СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 2010 года по МПК E21F7/00 

Описание патента на изобретение RU2398971C1

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к угольной, и может быть использовано на угольных пластах при подготовке угольного месторождения к отработке с применением газоотсасывающих установок для предварительной дегазации угольных пластов и снижения содержания газа метана в угольном пласте.

Известен «Способ комплексной разработки угольного пласта» (патент РФ №2251000, кл. E21F 7/00, опубл. 2005.04.27), заключающийся в бурении системы гидравлически связанных скважин, горизонтальной поперечной и направленных, обсаженных и необсаженных по угольному пласту, осуществлении через них гидродинамического и огневого воздействия на угольный пласт.

Недостатками известного технического решения является то, что в нем не проработан технический регламент процесса соединения вертикальных скважин с помощью горизонтальной поперечной скважины. Буровые каналы имеют низкую дебиторскую способность. Процесс повторного розжига угольного пласта приводит к дополнительным материальным затратам.

Известен «Способ дегазации угольного пласта» (патент РФ №2282722, кл. E21F 7/00, опубл. 2006.08.27), при котором производят бурение с поверхности наклонно-горизонтальной и наклонной скважин по падению угольного пласта, наклонно-горизонтальную скважину соединяют с наклонной скважиной, затем производят бурение нескольких горизонтальных буровых каналов по падению угольного пласта.

Недостатками известного способа является то, что проводится небольшое количество дегазационных скважин (всего две), затем их соединяют между собой горизонтальными буровыми каналами, расстояние между которыми составляет 300-400 м; следовательно, указанный способ приводит к низкой газоотдаче дегазационных скважин.

Известна «Технология предупреждения аварийных ситуаций при подземной разработке угольных пластов» (патент РФ №2155870, кл. E21F 5/00, опубл. 2000.09.10), принятая за прототип, включающая проведение с дневной поверхности с помощью автономных буровых аппаратов вертикальных и наклонных скважин до продуктивного пласта, осуществление деметанизации угольного пласта и прилегающих пород.

Недостатками известного технического решения является то, что наряду с дегазационными скважинами осуществляют проходку выработок выше и ниже продуктивного пласта, затем из этих выработок проходят скважины в направлении снизу вверх к дневной поверхности, что подразумевает собой присутствие людей и тем самым может привести к аварийным ситуациям.

Задачами заявляемого изобретения являются предварительная дегазация угольных пластов, предотвращение взрывов газа метана при отработке высокогазоносных пластов, снижение содержания газа метана в угольном пласте, увеличение газоотдачи дегазационных скважин, повышение безопасности ведения горных работ.

Технический результат заявляемого изобретения - предварительная дегазация угольных пластов, предотвращение взрывов газа метана при отработке высокогазоносных пластов, снижение содержания газа метана в угольном пласте, увеличение газоотдачи дегазационных скважин, повышение безопасности ведения горных работ.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе предварительной дегазации угольных пластов, включающем бурение с дневной поверхности вертикальных дегазационных скважин до пересечения с угольным пластом, согласно изобретению, после чего производят веерное разбуривание наклонных дегазационных скважин по угольному пласту из одного забоя, после этого во всех дегазационных скважинах производят гидроразрыв через расстояние, которое определяют опытным путем для каждого угольного пласта, затем устья дегазационных скважин подключают к газоотсасывающим установкам, полученную метановоздушную смесь очищают от воды и других примесей, сжижают и закачивают в резервуары для хранения.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлены вертикальная 1 и наклонные 2 дегазационные скважины, расположенные вкрест простирания угольного пласта; на фиг.2 представлены вертикальная 1 и наклонные 2 дегазационные скважины, расположенные в плоскости угольного пласта.

Заявляемый способ предварительной дегазации осуществляют следующим образом. Производят бурение с дневной поверхности вертикальной 1 дегазационной скважины до пересечения с угольным пластом, после чего производят веерное разбуривание наклонных 2 дегазационных скважин по угольному пласту из одного забоя. После этого во всех дегазационных скважинах производят гидроразрыв через расстояние, которое определяют опытным путем для каждого угольного пласта. Затем устья дегазационных скважин подключают к газоотсасывающим установкам. Полученную метановоздушную смесь очищают от воды и других примесей, сжижают и закачивают в резервуары для хранения.

Пример конкретного выполнения способа. Бурение дегазационных скважин произведено высокопроизводительным буровым станком GBH 1/89/12 фирмы «Deilmann Haniel Mining Systems Gmbh». Станок смонтирован на гусеничном ходу. Расстояние между дегазационными скважинами определяют опытным путем или по формуле, предложенной ВостНИИ (Восточный научно-исследовательский институт по безопасности труда в угольной промышленности) [Основы горного дела. Снижение влияния газового фактора на повышение производительности очистного забоя и повышение безопасности ведения очистных работ на пластах с высокой газообильностью: учебное пособие / А.В.Ремезов, В.Г.Харитонов, С.И.Хлудов и др. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 2006, с.35]:

,

где η - коэффициент, учитывающий влияние пространственного расположения скважин на их производительность;

Кв - коэффициент, учитывающий влияние величины вакуума на производительность дегазационных скважин;

Jо- начальное удельное газовыделение из скважин при естественном

истечении метана, м3/м сут;

m - мощность пласта, м;

γу - удельный вес угля;

Кдег.пл. - необходимый коэффициент дегазации пласта, доли ед.

По нашим расчетам расстояние между вертикальными дегазационными скважинами составляет около 100-150 метров. Эта цифра весьма условна, и плотность размещения вертикальных скважин определяется в индивидуальном порядке.

Для увеличения газоотдачи дегазационных скважин в них производят гидроразрыв. Для этого в дегазационные скважины закачивают жидкость разрыва в объемах, требующихся для создания в скважине давления, необходимого для разрыва угольного массива. Как правило, используют жидкости двух видов: жидкость разрыва (углеводородные, водные растворы) и жидкость-наполнитель (смесь воды с песком).

Устья дегазационных скважин подключают к модульным дегазационным установкам фирмы «PGM-Lenetal». На каждой дегазационной скважине предусматриваются устройства для включения ее в общую дегазационную систему и отключения от нее, контроля дебита метана, улавливания воды, а также для набора проб газа и замера разрежения у устья скважины. Для увеличения эффективности дегазации устье скважины качественно герметизируют. Герметизацию скважин производят цементным раствором (цемент марки 600-700). Глубина герметизации должна быть не менее 5 м.

Предварительная дегазация угольных пластов достигается проведением вертикальных и наклонных дегазационных скважин по угольному пласту до начала работ по вскрытию и подготовке шахтного поля.

Предотвращение взрывов газа метана при отработке высокогазоносных пластов достигается снижением содержания газа метана в угольном пласте до безопасной концентрации путем предварительной дегазацией.

Снижение содержания газа метана в угольном пласте достигается проведением наклонных дегазационных скважин непосредственно по угольному пласту, что обеспечивает высокую дебиторскую способность дегазационных скважин.

Увеличение газоотдачи дегазационных скважин достигается применением гидроразрыва во всех дегазационных скважинах через определенное расстояние, которое определяется опытным путем. Применение гидроразрыва увеличивает проницаемость угольного пласта за счет образования трещин или расширения и углубления в нем естественных трещин.

Повышение безопасности ведения горных работ достигается предварительной дегазацией угольных пластов и отсутствием людей при проведении дегазационных скважин.

Таким образом, заявляемый способ предварительной дегазации угольных пластов позволяет достичь предварительной дегазации угольных пластов, предотвращения взрывов газа метана при отработке высокогазоносных пластов, снижения содержания газа метана в угольном пласте, увеличения газоотдачи дегазационных скважин, повышения безопасности ведения горных работ.

Похожие патенты RU2398971C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ 2009
  • Ремезов Анатолий Владимирович
  • Бубнов Константин Александрович
  • Харитонов Виталий Геннадьевич
  • Кадошников Александр Викторович
RU2387784C1
АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ГАЗОВОЗДУШНЫХ СКВАЖИН ОТ ВЗРЫВА 2006
  • Ремезов Анатолий Владимирович
  • Харитонов Виталий Геннадьевич
  • Ануфриев Валерий Михайлович
  • Коротаев Павел Сергеевич
  • Рогачков Антон Владимирович
  • Климов Владимир Григорьевич
  • Кадошников Александр Викторович
RU2314423C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕМ ИЗ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА 2009
  • Зуев Владимир Александрович
  • Калинин Николай Борисович
  • Моисеев Сергей Анатольевич
  • Наумов Андрей Владимирович
  • Горин Юрий Александрович
RU2395690C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ СВИТЫ СБЛИЖЕННЫХ ВЫСОКОГАЗОНОСНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ 2005
  • Зуев Владимир Александрович
  • Погудин Юрий Михайлович
  • Казанин Олег Иванович
  • Бобровников Владимир Николаевич
  • Вовк Александр Иванович
  • Сальников Артем Александрович
  • Бучатский Владимир Марьянович
  • Бочаров Игорь Петрович
RU2282030C1
Способ отвода метановоздушной смеси из выработанного пространства 2021
  • Мешков Анатолий Алексеевич
  • Харитонов Игорь Леонидович
  • Ледяев Николай Владимирович
RU2788841C1
СПОСОБ ПРОВЕТРИВАНИЯ ДЛИННОГО ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ 2007
  • Ремезов Анатолий Владимирович
  • Харитонов Виталий Геннадьевич
  • Ануфриев Валерий Михайлович
  • Рогачков Антон Владимирович
  • Ереметов Павел Викторович
  • Климов Владимир Григорьевич
RU2343288C1
СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ УГЛЕНОСНОЙ ТОЛЩИ 2012
  • Ковалев Олег Владимирович
  • Мозер Сергей Петрович
  • Тхориков Игорь Юрьевич
  • Лейсле Артем Валерьевич
  • Руденко Геннадий Викторович
RU2487246C1
СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА 2011
  • Сажин Павел Васильевич
  • Леконцев Юрий Михайлович
RU2472940C1
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕМ НА ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКАХ ПРИ ОТРАБОТКЕ МОЩНЫХ И СБЛИЖЕННЫХ ВЫСОКОГАЗОНОСНЫХ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ 2012
  • Полевщиков Геннадий Яковлевич
  • Козырева Елена Николаевна
  • Родин Роман Иванович
  • Климов Владимир Григорьевич
RU2510461C1
Способ дегазации угольного пласта 2023
  • Забурдяев Виктор Семенович
  • Федоров Евгений Вячеславович
RU2814374C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 398 971 C1

Реферат патента 2010 года СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к способу предварительной дегазации угольных пластов. Техническим результатом является предварительная дегазация угольных пластов, предотвращение взрывов газа метана при отработке высокогазоносных пластов, снижение содержания газа метана в угольном пласте, увеличение газоотдачи дегазационных скважин, повышение безопасности ведения горных работ. Указанный технический результат достигается тем, что производят бурение с дневной поверхности вертикальных дегазационных скважин до пересечения с угольным пластом, после чего производят веерное разбуривание наклонных дегазационных скважин по угольному пласту из одного забоя. После этого во всех дегазационных скважинах производят гидроразрыв через расстояние, которое определяют опытным путем для каждого угольного пласта. Затем устья дегазационных скважин подключают к газоотсасывающим установкам. Полученную метановоздушную смесь очищают от воды и других примесей, сжижают и закачивают в резервуары для хранения. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 398 971 C1

Способ предварительной дегазации угольных пластов, включающий бурение с дневной поверхности вертикальных дегазационных скважин до пересечения с угольным пластом, отличающийся тем, что производят веерное разбуривание наклонных дегазационных скважин по угольному пласту из одного забоя, после этого во всех дегазационных скважинах производят гидроразрыв через расстояние, которое определяют опытным путем для каждого угольного пласта, затем устья дегазационных скважин подключают к газоотсасывающим установкам, полученную метановоздушную смесь очищают от воды и других примесей, сжижают и закачивают в резервуары для хранения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2398971C1

ТЕХНОЛОГИЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ 1998
  • Плугин А.И.
  • Азизов А.М.
  • Асланов И.М.
  • Курицын А.Г.
  • Сильников М.В.
  • Степаненко А.И.
RU2155870C2
Способ дегазации свиты угольных пластов 1989
  • Буханцов Александр Иванович
  • Лукаш Александр Семенович
  • Анпилогов Юрий Григорьевич
  • Зыков Юрий Михайлович
  • Филоненко Станислав Яковлевич
  • Королева Валентина Николаевна
SU1566046A1
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ К ОТРАБОТКЕ 1999
  • Рубан А.Д.
  • Забурдяев В.С.
  • Сергеев И.В.
  • Забурдяев Г.С.
  • Брайцев А.В.
RU2166637C2
СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА 2004
  • Карасевич Александр Мирославович
  • Крейнин Ефим Вульфович
  • Сторонский Николай Миронович
RU2282722C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ 2004
  • Буслаев Виктор Федорович
  • Цхадая Николай Денисович
  • Коноплев Юрий Петрович
  • Кейн Светлана Александровна
RU2285117C2
СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ СВИТЫ ГАЗОНОСНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ 2006
  • Тризно Сергей Константинович
  • Лазаренко Сергей Николаевич
  • Полевщиков Геннадий Яковлевич
  • Кравцов Павел Владимирович
RU2319838C1
СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА 1992
  • Крейнин Е.В.
RU2054557C1
СПОСОБ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ СКВАЖИН КАРБОНАТНОГО НЕФТЯНОГО ПЛАСТА 2000
  • Телин А.Г.
  • Исмагилов Т.А.
  • Смыков В.В.
  • Вахитов М.Ф.
  • Деревянко Р.М.
  • Кавеев Х.З.
  • Хисамутдинов А.И.
  • Хайруллин И.А.
  • Ахметов Н.З.
RU2161251C1
Алидзаев Е.Д
Монтаж и эксплуатация дегазационных установок на шахтах
- М.: Углетехиздат, 1957, с.64-65
КАЛИНИН А.Г
и др
Бурение наклонных и горизонтальных скважин
- М.: Недра, 1997, рис.4.17, с.159.

RU 2 398 971 C1

Авторы

Ремезов Анатолий Владимирович

Харитонов Виталий Геннадьевич

Бубнов Константин Александрович

Коротаев Павел Сергеевич

Стариков Александр Петрович

Даты

2010-09-10Публикация

2009-03-02Подача