Способ дегазации надрабатываемой толщи на пластах, отрабатываемых лавами по падению Советский патент 1989 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для снижения газообильности выемочных участков, преимущественно на угольных шахтах с

Цель изобретения - повышение эффективности дегазации путем увеличения продуктивности скважин.

На фиг.1 приведена принципиальная схема дегазации надрабатываемого пласта скважинами; на фиг„2 - разрез А-А на фиг. 1,- на фиг.З - схема расположения скважин на участке пласта, отрабатываемого с погашением выработок за лавой.

Способ дегазации надрабатываемой толщи осуществляют следующим образом.

На участке пласта 1 (фиг.1), оконтуренном выработками 2 и 3, на над- рабатываемый пласт 4 (фиг.2) проводят скважины 5 с разворотом в направлении зоны разгрузки, формируемой при ведении очистных работ. Скважины проводят на расстоянии друг от друга, равном 1П - шагу посадки основной кровли, который устанавливают экспериментально или расчетом. Скважины должны пересечь надрабатываемый пласт и из них тщательным промыванием удаляют буровой штыб. Устья скважин

4 СЮ

.

Ј

СО

ю

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для снижения газообильности выемочных участков. Цель изобретения - повышение эффективности дегазации путем увеличения продуктивности скважин (С). Определяют шаг посадки основной кровли. Проводят серию С в направлении зоны разгрузки. Рабочую часть каждой С располагают в массиве, подвергаемом последовательной разгрузке не менее двух посадок основной кровли. В месте формирования трещин в почве выработки производят герметизацию С. Устье нижней С в серии С, находящихся в разгрузочной зоне, располагают ниже забоя верхней в этой серии С. При этом верхнюю С периодически отключают от вакуумной сети. Расположенную ниже разгруженной зоны С подключают к газопроводу с опережением по времени не менее, чем на период отработки пласта на величину шага посадки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

5 (фиг.2 и 3) располагают таким об- раяом, чтобы загерметизированный обсадными трубами с цементным или иным заполнителем участок 6 скважины перекрывал основную, наиболее крупную систему трещин, формируемых в почве пласта 1 после очередной посадки основной кровли (пунктирные линии на фиг.2 и 3). Такое расположение за- герметизированной части скважины 5 позволяет значительно снизить или полностью исключить подсосы воздуха через скважины 5 в дегазационный трубопровод 7, к которому подключают скважины. Снижение подсосов воздуха приводит к повышению продуктивности скважин о

Параметры скважин устанавливают опытным путем или расчетом исходя из мощности междупластья между разрабатываемым пластом 1 и надрабатываемым 4 (фиг,2 и 3), величины шага посадки основной кровли, углов разгрузки над рабатываемой толщи, протяженности рабочей части скважины в массиве, подверженном последовательной раз

Т MHH(arctg----, r),

П 1п

farctg Јtgc(/(1 - . при 1 - ip in-tgC 0, (2) г 11

kiln

90

где 1„ - шаг посадки основной кровли, м,

n 2,5 (рекомендуется принимать ,5),

1р - длина зоны разгрузки, м

(фиг„2 и 3),

- угол падения пласта, град, Определяют угол наклона оси скважины к плоскости пласта ft

Varcsin

М

м.

V Л (1+ctgy)+M (3 j Определяют длину скважины 1С 1с 1| Д O+ctg fOr+M1, м, (4)

Определяют угол наклона оси скважины к горизонтальной плоскости fo

fc arc s in (s info со so/- cos ft cos4i . sinoO .(5)

грузке не менее двух посадок основной кровли, причем должно соблюдаться следующее условие: устье нижней скважины в серии скважин, охваченных разгруженной зоной 1р и надрабатываемой толще, размещается ниже забоя верхней в этой серии скважиньи Это наоб- ходимо для исключения отрицательного влияния жидкости, скапливающейся в скважинах.

Узлы разворота и длины скважин определяют следующим образом: вычис- ляют расстояние от проекции забоя скважины на плоскость пласта до оси выработки

Д M-ctg + С + 5, м

(1)

где С - ширина охранного целика угля или бутовой полосы, М - мощность междупластья, м, V - угол разгрузки, град. Определяют угол между проекцией оси скважины на плрскость пласта и осью подготовительной выработки у i .

1 - ip in-tgC 0, 11

kiln

м

tgrf Ј О,

Определяют угол между проекцией оси скважины и перпендикуляром к оси выработки на горизонтальную плоскость V

W 90° - arcctg(ctgli - cosat +

, . „ i s in o ч + tgfb

sin

Г

(6)

5

0 I

Параметры скважин, определенные по расчетным формулам или графическим методом, корректируют в процессе ведения очистных работ

Скважины проводят заблаговременно, оборудуют и подключают к дегазационному трубопроводу до очередной посадки основной кровли, приводящей к разгрузке забойную часть скважины.

На участке пласта, отрабатываемом с поддержанием выработки, из которой пробурены скважины, все пробуренные скважины, оказавшиеся в выработанном

пространстве, оставляют подключенными к газопроводу, но вакуум на них уменьшают до величины, при которой исключаются подсосы воздуха, разбавляющие концентрацию метана ниже допустимой ПБ нормы.

На пластах, отрабатываемых с по- гашением выработок за лавой, в работе с максимально возможным вакуумом оставляют ближайшие к лаве скважины, расположенные в разгруженном (надра- ботанном) массиве. На фиг„3 такими скважинами являются три скважины, кроме первой от забоя, которая своей забойной частью попала в зону начинающегося уплотнения пород, а ее устье расположено вблизи выработанного пространства, через которое возможны значительные подсосы воздуха На ближайшей к лаве скважине вакуум устанавливают таким, чтобы концентрация метана в каптируемой ею смеси была не ниже допустимой ПБ (не менее 25%)„

I

Обязательным условием является размещение забоя верхней скважины в серии, охваченной зоной разгрузки, выше устья самой нижней, в серии скважин, функционирующей в разгруженной зоне надрабатываемого пласта„ На фиГоЗ такой серией скважин являются три скважины, забойные части которых расположены на участке 1р, Выполнением этого условия обеспечивают эффективное удаление жидкости, которая может быть в скважинах (промывочная или природная)о Обеспечивается самоизлив жидкости через третью самую нижнюю скважину в серии эффективно функционирующих скважин о

Верхнюю скважину () периодически отключают от вакуумной сети,

газопровода, а метан, выделяющийся в нее, отводить через следующую (вторую) скважинуD В этом случае повышается продуктивность скважин, концентрация метана в каптируемой смеси, эффективность дегазации,,

Временем отключения верхней скважины (фиГоЗ) может служить момент IQ снижения концентрации метана в каптируемой смеси ниже допустимой ПБ нормыо f

Если на участке пласта, отрабатываемом с погашением выработок за ла- 15 вой (фиГоЗ), наблюдаются превышение концентрации метана на сопряжении лавы с вентиляциошюй выработкой, то за время отключения верхней скважины от газопровода принимают мо- 2Q мент, когда дебит второй скважины

при отключенной первой (верхней) становится равным суммарному дебиту второй и первой скважины Момент отключения верхней скважины в этом 25 случае устанавливают опытным путем применительно к типовым или конкретным условиям разработки пластов угля „Скважину, расположенную ниже разгруженной зоны (1р), подключают к 30 газопроводу с опережением времени не менее, чем на период отработки пласта на величину шага посадки Это вызвано тем, что на участке 1П (фиГоЗ) надрабатываемого пласта к

Зг этому времени процесс формирования трещин уже протекает, газ в трещины начинает выделяться

Формула изобретения

40

1 Способ дегазации надрабатывае- мой толщи на пластах, отрабатываемых лавами по падению, включающий определение шага посадки основной кровли, чтобы за счет дополнительного перепа- 45 проведение серии скважин из выработ- да давлений освободить от жидкости ки на надрабатываемый пласт, их герсвязующие каналы (трещины), направив ее во вторую от забоя скважину, в которой поддерживается высокий вакуум Время, на которое отключают верхнюю скважину, устанавливают опытным путем. Так, например, его можно определить по периоду времени, в течение которого концентрация метана во второй от очистного забоя скважине начнет снижаться Если дебит метана из верхней (первой от лавы) скважины невысокий или имеются большие подсосы воздуха, то ее можно отключить от

метизацию, подключение к вакуумной сети и отсос газа, отличающийся тем, что, с целью повы5о шения эффективности дегазации путем увеличения продуктивности скважин, последние проводят в направлении зоны разгрузки, при этом рабочую часть каждой скважины располагают в массиес ве, подвергаемом последовательной разгрузке не менее двух посадок основной кровли, а герметизацию скважин производят в месте формирования трещин в почве выработки.

газопровода, а метан, выделяющийся в нее, отводить через следующую (вторую) скважинуD В этом случае повышается продуктивность скважин, концентрация метана в каптируемой смеси, эффективность дегазации,,

Временем отключения верхней скважины (фиГоЗ) может служить момент Q снижения концентрации метана в каптируемой смеси ниже допустимой ПБ нормыо f

Если на участке пласта, отрабатываемом с погашением выработок за ла- 5 вой (фиГоЗ), наблюдаются превышение концентрации метана на сопряжении лавы с вентиляциошюй выработкой, то за время отключения верхней скважины от газопровода принимают мо- Q мент, когда дебит второй скважины

при отключенной первой (верхней) становится равным суммарному дебиту второй и первой скважины Момент отключения верхней скважины в этом 5 случае устанавливают опытным путем применительно к типовым или конкретным условиям разработки пластов угля „Скважину, расположенную ниже разгруженной зоны (1р), подключают к 0 газопроводу с опережением времени не менее, чем на период отработки пласта на величину шага посадки Это вызвано тем, что на участке 1П (фиГоЗ) надрабатываемого пласта к

г этому времени процесс формирования трещин уже протекает, газ в трещины начинает выделяться

Формула изобретения

метизацию, подключение к вакуумной сети и отсос газа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации путем увеличения продуктивности скважин, последние проводят в направлении зоны разгрузки, при этом рабочую часть каждой скважины располагают в массиве, подвергаемом последовательной разгрузке не менее двух посадок основной кровли, а герметизацию скважин производят в месте формирования трещин в почве выработки.

71481432

8

ниже забоя верхней в этой серии скважин, при этом верхнюю скважину периодически отключают от вакуумной сети.

А

Фиг.1

Фиг.2

,

Фиг.З