Способ повышения газоотдачи надрабатываемого угольного пласта при дегазации скважинами Российский патент 2022 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной отрасли, и может быть использовано для снижения объемов выделения метана из газоносного надрабатываемого пласта в пределах выемочного участка.

Известен способ дегазации надрабатываемого пласта, включающий бурение скважин из выработки в почву отрабатываемого угольного пласта, герметизацию скважин, подключение их к дегазационному трубопроводу и извлечение газа [Инструкция по дегазации угольных шахт. Серия 05. Выпуск 22. - М.: ЗАО «НТЦ исследований проблем промышленной безопасности», 2012. - 250 с, стр. 139-148].

Недостатком способа является низкая эффективность извлечения газа из-за отсутствия средств удаления природной и технической воды из скважин.

Известен способ дегазации надрабатываемого пласта, включающий бурение скважин, их герметизацию, подключение к дегазационному трубопроводу, определение местоположения границ зоны газоотдачи, разгружаемого от горного давления надрабатываемого пласта, и извлечение метана [А.Д. Рубан, В.С. Забурдяев, Г.С. Забурдяев и др. «Метан в шахтах и рудниках России: прогноз, извлечения и использование» М.: ИПКОН РАН, 2006. - 312 с, стр. 111-121].

К недостаткам способа следует отнести его низкую эффективность из-за присутствия воды в скважинах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий определение диапазона углов заложения скважин, их бурение, герметизацию устьев, подключение к дегазационному трубопроводу и извлечение метана [И.В. Сергеев, В.С. Забурдяев и др. «Проблемы разработки угольных пластов, извлечение и использование шахтного метана в Печорском бассейне» М.: ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского, 2002. - 350 с., стр. 237-246. (Прототип)].

Недостатком способа является отсутствие приемов по извлечению воды из скважин и низкая его эффективность.

Технической задачей изобретения является повышение газоотдачи надрабатываемого пласта при дегазации скважинами.

Поставленная цель достигается за счет дополнительного до бурения скважин на надрабатываемый пласт, проведения дренажных скважин в породы кровли и отрабатываемого пласта, слива природной и технической воды из них в выработку, герметизации устья скважин, пробуренных в почву отрабатываемого пласта, до уровня кровли надрабатываемого пласта.

Способ осуществляется следующим образом.

В условиях газообильной шахты со сложным газовым балансом на надрабатываемый пласт угля, заключенный в углепородном массиве свиты газоносных угольных пластов, из участковой выработки отрабатываемого пласта проводят дегазационные скважины в зоны пласта, подверженные разгрузке от горного давления во время ведения очистных работ. Такие скважины с отрицательным углом возвышения (нисходящие скважины) подвержены водопритоку не только технической, но и природной воды, содержащейся в углепородном массиве. Залитые водой нисходящие скважины снижают газопроницаемость угля и объемы выделения метана из надрабатываемого пласта в скважины.

Осложенную газовую ситуацию на очистном участке устраняют путем снижения водопритока в нисходящие скважины в породы кровли отрабатываемого пласта, герметизируют их от рудничной атмосферы с возможностью слива воды в водосточную канавку в выработке. Параметры дренажных скважин, пробуренных в промежутке между основными (дегазационными скважинами) принимают короче по длине, чем скважин, пробуренных на подрабатываемые пласты угля, в связи с трещиноватостью пород кровли отрабатываемого угольного пласта.

Частоту бурения дренажных скважин определяют в зависимости от водопритока, предварительно измеренного на ранее пробуренных дегазационных скважинах.

Скважины, пробуренные на надрабатываемый пласт из участковой выработки, герметизируют до уровня его кровли.

В случае временного избыточного водопритока в нисходящие скважины применяют средства искусственного извлечения из них воды, например насосом.

Параметры и режимы функционирования дегазационных скважин определяют в соответствии с положениями нормативного документа по дегазации угольных шахт.

Положительный эффект от внедрения способа достигают за счет выполнения дегазационных работ на выемочном участке путем последовательного проведения скважин на подрабатываемые пласты и надрабатываемый пласт угля, слива воды из дренажных скважин, пробуренных в кровлю отрабатываемого пласта, герметизации нисходящих скважин до уровня кровли надрабатываемого пласта, снижения водопритока в скважины, повышения продуктивности нисходящих скважин по извлечению метана.

Заявлен способ повышения газоотдачи надрабатываемого угольного пласта при дегазации скважинами. Техническим результатом является повышение газоотдачи надрабатываемого пласта при дегазации скважинами. Способ включает бурение скважин в кровлю и почву отрабатываемого пласта. Также способ включает герметизацию их устьев, подключение к дегазационному трубопроводу и извлечение газа. Дегазационные скважины на выемочном участке проводят последовательно, сначала на подрабатываемые угольные пласты, затем на надрабатываемый пласт угля. Дополнительно до бурения скважин на надрабатываемый пласт проводят в породы кровли отрабатываемого пласта дренажные скважины. После чего сливают воду из скважин, пробуренных на надрабатываемые пласты и в породы кровли. Скважины, пробуренные на надрабатываемый пласт угля, герметизируют до уровня его кровли.

Способ повышения газоотдачи надрабатываемого угольного пласта при дегазации скважинами, включающий бурение скважин в кровлю и почву отрабатываемого пласта, герметизацию их устьев, подключение к дегазационному трубопроводу и извлечение газа, отличающийся тем, что дегазационные скважины на выемочном участке проводят последовательно, сначала на подрабатываемые угольные пласты, затем на надрабатываемый пласт угля, дополнительно до бурения скважин на надрабатываемый пласт проводят в породы кровли отрабатываемого пласта дренажные скважины, сливают воду из скважин, пробуренных на надрабатываемые пласты и в породы кровли, при этом скважины, пробуренные на надрабатываемый пласт угля, герметизируют до уровня его кровли.