Способ дегазации угольного пласта при его отработке

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ЯО 14 4134 А 1 г 50 4 Е 217 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт горного дела им. А. А. Скочинского(54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНОГОПЛАСТА ПРИ ЕГО ОТРАБОТКЕ(57) Изобретение относится к горной промсти. Цель изобретения - повышение эффективности дегазации путем предотвращения внезапных прорывов газа из надрабатываемой толщи в горные выработки во время первой посадки кровли. Из выработок, оконтури вающих выемочный участок, проводят группы скважин (С), ориентированных под углом к забою. Герметизируют С, подключают их к газопроводу и отсасывают газ, Из фланговой выработки, расположенной за разрезной печью, дополнительно проводят группу С. С обеих групп С проводят до пересечения пород почвы надрабатываемого пласта в зоне первичной разгрузки. Располагают С между собой перекрестно с возможностью образования аэродинамической связи между ними после посадки основной кровли. Для повышения эффективности дегазации путем повышения продуктивности С за счет удаления жидкости из них на период удаления жидкостиФ С, устья которых расположены выше, отключают от газопровода, На С, устья которых расположены ниже, увеличивают разрежение. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к горной промыш-ленности и может быть использовано для предотвращения внезапных прорывов газа в горныс выраоотки и снижения газообильпости выемочных участков.Целью изобретения является повышение эффективности дегазации путем предотвра 1 цения внезапных прорывов газа из надраоатываемой толщи в горные выработки вовремя первой посадки кровли, а также путем повышения продуктивности скважин за счет удаления жидкости из них.На фиг. 1 приведена принципиальнаясхема расположения скважин на выемоч ,ном участке при столбовой системе разра-ботки; на фиг, 2 -- разрез А Л на фиг. 1в условиях отработки угольного пласта лавой по падению; на фиг. 3 - схема расположения скважин в разрезе пластов и удаления жидкости в условиях пласта, отрабатываемого лавой по восстанию.Способ осуществляют сле сующим обраНа участке угольного пласта 1 (фиг. 1), оконтуренном выработками 2, 3 и 4, на надрабатываемый пласт 5 (фиг. 2 и 3) в зону его будущей разгрузки от первой посадки ; основной кровли проводят скважины 6 из выработки 2, скважины 7 из выработки 3 ; :и скважины 8 и 9 из фланговой выработ, ки 4. Скважины 6 и 7 проводят с разворо том в направлении будущего очистного за боя, для которого пройдена разрезнаяпечь 1 О, Скважины 8 располагают перекрестно скважинам 6, а скважины 9 - пе, рекрестно скважинам 7 с возможностью по следующей аэродинамической связи междувыделенными группами скважин после первой посадки основной кровли. Скважины 6 -9 проводят до пересечения пород почвы надрабатываемого пласта, штыо из них удалякт путем тцательной промывки водой или продувки сжатым воздухом. Скважины 69 обсаживают трубами с цементным или иныом заполнителем затрубного пространства и подсоединяют к дегазационным трубопроводам 11, 12 и 13. Устья скважин 6 и 7 в своих сериях размещают на расстоянии друг от друга, равном ч,агу плановых посадок основной кровли, осуществляемых после первой посадки. При этом узел обсадки этих скважин располагают так, чтобы перекрыть основную систему крупных трещин, которые образуются в нсиве пласта после очередных плановых посадок основной кровли (на фиг. 2 и 3 места крупных трещин показаны тонкими пунктирными линиями). Это позволяет предотвратить подсосы воздуха после того, как лава начнет работать и зона разгрузки будет скачкообразно пере 1 есцаться.Параметры скважин устанавливаютопытным путем или по формулам с учетомгде 1 - шаг плановых посадок основнойкроьли, м;35 й ) 2,5 (рекомендуется принимать п ==2,5);Ьопределяют из формулы 1 для условий заложения скважин 6 и 7, м,Угол разворота проекций скважин 8 и 9 40 на плоскость пласта по отношению к осифланговой выработки принимают равным80 90 . Устья скважин 8 и 9 должны располагаться на расстоянии д от оконтуривающих выемочных столб выработок 2 и 3(см. фиг. 1).Угол между скважиной и плоскостьюпласта для скважин 6 и 7 равенМагсвп (3) скважи сад г МсгУ + ны разгрузки предшествуюшиовной кровли, м я охраны фланго где протяж момент первой ширина вой выр нность зовремени,осадке осцелика длботки, м. горногеологических и горнотехнических условий: мощности между вынимаемым 1 и надрабатываемым 5 пластами, расположения слоя крепких пород в почве разра.батываемого пласта, шага посадки основной кровли (1), углов разгрузки надрабатываемой толщи от неподвижных границ будущего выработанного пространства (границы вдоль выработки 2 для скважин 6, выработки 3 для скважин 7 и выработки 10 1 О0 для скважин 8 и 9 на этапе предотвращения внезапных прорывов газа после первой посадки основной кровли) и его подвижной границы, т. е. от линии очистного забоя на этапе плановых посадок основной кровли, следующих за первой, Для скважин 6 и 7 дополнительным условием является охват зоны, равной двум шагам посадки основной кровли.Параметры заложения дегазационныхскважин определяют следующим образом.Определяют расстояние д от проекции забоя скважины на плоскость пласта до выработки, из которой эта скважина бурится:Ь =М сК Ч-+С.+о, (1)М - мощность междупластья, м;25 с) - угол разгрузки, град;С - ширина охранного целика или буртовой полосы, выложенной вдоль выработки, м.Определяют угол разворота проекцийскважин на плоскость пласта по отношению З 0 к оси выработки для скважин 6 и 714 34134 а т,) (6) жин к горизонтальют равнымозфсову зп ), (7) ями скважин на готь и перпендикуляиз которой они про- вным 1 Уго ной пл у= агс а угол ризонт ром к бурень наклона сква оскости принима зп(зпр созмс между проекци альную плоскос оси выработки, , принимают ра 3Длину скважин 8 и 9 принимают рав- ной 1, = М+(1 р-Мсг)р+с+10) (1+с 8 г) (5)а длину скважин 6 и 7 принимают равной 0 - агсс(д (с(дсозА(КР г ) В формулах (7) и (8) при расчете параметров скважин 6 и 7 фф = 3 р =Р а при расчете параметров скважин 8 и 9 У = 3; В =,. Верхний знак в формулах (7) и (8) соответствует следующим случаям расчета: 1 - рассчитываются параметры скважин при отработке лав по падению; 2 - рассчитываются параметры скважин при отработке лав по простиранию и скважин, пробуренных из откаточной выработки или расположенных вблизи нее. Нижний знак в формулах (7) и (8) соответствует следующим случаям расчета:рассчитываются параметры скважин при отработке лав по восстанию; 2 - рассчитываются параметры скважин при отработке лав по простиранию и скважин, пробуренных из вентиляционной выработки или расположенных вблизи нее,Параметры скважин 6 и 7 на последующих участках пласта, расположенных за зоной первой посадки основной кровли, могут быть скорректированы с учетом дебитов метана из скважин.Скважины 8 и 9, а также скважины 6 и 7, пробуренные в зоне первой посадки основной кровли, проводят до начала очистных работ, а к моменту первой посадки должны быть дополнительно подготовлены к работе не менее чем по одной скважине 6 и 7 (из выработок 2 и 3) для охвата зоны 1 (фиг. 2, 3), т. е. участка надрабатываемого пласта, разгружаемого первым за зоной 1, разгрузки надрабатываемого пласта после первой посадки основной кровли. Каждую вновь пробуренную скважину подключают в газопроводу.Перекрестно пробуренные в зоне первой посадки основной кровли скважины 6 и 8, 7 и 9 за счет трещин техногенного происхождения, формируемых в надрабатываемом массиве после посадки основной кровли, создают аэродинамическую связь прежде всего между перекрестными скважинами, а затем и между упомянутыми группами скважин. Повышается продуктивность скважин 15 20 25 30 35 40 45 50 и эффективность отсоса газа, что весьма важно на этапе бурного метановыделения из достаточно протяженного участка 1, надрабатываемого пласта, разгружаемого с запозданием из-за слоя крепких пород в почве пласта в короткий промежуток времени. Участок надработанного пласта на границах его разлома вскрыт скважинами и перекрыт сетью трещин, связывающих перекрестно пробуренные скважины. Скважины включаются в работу сразу же после начала процесса разгрузки надрабатывасмого пласта и функционируют в течение всего времени интенсивного газовыделения из зоны разгрузки 1, и примыкающих к ней участков надрабатываемого пласта. Продуктивным отсос газа скважинами 6 - 9 исключает накопление газа в полостях расслоения под слоем крепких пород (песчаников, известняков) и предотвращает внезапные прорывы газа в горные выработки по трещинам разлома в породах почвы.Перекрестное расположение скважин и аэродинамическая связь между ними упрогцают процесс удаления жидкости из скважин на первом этапе их функционирования, когда дегазируют участок надрабатываемого пласта протяженностью 1, (фиг. 2 и 3). Разность в абсолютном уровне устьев скважин, пробуренных из выработок 2 и 3 и выработки 4, создают при аэродинамической связи между перекрестными скважинами благоприятные условия для удалеия из скважин жидкости, снижающей продуктивность газоотсоса. Достигают это за счет того, что временно отключают от дегазационной сети группу скважин, устья которых в серии перекрестно пробуренных скважин расположены выше, а на другой группе скважин, расположенных ниже и аэродинамически связанных с отключенными, повышают вакуум. За счет разности давлений в отключенных скважинах и скважинах, находящихся под глубоким вакуумом, жидкость перетекает из скважин в газопровод,На участках пласта, отрабатываемых лавами по падению (фиг. 2), от вакуумной сети отключают скважины 8 и 9, а вакуум усиливают на скважинах 6 и 7. Жидкость из скважин удаляют в трубопроводы 11 и 12. В лавах по восстанию (фиг. 3), напротив, отключают скважины 6 и 7, усиливают вакуум на скважинах 8 и 9, а жидкость удаляют в трубопровод 13.На обводненных пластах для сокращения времени удаления жидкости из скважин на отключенных от дегазационного трубопровода скважинах создают подсосы воздуха (фиг, 3). С помощью пропускаемого по скважинам воздуха жидкость выводят из скважин и связующих их трещин в дегазационный трубопровод, расположенный ниже. Рациональное использование принципа1434134 Формула изобретения 1 а Ц 7 ие. самоизлива жидкости (за счет разности уровней), перекрестное расположение скважин,с аэродинамической связью между ними иискусственное создание перепада давленийв скважинах и газопроводе позволяют эффективно и в короткий срок избавиться ототрицательного влияния жидкости на продуктивность скважин, функционирующих в,разгруженной зоне после первой посадки,основной кровли. Временем прекращенияпринудительного удаления жидкости из скважин служит момент окончания водопритока,или начала снижения концентрации метана,;обусловленного протеканием по скважинерудничного воздуха. Отключенные скважины вновь подключают к дегазационнойсистеме.Сеть искусственно формируемых трещинмежду перекрестными скважинами оказывает благоприятное влияние на удалениежидкости из скважин в полости расслоения, формируемые над и под надрабатывае 20мым пластом,Сочетание перечисленных мероприятийно рациональной дегазации надрабатывае мой толщи скважинами позволяет исключить внезапные прорывы газа в горные выработки по разломам в породах почвы отрабатываемого пласта, формируемым после наиболее опасной первой посадки основной кровли.При последующих плановых посадкахосновной кровли, происходяших с интервалом 1, 1 фиг. 2 и 3), внезапные прорывы газа предотвращают за счет включения в ра боту дополнительно пробуренных скважини функционирования ранее пробуренных, втом числе из фланговой выработки. Метаниз вновь разгружаемого участка надрабатываемого пласта поступает в новые скважины 6 и 7, г также в ранее образованныеполости, из которых его удаляют другими,ранее пробуренными скважинами. Высокая эффективность системы скважин, предусмотренных для дегазации над. рабатываемой толгци, обеспечивает безопас. ные условия отработки газоносного пласта как по фактору внезапных прорывов газа, так и по фактору газообильности в целом выемочного участка. Создаются благоприятные условия для высокопроизводительной и безопасной работы очистных забоев. 1. Способ дегазации утольного пласта при его отработке, включающий проведение из выработок, оконтуривающих выемочный участок, группы скважин, ориентированных под углом к забою, их герметизацию, подключение к газопроводу и отсос газа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации путем предотвращения внезапных прорывов газа из надрабатываемой толщи в горные выработки во время первой посадки кровли, дополнительно проводят группу скважин из фланговой выработки, расположенной за разрезной печью, причем скважины обеих групп проводят до пересечения пород почвы надрабатываемого пласта в зоне первичной разгрузки и располагают их между собой перекрестно с возможностью образования аэродинамической связи между ними после первой посадки основной кровли. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации путем повышения продуктивности скважин за счет удаления жидкости из них, на период удаления жидкости скважины, устья которых расположены выше, отключают от газопровода, а в скважинах, устья которых расположены ниже, увеличивают разрежение.1434134 А -А дяе ИИПИ Государственного коми 113035, Москва, Ж оизводственно-полиграфическедактор И. Рыбченко аказ 5532/36 ВН Составитель И.Техред И. ВересТираж 426 ета СССР по делам нзо- 35, Рау шская наб.,е предприятие, г. Ужгор Корректор Н. КорольПодписноеб етений и открытиирд. 45од, ул. Проектная, 4