Способ предварительного увлажнения угольного пласта Советский патент 1988 года по МПК E21F5/02 

4 ГчЭ

Изобретение относится к горной пром- ти и м.б. использовано в очистных и подготовительных выработках. Цель изобретения - повышение равномерности увлажнения угольного пласта. Бурят серию скважин в угольном пласте. В с.межные скважины вводят разнополюсные электроды и подают на цих напряжения от источника постоянного электрического тока. Определяют направление основной трещиноватости пласта. В скважину нагнетают воду циклами под давлением до момента стабилизации жидкости пластом. В перерывах между циклами нагнетания подают напряжение на электроды. Последние выполнены в виде перфорированных труб. Разнополюсные электроды располагают по линиям, ориентированным вдоль направления основной трещиноватости пласта. Продолжительность подачи напряжения на электроды определяют из математического выражения. Напряжение к электродам подводят так, что векторы электрического тока между скважинами образуют линии, параллельные направлению основной трещиноватости пласта. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. «g а С

ОС

Изобретение относится к способам борьбы пылью, газом, газодинамическими явлеиями и эндогенными пожарами в горой промышленности и может быть испольовано в очистных и подготовительных

ыработках действующих и строящихся

ахт.

Цель изобретения - повышение равномерности увлажнения угольного пласта за чет использования электроосмотического эффекта и природных свойств пласта.

На фиг. 1 показан разрез угольного пласта по мощности с расположением в нем скважин; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез пласта по мощности (к примеру осуществления способа).

Способ осуществляют следующим образом.

В увлажняемый пласт бурят серию скважин 1-6, согласно расчета в угольный пласт 7, берут пробы угля, определяют начальную его влажность и электросопротивление, вставляют в скважины перфорированные по длине трубы - электроды 8, служащие для подачи через них жидкости и подвода напряжения к скважинам, герметизируют устья скважин с перфорированными электродами с помощью герметизаторов 9, подсоединяют скважины с помощью трубопроводов 10 с расположенными на них диэлектрическими переходниками 11, служащими для исключения прохождения по трубопроводам электрического тока и переключения потока электропроводной жидкости в трубопроводах к устройству 12 подачи жидкости в скважины и создания в них давления. Нагнетают в скважины жидкость под давлением до стабилизации приема жидкости пластом. После этого снижают давление жидкости в скважинах до гидростатического. Определяют визуально направление основной трещиноватости угольного пласта относительно пробуренных скважин и подключают трубы - электроды к источнику 13 постоянного электрического тока для увлажнения околоскважинных 14 и неувлажненных 15 зон, подключают приборы 16 и 17 замера силы тока и напряжения соответственно, после чего начинают следующий цикл нагнетания жидкости в скважину.

Напряжение к трубам-электродам подводят по схеме, при которой векторы электрического тока между скважинами образуют линии, параллельные направлению основной трещиноватости пласта, а продолжительность электроосмоткческого увлажнения (подачи напряжения на электроды) определяют из выражения

У. Ь(тг4-гэ) 2К-- гэ. и- S

где Т

продолжительность электроосмотического увлажнения пласта, с; V - объем увлажненного массива,

5

0

5

0

5

0

5

0

L - расстояние между скважинами, м; m - пористость пласта, отн. ед.; г - удельное электрическое сопротивление угля при исходной влажности, Ом-м;

РЭ- удельное электрическое сопротивление увлажняющей жидкости, Ом м; Кэ -коэффициент электроосмотической

фильтрации жидкости, с; и - разность потенциалов. В; S - площадь сечения увлажняемого слоя

пласта, м.

Пример. Для увлажнения выбран пласт с мощностью 7,5 м. Предварительно были экспериментально измерены следующие физические характеристики угольного массива (приведены усредненные статистические данные) :

, м - удельная электропроводность неувлажненного угольного массива (измерено лабораторно стандартным четырехточечным методом); W 3,5% - естественная влажность массива (измерено лабораторно по пробам в соответствии с ГОСТ 9516-60), - пористость пласта (измерено лабораторно при помощи отбора проб методом вытеснения); К, IG-lO MVE-c - коэффициент электроосмотической фильтрации угольного массива (измерено лабораторно, на электроосмометре). Были пробурены скважины 100 м и визуально установлено направление основной трещиноватости пласта - приблизительно горизонтальное.

Были приняты следующие параметры процесса нагнетания воды в скважину: давление нагнетания равно 80 кгс/см ; удельный расход воды в скважине - 1,6 или суммарный расход - 160 м . Скважины располагали в два ряда с расстоянием между скважинами в ряду, равным 16 м, а между рядами - 4 м. В пробуренные скважины вводили перфорированные металлические трубы - электроды и нагнетали в них воду. В перерывах между нагнетанием на электроды подавали напряжение 380 В. При этом знак { + ) источника тока подключали к трубам - электродам скважин 3 и 4, а знак (-) источника тока - к трубам - электродам скважин 1 и 2 (фиг. 2).

Время действия электрического тока на массив определяли из выажения

т-VL(mr + r.)

Кэгэиз

где V 1200 м - объем обрабатываемого

массива 16 мХ7,5 м;

,500 м -площадь сечения увлажняемого слоя вкрест напластования; L 16м - расстояние между скважинами;

,06 отн. ед. - пористость пласта;

г 56,4-10 Ом-м - удельное электрическое сопротивление угля при исходной влажности;

Г . 7-10 Ом-м - удельное электрическое сопротивление увлажняющей жидкости;

К5 16-10 - коэффициент электроосмотической фильтрации жидкости;

и 380 В - разность потенциалов между полюсами источника тока. Тувл 10,39 10 с « 12 сут.

Было организовано два идентичных участка: №. I - экспериментальный и № 2 - контрольный.

В соответствии с предлагаемым способом на участке № 1 нагнетание жидкости в пласт сочеталось с перерывами, во время которых на увлажняемый объем угля накладывалось внешнее электрическое поле. На участке № 2 в перерывах нагнетания поле не накладывалось.

Для контроля эффективности увлажнения отбирались с разных глубин в 21-й точке участка № 1 и в 21-й точке участка № 2.

Результаты определялись лабораторно по ГОСТ 9516-60 и приведены ниже.

По контрольному участку:

точки № 6, М 8, № 9, № 13, № 14, № 16, № 17, № 21 -- 8% (при расчетных - 6%);

№ 2, № 4, № 10, № 12, № 14, № 16, № 20 6%;

№ 7, № 17 - 4,5%;

Н° 3, № 11, № 19 - влажлость не изменилась.

По экспериментальному участку: №6, №8,№ 13, № 14, № 16, № 17, №21 -- 7,5%;

№. 2, № 3, № 10, № 11, № 12, № 14, № 16 № 17, № 18, № 20, N 7 - 6%; № 11 - 5,8%.

0

5

0

Формула изобретения

Т .

L(mr + r,

2KvT,- и- S

С,

0

5

где V L m г -г -

К

и

S -объем увлажняемого массива, м

-расстояние между скважинами, м;

-пористость пласта, отн. ед.; удельное электрическое сопротивление угля при исходной влажности, Ом-м;

удельное электрическое сопротивление увлажняющей жидкости, Ом-м;

-коэффициент электроосмотической фильтрации жидкости, м / В-с;

-разность потенциалов. В;

-площадь сечения увлажняе.мого слоя пласта, м.

(риз. /

16 /J

(pas. 2

Ч,0т

N9 N10 о о

Ю

/7

о

N12 N15 о ©