Способ дегазации угольного пласта Советский патент 1990 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке газоносных, удароопасных и выбросоопасных пластов, а также участков пластов, находящихся в зонах повышенного горного давления (ЗАГД) или тектонических нарушений (ЗТН).

Целью изобретения является повышение эффективности дегазации технических удобств реализации способа и увеличенное срока сохранности фильтрующей поверхности скважины за счет закрепления ее стенок по ВС8Й длине.

На чертеже показана схема осуществле- ния.способа.

На участке пласта 1, подлежащего дегазации, известными углометрографическими и маркшейдерскими методами оценивают макротрещиноватость угля 2. а именно: средний азимут простирания трещин и среднее расстояние между ними. Пробуривают дегазационную скважину 3 диаметром d перпен- дикулярно простиранию трещин 2. С вращением по направлению навивки вводят в с.кважину цилиндрическую спиральную пружину 4 диаметром D. соответствующим диаметру скважимы или (в случае разбурок выёзлов в скважине) превышающим этот диаметр. Гфужину навивают заранее, либо не- посрадстве.чно перед обсадкой скважины

из стальной провол-окм. Пружину навивают с шагом навивки I, соответствующим среднему расстоянию между трещинами а, пересекаемыми скважиной, 1 а.

После размещения в скважине спираль- ной цилиндрической пружины ей придают жесткость, сжимая вдоль оси манжетамим 5 механического герметизатора 6, который вводят в скважину. Затем подсоедини ют наружную часть трубы герметизатора 6 к ваку- умному газопроводу 7 и дегазируют массив, В случае неустойчивых пород в скважину вводят несколько спиралей с разворотом витков на угол 360°/п, где п - количество вводимых спиралей. В качестве оправки для навивки используют буровую штангу. Параметр шага навивки .1, соответствующий среднему расстоянию между трещинами или системами трещин а, обусловлен тем, что при увеличении структурный блок, ог- раниченный двумя соседними трещинами, может оказаться без эффективного закрепления, сдвинуться и перекрыть скважину. Для увеличения жесткости реакции отпора уменьшают щаг навивки 1«а, или сжимают пружину вдоль продольной оси, что приводит к нагружению материала пружины и увеличению жесткости,

В случае наличия вывалов предусматривают конические расширения на цилинд- рических пружинах. Вокруг скважины рбразуется зона опорного давления, распространяющаяся на удаление до двух диаметров от стенки скважуины в массив горных пород. П1эи этом максимальных величин опорное давление достигает на удалении до одного диаметра скважины. Максимальное зацепление спирали со стенками скважины и максимальное время устойчивости скважины достигается, если диаметр на- вивки спиральной пружины, вводимой в скважину, составляет 1,2-1,6 диаметра скважины.

Пример. Дегазация осуществлялась на пласте Kfo суглом падения 10° и мощно- стью 1,8 м. Скважины пробурили из откаточного штрека по пласту на удаление 70 м через 25 м диаметром 80 м. Общее их количество, запланированное к бурению, - 30. Первые две скважины пробурили с отбором керна под углом 90° к борту штрека. При этом определяли частоты макротрещин и дирекционный угол их простирания. Заме- ры выявили чередующуюся трещинова- тость, повторяющуюся через 0,3-0,8 м, с углом простирания в 30 относительно направления откаточного штрека. Параметр частотности трещин определяли по характеру нарушенности угля в керновой колонке, Дирекционный угол простирания определяли горным компасом в секущих пласт выработках косвенным методом по известной методике.

Последующие скважины бурили с разворотом 120° к борту штрека нормально к первичной секущей пласт трещиноватости, По мере готовности скважин их обсаживали цилиндрическими спиральными пружинами диаметром 80 мм с шагом навивки, соответствующим частотности трещин о ,5-0,6 м/м. Пружины изготовляли непоредственно перед обсадкой скважин, сгибая стальную проволоку из рулона в ВО м вокруг буровой штанги, с одновременным вращением последней. Пружина исправлялась, ввинчивалась в скважину на всю ее длину. После завершения обсадки в пружине создавали напряжение, сжимая ее вдоль оси, и герметизировали. Для этого в скважину вводили механический герметизатор МГ-2 таким образом, чтобы последний виток обсадки упирался в манжет герметизатора. Затем трубу герметизатора подсоединяли к вакуумным линиям. При том же сроке дегазации (6 мес,) был получен повышенный на 30% обьем метана, а концентрация метана в смеси была выше, чем до применения способа, и составляла 62-65%.

После завершения дегазации столба гер метизаторы были извлечены из скважин. Затем была извлечена и вновь смотана в рулоны стальная проволока, из которой были изготовлены цилидрические спиральные пружины. Потери материала были исключены.

Формула изобретения 1. Способ дегазации угольного пласта, включающий предварительную оценку границ зоны повышенного горного давления, степень нарушенности угля в массиве, определение микротрещиноватости угля, выделение систем техногенных трещин и определение их простирания, бурение дегазационных скважин в зоны повышенного горного давления перпендикулярно простиранию трещин, герметизацию устья скважин и отвод по.чим газа из угольного пласта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации за счет увеличения срока сохранности фильтрующей поверхности скважины, производят закрепление стенок скважины по всей ее длине путем введения в скважину цилиндрической спиральной пружины из упругого материала с диаметром навивки, превышающим диаметр скважины в 1,2-1,6 раза, и шагом навивки, не превышающим расстояние между трещинами з массиве, которое определяют перед введением спиральной дружины в скважину, при этом после введения пружины ее сжимают вдоль продольной

оси до жесткого расположения в скважине.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ м и с я

тем, что в неустойчивых породах массива в

сквоччину .доьатбльно Еводн дополни- у пьмое количество спиральных пружин с v. i взаимного разворота витков З60 /п, п число спиральных пружин.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке газоносных и выбросоопасных пластов. Цель - повышение эффективности дегазации за счет увеличения срока сохранности фильтрующей поверхности скважины путем закрепления ее стенок по всей длине. На участке угольного пласта маркшейдерскими методами оценивают микротрещиноватость угля. Определяют простирание и местоположение систем техногенных трещин. Бурят дегазационные скважины перпендикулярно простиранию трещин. Измеряют в скважинах среднее расстояние между трещинами в массиве. При помощи буровой штанги изготавливают спираль из жесткой проволоки и вводят ее в скважину. Диаметр навивки спирали должен превышать диаметр скважины в 1,2 ... 1,6 раза, а шаг навивки не должен быть больше среднего расстояния между трещинами. Для обеспечения хорошего зацепления спирали со стенками скважины спираль сжимают вдоль оси. Сжатие спирали и окончательную герметизацию устья осуществляют механическим герметизатором. Скважина может быть укреплена несколькими цилиндрическими спиралями. Способ позволяет увеличить срок службы скважины. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.