регулируют, начиная со скважины с максимальным газовьщелением, в соответствии с зависимостью В - величина разреженияв устье 1 -й скважиныв зоне интенсивного газовыделения, мм рт. ст.;8 - величина разрежения вустье скважины в зоне максимального газовыделения,мм рт. ст.;4 1101558Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для снижения газообильности сближенных угольных пластов.Известен способ дегазации сближен ного пласта, включающий проведение скважин, подключение их к газопрово,ду и отсос газа из пласта Г 13.Недостатками данного способа являются значительные подсосы воздуха 10 в скважинах, удаленных от лавы, и невысокая концентрация метана в отсасываемой газовой смеси.Известен также способ дегаэации сближенного угольного пласта, вклю чающий бурение дегазационных скважин в сближенный угольный пласт, подключение дегазационных скважин к вакуумному газопроводу, отсос газа из угольного пласта, измерение величины раз режения в устье дегазационных скважин и определение в сближенном угольном 6 пасте местоположения максимума газовыделения из пласта в скважины относительно забоя лавы разрабатываемого угольного пласта С 2 3.Недостатком этого способа является относительно невысокая эффективность дегазации сближенного угольного пласта, 30 симальным газовыдепением, в соответствии с зависимостью: где Способ дегазации сближенного пласта осуществляют следующим образом.Из горной выработки выемочного участка, групповой или полевой выработки проводят скважины на дегаэируемый сближенный пласт, обсаживают их трубами нли устанавливают герметизаторы и подсоединяют к дегазационному трубопроводу, сообщенному с вакуум-насосной станцией. Параметры скважин определяют в соответствии с нормативными документами для соответствующих горнотехнических условий разработки угольного пласта.В процессе подвигания лавы периодически (1-2 раза в неделю) измеряют величину разрежения на устье скважин, расход газовоздушной смеси и концентрацию метана, выявляют динамкку процесса истечения метана в каждую дегазационную скважину и в дегаэационную систему выемочного участка, определяют местонахождение дальней границы зоны интенсивного газовыделения относительно забоя лавы (расстояние от лавы до проекции забоя скважины на разрабатываемый пласт). Определяют также расстояние от лавы до проекции забоя скважины в момент начала роста газовыделения, т.е.местонахождение начала эоны разгрузки в дегаэируемом сближенном пласте и в момент прекращения газовыделения, т.е. протяженность зоны газовыделения. Измерения разрежения в скважинах, расхода газовоздушной смеси и концентрации метана производят принятыми для этих целей в угольной промышленности средствами. Местонахождение зон начала и максимума газовыделения Целью изобретения является повышение эффективности дегазации путем рационального использованнц разрежения вакуумного газопровода.35 Поставленная цель достигается тем, что согласно способу дегазации сближенного угольного пласта, включающему бурение дегазационных скважин в сближенный угольный пласт, подключение дегаэационных скважин к вакуумному газопроводу, отсос газа из угольного пласта, измерение величины разрежения в устье дегазацион ных скважин и определение в сближенном угольном пласте местоположения максимума газовыделения из пласта в скважины относительно забоя лавы разрабатываемого угольного пласта, в сближенном угольном пласте опреде,пяют зону интенсивного газовыделения, отключают от вакуумного газопровода дегазационные скважины, находящиеся вне зоны интенсивного газовыделения, а величину разрежения в дегазационных скважинах, находящихся в зоне интенсивного газовыделения, регу,лируют, начиная со скважины о макВ;о К8; - величина разреженияв устье 1-ой скважиныв зоне интенсивного газовыделения, мм рт. ст.;6 - величина разрежения в устьескважины в зоне максимального газовыделения, мм рт.ст,;перед зоной временно перекрывают задвижкой или вентилем. Отключение скважин, расположенных вне зоны интенсивного газовыделения, уменьшает потери вакуума на выемочном участке.На скважинах, функционирующих в зоне интенсивного газовыделения, разрежение в скважинах (вакуум) перераспределяют таким образом, чтобы скважины в зоне максимума газовыделения были наиболее продуктивными, а на скважинах вблизи границ начала и прекращения газовыделения, где газовыделение невысокое - было меньше подсосов воздуха. Разрежение в дегаэационных скважинах, находящихся в зоне интенсивного газовыделения, распределяют в соотношении Ь;й где В; -3 1101558определяют по дебиту метана из скважин или инструментальными измерениями начала разгрузки в сближенномпласте, например по смещению реперов,установленных в забоях, пробуренныхна сближенный пласт скважин, Аналогично по газовыделению из скважин(прекращению газовыделения) или. подеформациям сжатия, зафиксированнымпо смещению реперов, устанавливают 1 Оместонахождение дальней границы зоныгазовыделения относительно забоя лавы,Скважина считается неэффективной,когда газовыделение из нее равно гаэовыделению в зоне пригрузки за лавой.15Затем устанавливают протяженностьзоны интенсивного газовыделения всближенном пласте, характеризуемойрасстоянием по линии расположениязабоев скважин от точки начала газо- щвыделения из пласта в скважину доместа, где скважина практически прекращает функционировать. Когда всближенном пласте устанавливаютсяприборы для измерения деформаций, р 5протяженность эоны интенсивногогазовыделения может быть оцененарасстоянием от точки появления деформаций растяжения до точки началасжатия пласта. На этапе проектирования дегаэации протяженность зоны(в метрах).интенсивного газовыделения в сближенном пласте можно определять по Формуле величина вакуума на устье1-й скважины в зоне интенсивного газовыделения,мм рт. ст.;величина вакуума на устьескважины, функционирующейв зоне максимума газовыделения, мм рт. ст.;порядковый номер скважин,начиная со скважины, функционирующей в зоне максимумагазовыделения;количество скважин в зонеинтенсивного газовыделениягде- протяженность зоны разгрузХки в разрабатываемом пласте,м; определяется расчетом 4 Оили опытным путем;М - мощность междупластья, т.е.расстояние по нормали от "разрабатываемого пласта досближенного, м;М - предельное расстояние разРгруэки пород междупластья,м. г й- г йНа скважине находящейся в зонеУ451 максимума газовыделения, устанавливают наибольшее разрежение, а наостальных, находящихся ближе к лавеили дальше. от нее, -,меньшее, причем, чем дальше от эоны максимума 5 газовыделения расположена скважина,тем меньше к ней подводят разрежение. При дегазации сближенного подбйтываемого пласта, расположенного на близком расстоянии (М/вЬ( 30, 55 где в - вынимаемая мощность разрабатываемого пласта), регулируют разрежение, как правило, на скважинах,расположенных эа зоной максимума Величина, определенная расчетом, корректируется в процессе ведения дегазационных работ.Все пробуренные на сближенный пласт скважины, расположенные эа пределами зоны интенсивного газовыделения, отключаются от дегазационной сети. Скважины, находящиеся за дальней границей зоны интенсивного газовыделения,.отсоединяют от газопровода и заглушают, а скважины 1 г - протяженность зоны интенсивного газовыделения, м; Р - расстояние между скважи"нами, м.1101558 Регулярные замеры дебитов на скважинах производят согласно нормативным документам. Перераспределение 45 вакуума на скважинах, пробуренныхна сближенный пласт, производят спериодичностью Т: Х= ХРщах гаэовьделения. При дегазации, наприФ мер, надрабатываемого пласта, удаленного на расстояние 25-30 м от разрабатываемого, разряжение на скважинах целесообразно перераспределять 5 как эа, так и перед зоной максимума газовыделения. г"Величина, характеризующая положе ние максимума газовыделения, являет ся функцией мощности междупластья,10 скорости подвигания очистного забоя и состава пород, слагающих подрабатываемую или надрабатываемую толщу. Она определяется экспериментально или расчетным путем, и различна для подрабатываемых и надрабатыва емых пластов, равноудаленных от разрабатываемого пласта,Количество скважин, на которых регулируют разрежение, определяется отношением протяженности зоны увеличения газовьделения ( .,.) или уменьшения гаэовьделения () и расстоянию между скважинами ( Р ), т.е. отношением протяженности зон гаэовы деления, расположенных между зоной максимума газовьделения -и границами начала и прекращения газовьделения, к расстоянию между скважинами. Количество скважин в упомянутых зонах на 30 одном выемочном участке зачастую различно. Поэтому перераспределение разрежения производят сучетом количества скважин И и К , располо(женных соответственно в зонах . и 35порядковый номер скважинам вг зонах дают, начиная со скважины, функционирующей в зоне максимума гаэовьделения.Величину разрежения в устьях 49 скважин устанавливают путем частичного перекрытия сечения обсадной трубы (или трубы герметизатора) задвижкой (нли вентилем), осуществляемого автоматически или вручную. Сечение трубы на скважине, функционирующей в зоне максимума гаэовьделения, не перекрывают.Перераспределение разряжения на скважинаху функционирующих В зоне 50 интенсивного газовьделения, производят тогда, когда проекция забоя очередной скважины, входящей в зону максимума газовыделения, находится на расстоянии х (в метрах) от забоя лавы, равном где Х(- расстояние от забоя лавыдо проекции на разрабатываемый пласт зоны максимума газовьделения всближенном пласте, м; Й - расстояние между скважи. нами, м;Й - количество скважин, на,ходящихся в зоне интенсивного гаэовьделения. Когда дегазируют два или несколько сближенных пластов с подключением скважин на один газопровод, определяют местоположение максимума газовьделения в каждом из дегазируемых пластов. К скважинам, находящимся в зоне максимума гаэовьделения, подводят наибольшее на данном выемочном участке разрежение, а на остальных скважинах, находящихся в зоне интенсивного газовыделения, разрежение уменьшают в соответствии с приведенной выше зависимостью. При.этом каждый дегазируемый пласт рассматривается отдельно, т,е. в каждом пласте устанавливают протяженность зоны интенсивного газовыделения, протяженность зон повышения) и снижения (1" ) газовьделения, количество скважин, находящихся в данных зонах, определяют величину разрежения в каждой скважине, расположенной до и за зонойфмаксимума газовьделения, и расстояние от забоя лавы до скважины, входящей в зону максимума газовыделения, для определения времени перераспределения разрежения в дегазационных скважинах и отключения, скважин, расположенных эа зоной интенсйвного газовьделения. где Т - период времени между операциями по перераспределению вакуума на скважинах, сут;Й - расстояние между скважинами,пробуренными на сближенный пласт, м;Ч - скорость надвигания лавы,лм/сут.Для устранения недостатков и повышения эффективности дегазации сближенных пластов проводят мероприятия по установлению протяженности зоны интенсивного газовыделения, отключению сквазин, расположенных вне зоны интенсивного газовыделения в зоне уплотнения обрушенных пород, и перераспределению разрежения на скважинах в зоне интенсивного газовыделения. Максимальное разрежение подводят к скважине., функционирующей в зоне максимума газовыделения. Составитель А. ДудченкоРедактор С. Патрушева ТехредМ,Надь Корректор А. ференцЗаказ 4737/19 Тираж 427 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 П р и м е р. На шахте при отработке пластав производят дегазацию сближенных пластов м и тф. Дегазационные скважины бурят из вентиляционного штрека, расстояние между скважинами 30 м. Одновременно в работе находится 4-6 скважин, которые размещают как в разгруженной зоне, так и в зоне уплотнения обрушенных пород. Разрежение к скважинам подводят со стороны ранее пробуренных скважин, что приводит к падению разрежения в скважинах, находящихся вблизи очистного забоя, снижению концентрации метана в каптируемой на участке смеси и к недостаточно высокой эффективности дегазации. 01558 8,/ Отключение скважин, расположенныхза зоной интенсивного газовыделения,1подвод максимального разрежения кпервой скважине от забоя лавы и перераспределение. его между скважинами,находящихся в зоне интенсивного газовыделения, позволяет увеличить дебиткаптируемого на участке метана на0,30,4 м/мин, концентрацию метана1 о на 11-123 и снизить количество отсасываемой смеси на 0,9-1,2 мф /мин.Эффективность дегаэации на участкеповысилась на 10 Х, а эффективностьдегазации источника газовыделения13 (сближенных пластов) на 153.Реализация способа дегазации сближенного пласта позволит повыситьэффективность дегаэации на выемочномУчастке, уменьшить подсосы воздуха,26 имеющие место на удаленных от лавыскважинах, повысить концентрациюметана в каптируемой газовоздушнойсмеси. Рациональное использованиеразрежения вакуумного газопровода, по 25 вышает продуктивность скважин, функционирующих в зоне интенсивного газо"выделения, особенно в зоне его максимума, Все это приводит к повышениюнагрузки на лаву по газовому фактору,ЗЕ интенсифицирует горные работы навыемочном поле.