Способ электрогидравлического воздействия на горный массив и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК E21C37/18 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для разрушения горных пород, а конкретно угля«

Известен способ электрогидравлического воздействия на пласт, включающий бурение скважины, размещение в ней электродов, заполнение скважины водой и периодическую подачу электроэнергии на электроды

Недостатками способа являются потребление большого количества энергии на производство разряда, необходимость периодического залива жидкости перед разрядом, так как отсутствует герметизация.

Известно устройство для электрогидравлического воздействия на массив,, содержащее конденсаторную батарею, исполнительный орган в виде

электродов, систему подачи жидкости и электроэнергии в скважину,

К недостаткам устройства относятся невозможность исполф зовёния электрода в газовых шахтах ввиду возможности разряда в Тазовой среде, ненадежная установка электрода в скважине, невозможность использования устройства в горизонтальных и наклонных скважинах. .

Наиболее 6лиз1 им к изобретению является способ электроГидравлического воздействия на горный массив, включающий бурение сква)йины, размещение в ней исполнительного органа, заполнение скважины электропроводной жидкостью, г ерметизацию скважины и инициирование электрического разряда в ней,

Наиболее бли.зким к изобретению является устройство электрогидравлического воздействия на горный массив, включающее электродную цепь JC разрядным промежутком, питающий кабель, изоляторI герметизирующее приспособление и обратный клапан.

Недостатком способа и устройства является большая энергоемкость процесса разрушения угля.:

Цель изобретения - снижение энергоемкости процесса разрушения угля.

Цель достигается, тем, что в способе электрогидравлического возд€1Йствия.на горный массив, включающем бурение скважины, размещение в ней исполнительного органа, заполАение скважины электропроводной жидкостью, герметизацию скважины и инициирование элeкtpoгидpaвличecкoгo разряда, ёлектрогидравлическйй разряд производят при давлении жидкости в скважине не менее 0,5 где у - удельный вес залега1ощих пород, Н - глубина залегания пород.

Цель ;достигается также и тем, что устройство электрогидрааличесм кого воздействия на горный массив, включающее электродную цепь с разрядным промежутком, питающий кабель, изолятор, герметизирующее приспособление и обратный клапан, снабжено гидравлическим датчиком, последовательно включенным в электродную цепь., : , - :

Выбор заданного давления, равного О,5jH угольных пластов, обусловлен

энергетическими параметрами разрушения угля при нагнетании в массив жидкости.

Так, давление воды при нагнетании в пласт в режиме рыхления принимается равным 0, YH, причем процесс нагнетания считается завершенным, если давление в трубопроводе .снижается не менее чем на Принимая давление нагнетания 0,75)рН и учитывая Необходимость его снижения на величину не менее 30%, получим, что минимальный заданный уровень давления,

S позволяющий осуществлять разрушение массива, составляет О,. Наложение давления упругой волныj возникающей при разряде жи/зкости, на заданный уровень давления, равного 0,5ilH,

0 обеспечивает необходимые параметры для разрушения угля.

На чертеже показана схема устройства для электрогидравлического воздействия.

5 Устройство содержит питающий кабель 1, гидрозатвор 2 для герметизации скважины, изолятор 3 для предотвращения замыкания цепи поДачи электрического импульса на горный массив,

0 ги роприв1од для подачи жидкости в скважину под давлением, обратный клапан 5, асос 6 высокого давления, гидравлический датчик 7, замыкающий электрическую цепь при наличии заданного давления жидкости в скважине, последовательно включенный в электродную цепь, исполнительный орган 8 в виде системы электродов, батарею конденсаторов 9 электрогидравличес0 кую установку 10,

Устройство работает следующим образом,

В предварительно пробуренную в

5 угольном массиве или вмещающих его. породах скважину, горизонтальную, или наклонную, вставляют гидрозатвор 2 с проходящим через него питающим кабелем. Исполнительный орган 8 по0 ;мещают в электропроводную жидкость, j3aka4aH(io через гидропровод от -насоса 6 высокого дарления. Прсле достижения определенного давления, равного , гидравапический дате чик 7 замыкает цепь разряда и проис|Ходйт разряд батареи 9 конденсаторов |ма исполнительный ор)ган 8i Ловышапщимся JB фильтрующей части скважи .иы давлением закрывается гидравлйческий клапан 5, в результате чего блокируется подача электропроводной жидкости обратно в насос 6,

Возникающий в жидкости электрический импульс возбуждает в ней ударную волну, перемещающуюся по фильтрующей части скважины. Частичное разрушение стенок скважины сопровождается снижением давления. При этом открывается обратный клапан 5 И в скважину вновь поступает жидкость до тех пор, пока Давление не, достигнет заданной величины, после чего разрял повторяется,

Экспе| именты проводят на угольных блоках, подвергавшихся объемному нагружению, имитировавшему давление горных пород (ун). В блоке бурят скважину, вставляют в нее гидрозатвор 2 с исполнительным органом на конце, и через гидррзатвор 2 скважину заполняют электропроводной жидкостью, например водой 4 Производится электрический разряд при дав.лении жидкости, достигающем 0,5уН, Падение давления в фильтрующей части скважины компенсируют подачей жидкости до тех пор, пока имеется возможность Однако разрушение массива достигает такой величины, что поддерживать давление на заданном уровне не представляется возможным. При этом электрическая цепь отключается, и процесс обработки скважины заканчивается.

Применение способа и устройства для электрогидравлического воздействия на массив угля позволяет снизить энергоемкость разрушения, так как происходит наложение .давления упругой волны, возникающей при разряде в жидкости, на зеланный уровень Давления, равный 0,52Н. При этом способ и устройство могут быть применены как в горизонтальных, так и в наклонных вертикальных скважинах.

1 . Способ электрогидравлического воздействия на горный массив, включающий бурение скважины, размещение в ней исполнительного органа, заполнение скважины электропроводной жидкостью, герметизацию скважины и инициирование электрогидравлического разряда, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса при разрушении угля, электрогидравлический разряд производят при давлении жидкости в скважине не менее 0,5 jfH, где V - удельный вес залегающих пород, Н - глубина залегания пород. § 2. Устройство для осуществления способа по п,1, включающее электродную цепь с разрядным промежутком, питающий кабель, изолятор, герметизирующее приспособление и обратный клапан, отличающееся тем, что,.с целью снижения энергоемкости процесса при разрушении угля, оно снабжено гидравлическим teo датчиком-, последовательно включенел ным в электродную Л1епь. . :

///// //7 //А //jf iV У/ Х/У уХ/