Способ дегазации сближенного угольного пласта Советский патент 1984 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть использо вано для снижения газообильности сбл женнмх угольных пластов. Известен способ дегазации сближен ного пласта, включающий проведение скважин, подключение их к газопрово.ду и отсос газа из пласта Г13. Недостатками данного способа явля ются значительные подсосы воздуха в скважинах, удаленных от лавы, и не высокая концентрация метана в отсасываемой газовой смеси. Известен также способ дегазации сближенного угольного пласта, включающий бурение дегазационных скважин в сближенный угольный пласт, подключение дегазационных скважин к вакуум ному газопроводу, отсос газа из угол ного пласта, измерение величины разрежения в устье дегазационных скважин и определение в сближенном уголь ном йпасте местоположения максимума газовыделения из пласта в скважины относительно забоя лавы разрабатываемого угольного пласта С 23. Недостатком этого способа является относительно невысокая эффективность дегазации сближенного угольног пласта. Целью изобретения является повышение эффективности дегазации путем рационального использованид разрежения вакуумного газопровода. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу дегазации сближенного угольного пласта, включающему бурение дегазационных скважин в сближенный угольный пласт, подключение дегазационных скважин к вакуумному газопроводу, отсос газа из угольного пласта, измерение величины разрежения в устье дегазационных скважин и определение в сближенном угольном пласте местоположения максимума газовьщеления из пласта в скважины относительно забоя лавы разрабатьшаемого угольного пласта, в сближенном угольном пласте определяют зону интенсивного газовьщеления, отключают от вакуумного газопро вода дегазационные скважины, находящ еся вне зоны интенсивного газовьщеле ния, а величину разрежения в дегазационных скважинах, находящихся в зоне интенсивного газовьщеления, регулируют, начиная со скважины с максимальным газовьщелением, в соответствии с зависимостью: 6 N где В-, величина разрежения в устье i-ой скважины в зоне интенсивного газовыделения, мм рт. ст.; величина разрежения в устье скважины в зоне максимального газовьщеления, мм рт.ст.; порядковый номер скважин, начиная со скважины с максимальным газовыделением; количество скважин в зоне Интенсивного газовьщеления. Способ дегазации сближенного пласта осуществляют следующим образом. Из горной выработки выемочного участка, групповой или полевой выработки проводят скважины на дегазируемь сближенный пласт, обсаживают их трубами или устанавливают герметизаторы и подсоединяют к дегазационному трубопроводу, сообщенному с вакуум-насосной станцией.Параметры скважин определяют в соответствии . с нормативными документами для соответствзлощих горнотехнических условий разработки угольного пласта. В процессе подвигания лавы пери одически (1-2 раза в неделю) измеряют величину разрежения на устье скважин, расход газовоздушной смеси и концентрацию метана, выявляют динамику процесса истечения метана в каждую дегазационного скважину и в дегазационную систему выемочного участка, определяют местонахождение дальней границы зоны интенсивного газовьщеления 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 газовьщеления, т.е. местонахождение начала зоны разгрузки в дегазируемом сближенном пласте и в момент прекращения газовщцеления, т.е. протяженность зоны газовьщеления . Измерения разрежения в скважинах, расхода газовоздушной смеси и концентрации метана производят принятыми для этих целей в угольной промьнпленности средствами. Местонахождение зон начала и максимума газовьщеления определяют по дебиту метана из скважин или инструментальными измерениями начала разгрузки в сближенном пласте, например по смещению реперов установленных в забоях, пробуренных на сближенный пласт скважин. Аналогично по газовьщелению из скважин (прекращению газовьщеления) или. по деформациям сжатия, зафиксированным по смещению реперов, устанавливают местонахождение дальней границы зоны газовьщеления относительно забоя лавы Скважина считается неэффективной, когда газовыделение из нее равно га- зовьщелению в зоне пригрузки за лаво Затем устанавливают протяженность зоны интенсивного газовьщеления в сближенном пласте, характеризуемой расстоянием по линии расположения забоев скважин от точки начала газовьщеления из пласта в скважину до места, где скважина практически пре кращает функционировать. Когда в сближенном пласте устанавливаются приборы для измерения деформаций, протяженность зоны интенсивного газовьщеления может быть оценена расстоянием от точки появления дефор маций растяжения до точки начала сжатия пласта. На этапе проектирова ния дегазации протяженность зоны tj. (в метрах)-интенсивного газовьще ления в сближенном пласте можно оп ределять по Формуле |-,. V Wpl где U)( - протяженность зоны разгруз ки в разрабатываемом пласт м; определяется расчетом или опытным путем; мощность междупластья, т,е расстояние по нормали от разрабатьгааемого пласта до сближенного, м; предельное расстояние разгрузки пород междупластья, Величина Ц , определенная расче том, корректируется в процессе ве дения дегазационных работ. Все пробуренные на сближенный пласт скважины, расположенные за пределами зоны интенсивного газовыделения, отключаются от дегазационной сети. Скважины, находящиеся за дальней границей зоны интенсивного газовьщеления, отсоединяют от газопровода и заглушают, а скважины еред зоной временно перекрывают адвижкой или вентилем. Отключение кважин, расположенных вне зоны нтенсивного газовьщеления, уменьает потери вакуума на выемочном частке. На скважинах, функционирующих зоне интенсивного газовьщеления, азрежение в скважинах (вакуум) пеераспределяют таким образом, чтобы кважины в зоне максимума газовьщеения были наиболее продуктивными, на скважинах вблизи границ начала прекращения газовьщеления, где азовьщеление невысокое - бьшо менье подсосов воздуха. Разрежение в дегазационных скважинах, находящихся в зоне интенсивного газовьщеления, распределяют в соотношении где В{ - величина вакуума на устье i-й скважины в зоне интенсивного газовьщеления, мм рт. ст.; В - величина вакуума на устье скважины, функционирующей в зоне максимума газовьщеления, мм рт, ст.; i - порядковый номер скважин, начиная со скважины, функционирующей- в зоне максимума газовьщеления; N - количество скважин в зоне интенсивного газовьщеления протяженность зоны интенсивного газовьщеления, м; расстояние между скважиНЭМПа М« На скважине, находящейся в зоне максимума газовьщеления, устанавливают наибольшее разрежение, а на остальных, находящихся ближе к лаве или дальше от нее, - меньшее, причем, чем дальше от зоны максимума газовьщеления расположена скважина, тем меньше к ней подводят разрежение. При дегазации сближенного подраба тыв а емо го пласта, расположенного на близком расстоянии (, где т- вынимаемая мощность разрабатываемого пласта), регулируют разрежение, как правило, на скпджинах, расположенных за зоной максимума газовьщеления. При дегазации, напри мер, надрабатываемого пласта, удаленного на расстояние 25-30 м от ра рабатываемого, разряжение на скважинах целесообразно перераспределят как за, так и перед зоной максимума . газовьщеления. Величина, характеризующая положение максимума газовьщеления, является функцией мощности междупластья, скорости подвигания очистного забоя ; и состава пород, слагающих подрабатываемую или надрабатываемую толщу. Она определяется экспериментально или расчетным путем, и различна для подрабатываемых и надрабатываемых пластов, равноудаленных от разрабатываемого пласта. Количество скважин, на которых регулируют разрежение, определяется отношением протяженности зоны увеличения газовьщеления ( L) или уменьшения, газовьщеления ( L i ) и расстоянию между скважинами (R ), т.е. отношением протяженности зон газовы деления, расположенных между зоной максимума газовьщеления -и границами начала и прекращения газовьщеления, к расстоянию между скважинами. Коли чество скважин в упомянутых зонах н одном быемочном участке зачастую различно. Поэтому перераспределение разрежения производят с учетом количества скважин N и N , расположенных соответственно в зонах и L ; порядковый номер скважинам в зонах дают, начиная со скважины, функционирукицей в зоне максимума газовьщеления. Величину разрежения в устьях /скважин устанавливают путем частич/ ного перекрытия сечения обсадной V трубы (или трубы герметизатора) задвижкой (или вентилем), осуществляемого автоматически или вручную. Сечение трубы на скважине, функционирующей в зоне максимума газовьщел ния, не перекрывают. Перераспределение разряжения на скважинах, функционирующих в зоне интенсивного газовьщеления, произво дят тогда, когда проекция забоя очередной скважины, входящей в зону максимума газовьщеления, находится на расстоянии х (в метрах) от заёоя лавы, равном - лж ч , I где fn - расстояние от забоя лавь до проекции на разрабатываемьй пласт зоны максимума газовьщеления в сближенном пласте, м; R - расстояние между скважи. нами, м; N - количество скважин, на,ходящихся в зоне интенсивного газовьщеления. Когда дегазируют два или несколько сближенных пластов с подключением скважин на один газопровод, определяют местоположение максимума газовьщеления в каждом из дегазируемых пластов. К скважинам, находящимся в зоне максимума газовьщеления, подводят наибольщее на данном выемочном участке разрежение, а на остальных скважинах, находящихся в зоне интенсивного газовьщеления разреже- i ние уменьшают в соответствии с приведенной выше зависимостью. При этом каждый дегазируемый пласт рассматривается отдельно, т.е. в каждом пласте устанавливают протяженность зоны интенсивного газовьщеления, протяженность зон повьшения ( L ) и снижения (L) газовьщеления, количество скважин, находящихся в данных зонах, определяют величину разрежения в каждой скважине, расположенной до и за зоной«максимума газовьщеления, и расстояние от забоя лавы до скважины, входящей в зону максимума газовьщеления, для определения времени перераспределения разрежения в дегазахцюнных скважинах и отключения скважин, расположенных за зоной интенсивного газовьщеления. Регулярные замеры дебитов на скважинах производят согласно нормативным документам. Перераспределение вакуума на скважинах, пробуренных на сближенный пласт, производят с периодичностью Т-iпериод времени между операциями по перераспределению вакуума на скважинах, сут; расстояние между скважинами, пробуренными на сближенньгй пласт, м; скорость надвигания лавы, м/сут. Пример. На шахте при отработке пласта т производят дегазацию т. Дегазасближенныхпластов т и ционные скважины бурят из вентиляционного штрека, расстояние между скважинами 30 м. Одновременно в работе находится 4-6 скважия, 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 раз режения в скважинах, находящихся вблизи очистного забоя, снижению концентрации метана в каптируемой на участке смеси и к недостаточно высокой эффективности дегазации. Для устранения недостатков и повьш1ения эффективности дегазации сбл женных пластов проводят меропхжятия по установлению протяженности зоны интенсивного газовыделения, отключе нию скважин, расположенных вне зоны интенсивного газовьзделени в зоне уплотнения обрушенных пород, и пере распределению разрежения на скваяшн в зоне интенсивного газовьщеления. Максимальное разрежение подводят к скважине, функционирующей в зоне максимума газовьщеления. 8 8 Отключение скважин, расположенных за зоной интенсивного газовыделения, подвод максимального разрежения к первой скважине от забоя лавы и перераспредгление. его между скважинами, находящихся в зоне интенсивного газовьщеления, позволяет увеличить дебит каптируемого на участке метана на 0,3iO,4 м/мин, концентрацию метана на 11-12% и снизить количество отсасываемой смеси на 0,9-1,2 . Эффективность дегаагации на участке повысилась на 10%, а эффективность дегазации источника газовьщеления (сближенных пластов) На 15%. Реализация способа дегазации сближенного пласта позволит повысить эффективность дегазации на выемочном участке, уменьшить подсосы воздуха, имекмцие место на удаленных от лавы скважинах, повысить концентрацию ыетааа в каптируемой газовоздушной смеси. Рациональное использование разрежения вакуумного газопровода,повышает продуктивность скважин, функционирушцих в зоне интенсивного газовыделения, особенно в зоне его максимзта. Все это приводит к повслвению нагрузки на лаву по газовому фактору, интенси4я1цирует горные работы на выемочном поле.

СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ СБЛИЖЕННОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий бурение дегазационных скважин в сблшженный угольный пласт, подключение дегазационных скважин к вакуумному газопроводу, отсос газа из угольного пласта, измерение величины разрежения в устье дегазационных скважин и определение в сближенном угольном пласте местоположения максимума газовыделения из пласта в скважины относительно забоя лавы разрабатываемого угольного пласта, отличающийся тем, что, с целью повьгшения эффективности дегазации путем рационального использования разрежения вакуумного газопровода, в сближенном угольном пласте определяют зону интенсивного газовьщеления, отключают от вакуумного газопровода дегазационные скважины, находящиеся вне зоны интенсивного газовьщеления, а величину разрежения в дегазационных скважинах, находящихся в зоне интенсивного газовьщеления, регулируют, начиная со скважины с максимальным газовьщелением, в соответствий с зависимостью 1-1 (Л где В - величина разрежения в устье -и скважины в зоне интенсивного газоS вьщеления, мм рт. ст.; 6 - величина разрежения в устье скважины в зоне максимального газовьщеления, мм рт. ст.; i - порядковый номер скважин, сл ел начиная со скважины с максимальными газовьщелением; 00 N - количество скважин в зоне интенсивного газовьщеления.