Способ дегазации сближенных угольных пластов и выработанного пространства Советский патент 1991 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с газом при разработке угольных пластов преимущественно в восходящем порядке и управлении кровлей методом полного обрушения.

Целью изобретения является повышение эффективности дегазации при восходящем порядке обработки свиты пластов.

На фиг. 1 и 2 показаны схемы вертикальных разрезов в направлении движения очистного забоя.

Способ осуществляют следующим образом.

Впереди очистного забоя 1 (фиг. 1) разрабатываемого пласта 2 бурится скважина 3, вокруг которой в верхней части зоны трещин создается (например, путем взрывания относительно небольших зарядов, не требующих принятия специальных мер защиты скважины от действия ударных волн, или аппаратом скважинного гидровзрыва - АСГ) сеть трещин 4. Скважина 3 обсаживается колонной труб 5 с перфорированным участком 6 от кровли пласта до верхней границы 7 зоны 8 трещин. Устье 9 скважинь 3 герметизируется.

О

ю

СП

N О

Следующая скважина 10 бурится до верхней границы 7 зоны 8 трещин. Вокруг скважины в интервале между верхней границей 7 зоны трещин В и верхней границей 11 зоны разгрузки 12 от разрабатываемого пласта 2 так же, как и в первой скважине, создают сеть трещин 13. Скважина 10 обсаживается колонной труб 14 с перфорированными участком 15 от верхней границы 7 зоны трещин 8 до верхней границы 11 зоны разгрузки 12. Устье 16 скважины 10 герметизируется.

С момента подработкм скважины, пробуренной в зону трещин, до обрушения пород основной кровли, газ отсасывают из зоны беспорядочного обрушения. При сдвижении пород основной кровли формируется зона 8 трещин, сообщающихся с выработанным пространством 17, причем наличие сети дополнительных трещин 4 способствует активизации этого процесса, а подработка благоприятствует дальнейшему развитию созданных ранее вокруг скважины трещин. Газ из пласта 18 и газовоздушная смесь кз призабойного 19 и выработанного 17 пространства поступает по трещинам к перфорированному участку 6 обсадных труб 5 и отсасывается по трубопроводу 20.

После оборудования скважины 10, пробуренной в верхнюю часть разгруженной от горного давления зоны 12, выше зоны 3 трещин и присоединения к трубопроводу 21, газ из пластов 22 отсасывают через сеть трещин 13, созданных вокруг скважины. С момента подработки пласты 22 разгружаются or горного давления и происходит интенсивный отсос чистого без примесей воздуха газа, поскольку скважина 10 не достигает зоны 8 трещин, сообщающихся с выработанным пространством, т.е. с шахтной атмосферой.

Длину перфорированной части скважины Inep.ip., пробуренной в зону 8 трещин, определяют из соотношения

пер.тр. Нтр., м,

где НТр - высота зоны трещин, сообщающихся с выработанным пространством, м. Длину перфорированной части скважины пер.раз., пробуренной в верхнюю часть зоны разгрузки 12 выше зоны трещин, определяют из соотношения

пер.раз. Нраз.Нтр., м,

где Нраэ. высота зоны эффективной разгрузки подработанных слоев от горного давления.

П р и м е р. На шахте для предотвращения внезапных выбросов угля и газа был принят восходящий порядок разработки пластов, при котором в первую очередь вынимался защитный пласг ку-2 (фиг. 2) мощностью 2,0 м. Затем отрабатывались опасные по внезапным выбросам угля и газа пласты 18 и 22 кю (мощностью 4,0 м, между- пластье -70 м) и К12 (мощность 7,0 м,

междупластье - 130 м соответственно). Высота зоны трещин 8 над разрабатываемым пластом 1 составляла 85 м, а высота зоны эффективной разгрузки при длине лавы 140 м и глубине разработки 460 м равна

0 195м.

Для дегазации выработанного пространства пласта и попадающего в зону 8 сообщающихся с выработанным пространством трещин пласта кю-18 бурят восстающую под углом 35° к горизонту скважину 3 из ниши 23 в вентиляционном штреке пласта . Забой скважины 3 останавливают у верхней границы 7 зоны 8 трещин, удаленной на 85 м от кровли пласта . В скважине 3 верхней половине зоны 8 трещин производят камуфлетное взрывание и создают сеть трещин 4. Скважину 3 обсаживают колонной труб 4 с перфорированным участком в интервале от 5 м (длина герметизации устья скважины) до 85 м, считая от кровли пласта (или от 148 до 9 м по длине скважины). Устье 9 скважины 3 герметизируют. Оборудованную скважину подсоединяют к трубопроводу 20, который через скважину 24 или ствол (не показан) выводят на поверхность и подсоединяют к вакуум- насосной станции и производят отсос газа из выработанного пространства пласта и из пласта кю попадающего в зону 8 сооб5 щающихся с выработанным пространством трещин.

Длину перфорированных частей скважин 3, через которые раздельно производят отсос газа после их переработки разрэбаты0 ваемым пластом, определяют из соотношения

I Нтр , .

Inep.rp.5

0

5

0

5

0

5

1пер.рад.

sin a

Нраз Нт

-|„

sin a

где а - угол наклона в дегазационной скважине, рад;

1Г - длина герметизатора, м.

Для дегазации пласта кп, расположенного выше зоны 8 трещин, но попадающего в зону эффективной разгрузки 12, бурят вертикальную скважину 10 (фиг. 2) с поверхности, останавливая ее забой на расстоянии 85 м от кровли пласта к. На пересечении скважины с пластом на участке между верхней границей 7 зоны 8 трещин и верхней границей 11 зоны эффективной разгрузки 12 производят камуфлетное взрывание для создания сети трещин 13. Скважину 10 обсаживают колонной труб 14 с перфорированным участком 85-195 м (граница зоны эффективной разгрузки) от кровли пласта к. Устье 16 скважины 10 герметизируют. Скважину подсоединяют к по- верхностному трубопроводу 21, через который производится отсос газа. Формула изобретения Способ дегазации сближенных угольных пластов и выработанного пространст- ва, включающий определение высоты зоны сообщающихся с выработанным пространством трещин, бурение скважины с поверхности до разрабатываемого пласта, создание вокруг скважины дополнительной сети трещин путем камуфлетного взрывания, обсадку ее трубами, тампонаж затруб- ного пространства, перфорацию нижней части обсадной колонны и тампонажного кольца и отсос газа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективно-

сти дегазации при восходящем порядке отработки свиты пластов, выполняют определение высоты зоны эффективной разгрузки,- производят бурение скважины раздельно в зону трещин от подработки и в верхнюю часть зоны эффективной разгрузки выше зоны трещин, а длину перфорированных частей скважин, через которые раздельно производят отсос газа после их подработки разрабатываемым пластом, определяют из соотношений:

(пер.тр Нтр., М, пер.раз ., М,

где Inep.ip. - длина перфорированной части скважин, пробуренных в зону трещин, м;

Нтр. - высота зоны трещин, м;

пер.раз. - длина перфорированной части скважин, пробуренных в верхнюю часть зоны эффективной разгрузки выше зоны трещин, м;

Нраз. - высота зоны эффективной разгрузки при подработке, м.

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для борьбы с газом при разработке угольных пластов. Цель повышение эффективности дегазации при восходящем порядке отработки свиты пластов. С дневной поверхности до разрабатываемого пласта бурят дегазационные скважины (С). Бурение С производят раздельно в зону трещин от подработки и в верхнюю часть зоны разгрузки выше зоны трещин. Размещают в С заряды и создают вокруг С дополнительную сеть трещин. Производят обсадку С трубами и тампонаж за- трубного пространства. Нижнюю часть С перфорируют. Пробуренные в зону трещин С перфорируют на высоту зоны трещин, а С, пробуренные в зоны трещин, перфорируют на высоту, равную разности высот зоны разгрузки и зоны трещин. При этом С также м.б. пробурены в зону трещин из подготовительных выработок разрабатываемого пласта. При этом длину перфорированной части С определяют из тригонометрических соотношений. Способ позволяет повысить эффективность дегазации.2 ил. Ё

Фю.1

u№l