Способ дегазации углевмещающей толщины выработанного пространства Советский патент 1991 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горной промышленности, преимущественно угольной, и может быть использовано для снижения газообильности выемочных участков, борьбы со скоплениями метана на сопряжениях лав с вентиляционными выработками, повышения безопасности горных работ по газовому фактору путем исключения внезапных прорывов газов в горные выработки.

Цель изобретения - повышение эффективности дегазации и предотвращение скоплений метана на сопряжении лавы с поглощаемой вентиляционной выработкой.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема расположения газопровода и скважин в лаве по простиранию пласта; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - схема расположения газопровода и сква- жии в лаве по падению пласта; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Способ дегазации углевмещающей толщи и выработанного пространства осуществляют следующим образом.

На участке угольного пласта 1 (фиг. 1, 3) из выработки 2 до начала разгрузки горных пород проводят вспомогательные скважины

О

ел

Ю

о

Ю

о

3 до пересечения ими газоотдающих коллекторов 4 (фиг. 2, 4). Пробуренные скважины 3 изолируют от атмосферы выработки. Затем проводят группами (кустами) газоот- сасывающие скважины 5 из той же выработки с таким расчетом, чтобы они функционировали в зоне интенсивного трещинообразова- ния во вмещающих породах 6. Скважины 5 подключают к дегазационному газопроводу 7.

Вспомогательные газопроводящие скважины 3 бурят из выработки 2 на подрабатываемые (фиг. 1, 2) или надрзбатывэемые (фиг. 3, 4) сближенные пласты с разворотом в сторону выработанного пространства выемочного участка. Скважины 3 проводят параллельно линии пересечения плоскостей разгрузки вмещающих пород, т. е. плоскостей, формируемых на границе выработанного пространства вдоль вентиляционной выработки и на границе выработанного пространства вдоль линии очистного забоя. Расстояние между газопроводящими скважинами 3 определяют по расчету или устанавливают опытным путем.

Газоотсасывающие скважины 5 (фиг. 1-4) проводят из выработки 2 также с разворотом в сторону выработанного пространства выемочного участка. Скважины 5 бурят кустами по 2-3 в кусте. Расстояние между кустами скважин предпочтительно выбирать кратным расстоянию между газопроводящими скважинами с перекрытием проекций на ось выработки предыдущих и последующих газоотсасывающих скважин менее чем на 10-15 м. При дегазации подрабатываемой толщи газоотсасывающие скважины 5 проводят с расположением их забоев над пластом в зоне формирования трещин.

Одну из газоотсасывающих скважин проводят с расположением в плоскости разгрузки вмещающих пород относительно неподвижной границы выработанного пространства (вдоль вентиляционной выработки), а другие располагают в зонах трещинообразования в окрестности этой плоскости, т. е. отклоняют на 2-3 градуса в горизонтальной плоскости от средней скважины в обе стороны. Это улучшает аэродинамическую связь вспомогательной скважины 3 с газоотсасывающими скважинами 5. Скважины 5 герметизируют и подключают к газопроводу.

При дегазации надрабатываемой толщи забои скважин 5 располагают в зоне формирования трещин под пластом 1, Газоотсасывающие и вспомогательные скважины исключают накопление больших обьемов метана в надрабатываемой толще, внезапные прорывы газа не происходят.

Если на выемочном участке содержатся монолитные вмещающие породы, которые препятствуют разгрузке газоотдающих коллекторов, процесс трещинообразования в

этих породах интенсифицируют, например, путем торпедирования.

Торпедирование осуществляют через газоотсасывающие скважины 5 до подхода к ним зоны разгрузки пород очистным забо0 ем. Торпедируют массив по всей активной длине газоотсасывающих скважин или напротив каждой из перекрестных или вспомо- гательных скважин 3. Опытным путем устанавливают целесообразность примене5 ния в конкретных горно-геологических условиях парианта торпедирования всех газсотсасывающих скважин 5 в кусте или только центральной из них, расположенной в плоскосп разгрузки вмещающих пород отно0 сительно неподвижной границы выработанного пространства, с последующим бурением в кусте соседних с ней газоотсасывающих скважин.

Порядок выполнения работ и парамет5 ры торпедирования скважин устанавливают в соответствии с известными методиками по торпедированию горного массива. В случае нарушения целостности газоотсасывающих скпажин при торпедировании, их восстанав0 ливают повторным разбуриванием.

В процессе ведения очистных работ газовые коллекторы разгружаются от горного давления. Метан, выделяющийся из разгруженных коллекторов, расположенных за зо5 ной интенсивного грещинообразования, поступает по вспомогательным скважинам 3 в сторону очистного забоя. В зоне влияния очистного забоя с интенсивным трещинооб- разованием между перекрещивающимися

0 вспомогательными 3 и газоотсасывающими 5 скважинами образуется аэродинамическая связь. В области аэродинамического влияния rd -отсасывающих скважин 5 метан, поступающий по вспомогательным

5 скважинам 3 из газоотдающих коллекторов, улавливают скважинами 5 и по ним отводят в газопровод 7.

П р и м е р. В условиях пласта 1, отрабатываемого длинными столбами по прости0 ранию с погашением выработок вслед за лавой и имеющего в подрабатываемой толще сосиженные пласты на расстояниях 15 и 45 м соответственно, использовалась схема дегазации согласно фиг. 1. Угол падения пла5 ста 7°, мощность непосредственной кровли 17 м; вынимаемая мощность пласта 1,8 м; угол разгрузки подрабатываемых пород 65°. Вспомогательные скважины бурили из вентиляционной выработки участка параллельно линии пересечения плоскостей разctg p

i рузки нмешяющих псрид, формируемых на олнианх выработанного пространства 1 Т.оуь вентиляционной РыраЬптки и здтпь линии очистного забоя.

Vion между проекциями на горизонтальную плоскость линии пэдчния пласта и линии пересечения плоскостей разгрузки вмещающих пород на границах выработанного пространства определяли из выражения

cos (V -«) cos v

где V Угол разгрузки подрабатываемых пород, отсчитываемый от плоскости напластования, градус;

a- гог. падения пласта, градус,

откуда угон г 1 составляет 39е.

Угол между линией пересечения плоскостей раз. рузки вмещающих пород ча границе выработанного пространства и ее проекцией на горизонтальную плоскость определяли из выражения

tg tg ( V - ) cos ,

откуда угол fi 51°.

Длину вспомогательных скважин Скв рассчитывали по формуле М sin (if) - «)

sin 1/ si

где М - расстояние до нзчЬтее удаленного деглзир емого пласта, отдающего газ в выработанное пространство участка, м.

Длина вспгм гатепьных скважин 3 г.о- с гавила 54 м. Угол наклона газоотсасываю- щих скважин к горизонту/ 2 определяли по формуле

- LD + ) sin (у -а )

1скв2 Sin Ц)

где h - мощность непосредственной кровли, м;

угол разгрузки подрабатываемых пород, отсчитываемый от плоскости напластования, градус;

а- угол падения пласта, градус;

скч2 - длина скважины, м.

При h 17 м; 65°; гг- 7°; 1С.-100 м; угол наклона скважин к горизонту 14°.

Углы разворота газоотсасывающих скважин, отсчитываемые в горизонтальной плоскости между проекциями скважин и линии падения пласта, определяли следующим образом. Угол разворота средней скважины в кусте рассчитывают по формуле (hi -iL8)cos() 1Скв2 sin

ICKHI

C0)2

Vron if) 2 составляет R1°. Углы разворота боковых газоогсасывающих скважин со- стаьпяют73 и 84°.

тэким образом, для вспомогательных скважин 3 угот разворота в горизонтальной плоскости составлял G9°. угол наклона к гори- 30HTV 51°, длина скважин 54 м: расстояние между скпажинами, определенное по опытным данным 15 м. Для газоотсасывающих скважин 5 углы разворота были равны 78, 81 и 84°, угол наклона к горизонту 14°, длина скважин 100 м; расстояние между кустами сква.кин 60 м. Разрежение на устьях газоотсасывающих скважин мм.рт.ст. Г.исл З бурения вспомогательных скважин их УСТЬЯ геометизировались.

3 процессе ведения очистных работ гэ- овьгЗ коллекторы разгружались от горного давления Метан, выделяющийся из сбли- женных пластов и вмещающих пород, поступал по вспомогательным скважинам в сторону очистного забоя. В области аэродинамического влияния газоотсасывающих скважин 5 метан, поступающий поскважинамЗ, улавливали скпажинами 5 и по ним отводили в дегазационный газопровод 7.

Формула изобретения

1.Спосиб дегазации углевмещающей толщи и выработанного пространства, включающий бурение г зоотсасывающих скважин с разворотом в сторону выработанного пространства лавы, их герметизацию, подключение к де азационному газопроводу и отсос газа, отличающийся тем, что с целью

повышения эффективности дегазации и предотвращения скоплений метана на сопряжении павы с погашаемой вентиляционной выработкой, до момента разгрузки углевмещающей толщи дополнительно бурят вспомогательные скважины до пересечения ими газоотдающих коллекторов, изолируют вспомогательные скважины от атмосферы выработки, а газоотсасывающие скважины бурят перекрестно к вспомогательным, при этом

метан, поступающий во все скважины, удаляют через газоотсасывающие скважины.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью улучшения аэродинамической связи между газоотсасывающими и

вспомогательными скважинами на участках, включающих монолитные вмещающие породы, интенсифицируют процесс трещинообра- зования путем торпедирования вмещающих пород.

Изобретение относится к горному делу и м. б. использовано для снижения газообильности выемочных участков угольных шахт. Цель изобретения - повышение эффективности дегазации и предотвращение скоплений метана на сопряжении лавы с погашаемой вентиляционной выработкой. На выемочном участке угольного пласта проводят вспомогательные скважины с разворотом в сторону выработанного пространства. Вспомогательные скважины бурят до пересечения с газоотдающими коллекторами Бурение производят до начала разгрузки горных пород. Вспомогательные скважины изолируют от атмосферы горных выработок, после чего бурят газоотсасывающие скважины перекрестно к вспомогательным скважинам. Перекрещивание скважин происходит в зоне интенсивного трещинообразования, В случае слабого трещинообразования производят торпедирование вмещающих пород. Пробуренные газоотсасывающие скважины герметизируют и подключают к участковому газопроводу. Метан, поступающий в газоот- сасивающие и вспомогательные скважины, удаляют из вмещающих пород через газоотсасывающие скважины. 1 з. п. ф-лы, 4 ил. Ё

Фиг л

А-А

Фиг. 2

Редактор С. Лисина

Фиг. Ц

Составитель И. Федяева

Техред М.МоргенталКорректор И, Муска