Способ гидрорыхления выбросоопасного угольного пласта Советский патент 1990 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для обеспечения безопасной выемки при отработке выбросоопасных угольных пластов.

Цель изобретения - повышение эффективности гидрорыхления и снижение выбросоопасности пласта за счет управления процессом гидрорыхления.

Сущность способа заключается в следующем.

На выбросоопасном участке пласта бурят и герметизируют, скважины, производят расчет эффективного радиуса действия скважин и давления нагнетания, устанавливают вблизи скважин сейсмоприемники, производят нагнетание воды в скважины с регулированием давления в гидросистеме и регистрацией при этом сейсмоакустических сигналов с селекцией их по частоте.

На фиг.1 приведены сейсмограммы: а - в активной стадии процесса гидрорыхления (спустя 2 мин после начала нагнетания воды) и б - при затухании процесса (спустя 12 мин после начала нагнетания); на фиг.2 - графики изменения давления в гидросистеме при нагнетании воды в скважину (1), среднего значения амплитуды высокочастотной составляющей акустического сигнала (2) и отношения максимального значения амплитуды к его среднему значению ъ единицу времени (3).

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно определяют резонансные частоты, характерные для конкретного участка массива. Для этого используют либо аппаратуру типа Резонанс, либо устанавливают сейсмо- приемник, возбуждают импульсный сегсмоакустический сигнал, регистрируют его и при помощи ЭВМ получают амплитудно-частотную характеристику, по которой определяют группу резонанных частот. Диапазон регистрируемого при нагнетании сигнала выбирают таким образом, чтобы частота его была выше группы резонансных частот. Вблизи пробуренной под гидрорыхление скважины с обеих сторон на расстояниях, равных радиусу эффективного действия гидрорыхления, закрепляют сейсмоприемники. Начинают нагнетание воды в скважину и одновременно регисрируют сейсмоакустический сигнал в выбранном диапазоне частот. В трех- пятисекундном интервале определяют среднее (А ср) и максимальное значения амплитуд. В начале нагнетания эти параметры определяют через каждые 20-30 с и увеличивают давлени в гидросистеме в таком темпе, при котором растут средние значения ампл туд, а величина отношения AMC(KC/ACp. не опускается ниже 1,5. Такой режим

0

5

возрастания давления обеспечивает оптимальный процесс трещинообразова- ния и гидрорыхления угольного пласта. При достижении расчетной величины давления в гидросистеме измерение параметров сейсмоакустического сигнала достаточно осуществлять ежеминутно, контролируя эффективность гидрорыхления. После достижения максимума среднее значение амплитуды начинает уменьшаться, что свидетельствует об уменьшении интенсивности трещинообра- зования. Нагнетание воды в угольный пласт заканчивается тогда, когда среднее значение амплитуды сейсмоакустического сигнала уменьшится более чем в четыре раза по сравнению с максимумом при одновременном непре- 0 рывном росте отношения Амакс/А Ср.

Формула изобретения Способ гидрорыхления выбросоопас- ного угольного пласта, включающий бурение и герметизацию скважин, установку сейсмоприемников, расчет радиуса эффективного действия скважины и давления нагнетания, нагнетание воды в скважину на участке пласта с регулированием давления в гидросистеме и регистрацией при этом сейсмоакустических сигналов с селекцией их по частоте, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности гидрорыхления и снижения выбросоопасности пласта за счет управления процессом гидрорыхления, предварительно определяют группу резонансных частот участка пласта, сейсмоприемники устанавливают по обе стороны от скважины на расстоянии радиуса ее эффективного действия, а сейсмоакустические сигналы регистрируют в полосе частот, расположенной выше группы резонансных частот, за5

0

5

0

тем определяют среднее Аср, макми- v мальное АМО(КС значения амплитуд указанного сигнала за единицу времени и их отношение, увеличивают давление нагнетания до достижения им расчетного значения в темпе, при котором среднее значение амплитуды АСр непрерывно расчет и отношение амплитуд Ам«кс/АсР превышает 1,5, а по достижении расчетного давления нагнетание воды производят до стабильного уменьшения величины А ,. не менее чем в четыре раза по сравнению с

максимумом среднего значения ампли- м«кс

туд А

ср

при одновременном росте

отношения .

U

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для обеспечения безопасной выемки при отработке выбросоопасных угольных пластов. Цель изобретения - повышение эффективности гидрорыхления и снижения выбросоопасности пласта. На выбросоопасном участке угольного пласта бурят скважины и герметизируют их. Затем рассчитывают эффективный радиус действия скважин и давление нагнетания. Вблизи скважин устанавливают сейсмоприемники, нагнетают в скважины воду с регулировкой давления в гидросистеме в соответствии с величиной сейсмоакустических сигналов (САС). Причем предварительно определяют резонансные частоты САС. При нагнетании воды в пласт САС регистрируют в диапазоне частот выше группы резонансных частот. Прием САС осуществляют двумя сейсмоприемниками, установленными по обеим сторонам нагнетательной скважины на расстоянии радиуса ее эффективного действия. Давление в гидросистеме увеличивают в темпе, при котором отношение максимальной амплитуды САС (А_макс) к его средней величине (А_ср) не опускается ниже 1,5. При достижении расчетной величины давления в гидросистеме происходит снижение амплитуды САС. Нагнетание воды заканчивают тогда, когда А_ср уменьшается более, чем в 4 раза по сравнению с максимумом, при одновременном непрерывном росте отношения А_макс/А_ср. 2 ил.

10

. ..-. . . ..- .. . f V . :....

Jil M yl ia ai rftoli . J - - i ,-;

-7П

}

з

so

о

:

i

. ;

72 «i///