СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ СБЛИЖЕННОГО ПЛАСТА Российский патент 2012 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для извлечения газов из сближенных пластов и выработанного пространства в условиях интенсивной отработки газоносных пластов с целью снижения газообильности выемочных участков за счет продуктивной работы дегазационных скважин, пробуренных на подрабатываемые угольные пласты.

Известен способ дегазации сближенных угольных пластов и выработанного пространства скважинами, пробуренными с земной поверхности впереди очистного забоя, с их обсадкой, подключением скважин к дегазационной системе с использованием передвижной наземной дегазационной установки для извлечения газов, выделяющихся из подрабатываемых сближенных пластов и из выработанного пространства действующей лавы [1].

Известен способ дегазации сближенных угольных пластов, используемый в сочетании со способами дегазации других источников газовыделения, путем бурения вертикальных скважин с поверхности, их обсадки, подключения к дегазационной схеме и извлечения газов, выделяющихся из сближенных пластов угля и пород [2].

Известен способ дегазации подрабатываемых пластов угля и выработанного пространства скважинами, пробуренными с поверхности, включающий их обсадку, подключение к дегазационной системе и извлечение газов сближенных пластов и выработанных пространств [3].

Этим известным способам дегазации сближенных угольных пластов скважинами, пробуренными с земной поверхности, свойствен общий недостаток, заключающийся в том, что скважины, пробуренные впереди очистного забоя, зачастую оказываются неработоспособными вследствие сдвижения пород кровли при посадке основной кровли, когда подвижками горных пород скважины срезаются, в том числе и в местах их обсадки трубами и герметизации затрубного пространства. Практика ведения горных работ по очистной выемке угля и дегазации сближенных пластов вертикальными скважинами свидетельствует о том, что на выемочном участке в этом случае работоспособными остаются 45-50% вертикальных скважин, стоимость бурения и оформления которых составляет 3-4 млн рублей на скважину.

Целью изобретения является повышение безопасности ведения подземных горных работ за счет более полного извлечения газов из подрабатываемых сближенных пластов и выработанного пространства при значительно меньших финансовых затратах на бурение и оборудование вертикальных дегазационных скважин.

Согласно изобретению эта задача решается тем, что в способе дегазации сближенного угольного пласта, включающем бурение с земной поверхности на отрабатываемом длинным очистным забоем выемочном поле вертикальных скважин до пересечения ими подрабатываемого сближенного пласта угля, подсоединение скважин к дегазационной системе и извлечение газов, ближайшую к очистному забою скважину на подрабатываемый пласт угля бурят после очередной посадки основной кровли и извлекают ею газ в интервале расстояния от лавы, кратном шагу посадки основной кровли, вертикальные скважины бурят в зоны с повышенной интенсивностью газовыделения из сближенного угольного пласта в выработанное пространство выемочного участка с учетом скорости подвигания очистного забоя, зоны с повышенной интенсивностью газовыделения из подрабатываемого сближенного пласта угля в выработанное пространство устанавливают на пересечении границы начала интенсивного газовыделения из дегазируемого сближенного пласта, отсчитываемой от очистного забоя, с таковой границей от выработки с исходящей струей воздуха.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена в плане схема расположения на отрабатываемом выемочном поле вертикальных скважин, пробуренных на подрабатываемый пласт угля, на фиг.2 - схема расположения вертикальных скважин на отрабатываемом выемочном поле (в разрезе).

Способ осуществляют следующим образом.

Применительно к конкретным горно-геологическим условиям разработки пластов угля по фактическим или прогнозным данным устанавливают местоположение зоны с повышенной интенсивностью газовыделения из сближенного подрабатываемого пласта угля в выработанное пространство действующей лавы и границы начала интенсивного газовыделения из разгружаемого сближенного пласта как со стороны очистного забоя, так и от смежного выемочного поля, подготовленного к выемке или ранее отработанного. Координаты пересечения упомянутых границ - это местоположение забоя вертикальной скважины.

На отрабатываемом угольном пласте 1 (фиг.1) длинным очистным забоем 2 на выемочном поле с учетом геометрических параметров свиты угольных пластов (протяженность и ширина выемочного поля, мощность разрабатываемого и сближенного угольных пластов, расстояние по нормали между отрабатываемым и сближенным пластами угля, угол падения пластов и углы разгрузки подрабатываемой угленосной толщи, отсчитываемые от линии очистного забоя и смежного поля) и заданной скорости подвигания очистного забоя ближайшую к очистному забою вертикальную скважину 3 бурят на подрабатываемый пласт 4 (фиг.2) после очередной посадки основной кровли. Вертикальная скважина 3 должна пересечь подрабатываемый пласт угля 4. Расстояние между скважинами принимают с учетом величины интенсивности метановыделения из сближенного пласта кратным шагу посадки основной кровли.

Конструкцию вертикальной скважины принимают согласно положениям нормативного документа по дегазации угольных шахт.

Готовую к эксплуатации вертикальную скважину 3 подсоединяют к дегазационной системе и извлекают газ, выделяющийся из подрабатываемого сближенного пласта 4. В качестве устройства, создающего разрежение, используют передвижную наземную вакуум-насосную станцию 5 (ПНВНС) с вакуумным насосом ВВН-50, ВВН-150 или иным аналогичным насосом, тип которого выбирают исходя из прогнозируемого расхода метана и каптируемой смеси в конкретных горнотехнических условиях разработки угольных пластов.

Внедрение способа позволит повысить эффективность извлечения метана из сближенного угольного пласта за счет рационального расположения забоя ближайшей к лаве вертикальной скважины и сократить объем бурения скважин на выемочном поле вследствие исключения (или сведения до минимума) случаев срезания вертикальных скважин в процессе сдвижения горных пород, как это происходит при использовании известных способов дегазации подрабатываемых сближенных угольных пластов.

Источники информации

1. Проблемы разработки метаноносных пластов в Кузнецком угольном бассейне / Ю.Н.Малышев, Ю.Л.Худин и др. - М.: Издательство Академии горных наук, 1997. - 463 с.

2. Малышев Ю.Н., Айруни А.Т. Комплексная дегазация угольных шахт. - М.: Издательство Академии горных наук, 1999. - 327 с.

3. Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт (РД-15-09-2006). Серия 05. Выпуск 14 / Коллектив авторов. - М.: ОАО «Научно-технический центр по безопасности в промышленности», 2007. - 256 с.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для извлечения газов из сближенных пластов и выработанного пространства. Способ включает бурение с земной поверхности на отрабатываемом длинным очистным забоем выемочном поле вертикальных скважин до пересечения ими подрабатываемого сближенного пласта угля, подсоединение скважин к дегазационной системе и извлечение газов. Ближайшую к очистному забою скважину на подрабатываемый пласт угля бурят после очередной посадки основной кровли и извлекают ею газ в интервале расстояния от лавы, кратном шагу посадки основной кровли. При этом вертикальные скважины бурят в зоны с повышенной интенсивностью газовыделения из сближенного угольного пласта в выработанное пространство выемочного участка с учетом скорости подвигания очистного забоя. Зоны с повышенной интенсивностью газовыделения из подрабатываемого сближенного пласта угля в выработанное пространство устанавливают на пересечении границы начала интенсивного газовыделения из дегазируемого сближенного пласта, отсчитываемой от очистного забоя, с таковой границей от выработки с исходящей струей воздуха. Технический результат заключается в повышении эффективности извлечения метана из сближенного угольного пласта, сокращении объема бурения скважин на выемочном поле. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ дегазации, включающий бурение с земной поверхности на отрабатываемом длинным очистным забоем выемочном поле вертикальных скважин до пересечения ими подрабатываемого сближенного пласта угля, подсоединение скважин к дегазационной системе и извлечение газов, отличающийся тем, что ближайшую к очистному забою скважину на подрабатываемый пласт угля бурят после очередной посадки основной кровли и извлекают ею газ в интервале расстояния от лавы, кратном шагу посадки основной кровли.

2. Способ дегазации по п.1, отличающийся тем, что вертикальные скважины бурят в зоны с повышенной интенсивностью газовыделения из сближенного угольного пласта в выработанное пространство выемочного участка с учетом скорости подвигания очистного забоя.

3. Способ дегазации по п.1 или 2, отличающийся тем, что зоны с повышенной интенсивностью газовыделения из подрабатываемого сближенного пласта угля в выработанное пространство устанавливают на пересечении границы начала интенсивного газовыделения из дегазируемого сближенного пласта, отсчитываемой от очистного забоя, с таковой границей от выработки с исходящей струей воздуха.