Способ дегазации угольных пластов при добыче угля открытым способом Советский патент 1992 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горной промышленности, преимущественно угольной, и может быть использовано для дегазации угольных пластов при добыче угля открытым способом.

Цель изобретения - повышение без- опасности ведения работ при добыче угля на разрезах за счет повышения эффективности дегазации угольных пластов при наличии подземных дренажных выработок.

На фиг.1 приведена схема осуществления способа; на фиг.2 - графики.

На фиг.1 приведены: угольный пласт 1, подземная горная выработка 2 дренажной шахты, вододренажноЮ скважины 3, взрывные скважины 4 рыхления.

Способ осуществляют в следующем порядке.

Из подземных камер дренажной шахты 2 производят бурение вододренажных скважин 3, которые используют также в качестве дегазационных. Отсос метана из. вододренажных скважин осуществляют за счет общешахтной депрессии. При этом производят не менее трех замеров расхода воздуха и концентраций метана, по результатам которых определяют метановыделение из вод дренажных скважин, устанавливают изменение интенсивности метановыделения во времени и определяют период активной газоотдачи угольного пласта по формуле

ю о ел

00

N-1 i t-.-tt + Ј Biir(-qK),

I - 1 к 1

О)

где QIC - интенсивность метановыделения из вододренажных скважин, м3%м2 . сут),

ti - время, прошедшее после буровзрывных работ по рыхлению угля на поверхности до момента определения ф, сут;

N - количество значений соответственно qi и-ti в расчетах принимается не менее трех;

Bj - коэффициенты, определяемые по формулам, приведенным ниже:

(2) 20

бурения вододренажных скважин, значения которых приведены в табл.1 и на графике 1 фиг.2.

При этом интенсивность метановыделения с обнаженных поверхностей пласта определяли по величине фактического метановыделения из вододренажных скважин по формуле

qi

1440 ф|

Ж D

ICK

где qi - интенсивность метановыделения в скважины, м /{м . сут);

1Ф1 - фактическое метановыделение из скважин, м /мин;

D-диаметр скважин, м;

ICK - общая длина скважин, м.

По формулам (2) определяют значения коэффициентов Bi

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для дегазации угольных пластов. Цель - повышение безопасности ведения работ при добыче угля на разрезах и повышение эффективности дегазации угольных пластов при наличии подземных дренажных выработок. Из подземных камер дренажной выработки бурят вододренаж- ные скважины (С). В дальнейшем эти С используют в качестве дегазационных. Извлечение метана из вододренажных С Осуществляют за счет общешахтной депрессии. Во время извлечения метана определяют метановыделение. На основании замеров с помощью математических соотношений определяют период актирной газоотдачи угольного пласта. С дневной поверхности на пласт бурят взрывные С. Последние бурят в районе расположения вододренажных С. По окончании периода активной газоотдачи пласта производят торпедирование взрывных С, рыхление угольного пассива и работы по добыче ynirf. После этого продолжают извлечение метана и контроль газоотдачи угольного пласта. 2 ил., 2 табл.

По окончании периода активной газоотдачи угольного пласта производят бурение взрывных скважин рыхления 4 на поверхности в угольном разрезе в районе расположения вододренажных скважин, осуществляют взрывные работы по рыхлению угольного массива и осуществляют технологические операции по добыче угля.

После производства технологического Цикла по добыче угля выполняют вновь не менее трех замеров расхода воздуха и концентрации метана, определяют метановы- деление из вододренажных скважин, устанавливают интенсивность метановыделения и ее изменение во времени, спреде- ляют период активной газоотдачй угольного пласта. По окончании периода активной газоотдачи угольного пласта вновь осуществляют работы по рыхлению угольного массива и добычи угля в районе расположе- ния вододренажных скважин. Эту цикличность операции повторяют в указанной последовательности до полной отработки угольного массива, в котором пробурены вододренажные скважины.

При м е р. Из подземных горных выработок 2 дренажной шахты были пробурены до поверхности вододренажные скважины 3. Общая длина скважин составила 1300 м, а их диаметр 0,1 м,

По ежемесячным замерам фактического метановыделения из вододренажных скважин определили интенсивность метановыделения с обнаженных поверхностей пласта и ее изменение в течение 4 мес после

Bi

ai

t2 - t-1 60 -30 q2-qi 9,17-17.63 ta -ti . 90-30

-3,55;

:-4,73;

qs-qi 4,94-17,63 (-4.73)-(-355)0|28;

32

аз

,94-9,17

. U-ti B 120-30 m

q4-qi 2,82-17,63

. a2 - Bi (-6,08) - (-335)

0.40;

q4-q22,82 -9,17

p t3-B2 J0.40 -0.28 nnft. 83-qF -2,82 -4,94 -° °6:

Период активной газоотдачи угольного ласта в вододренажные скважины после их урения составил

N-1 i

2 BiIK-q) к 1

ti+Biqi+B2 qrq2-HB3 qrq2 q3 - 30+{-3,55) (-17,63)+0,28(-17,63Х-9,17)+ +{-0,08Х-17.63Х-9,17Х-4,94) 186 сут.

После 186 сут, прошедших после бурения вододренажных скважин, когда практически прекратилось метановыделение из них, были осуществлены буровзрывные работы по рыхлению угольного массива в районе расположения вододренажных скважин. При этом общая длина скважин при высоте уступа 20 м уменьшилась до 1200 м, а метановыделение из вододреКаж- ных скважин увеличилось до 4,0 м /мин. После этого продолжали определять по ежемесячным замерам фактическое метановыделение из вододренажных скважин, интенсивность метановыделения с обнаженных поверхностей и ее изменение в течение Змее, значения которых приведены в табл,2 и на графике 2 фиг.2.

По формулам (2) определяют значения коэффициентов В)5

t2 -ti 60 -30 q2 -qi 7,64 - 13,75 t3 -ti 90 -30 qa - q-1

- 4,91; - 6,54;

4,58-13,75

ai-Bi Н)54У-(-4.91)05Э ql4,58-7,64° 53

Период активной газоотдачи угольного пласта в вододренажные скважины п осле буровзрывных работ по рыхлению угольного массива на поверхности составил:

N-1 i

2 BI n(-qK)tH-Bi-qi+B2-qi-q2 i l к 1

,- 30+(-4,91)(-13,75)+0,53(-13,75)(-7,64) 153 сут.

Для повышения безопасности работ по добыче угля буровзрывные работы по рых- лениюугля на поверхности проводились после 153 сут, когда закончится период активной газоотдачи угольного Пласта.

Замеры фактического метановыдёле- ния из вододренажных скважин, определение интенсивности метановыделения с обнаженных поверхностей пласта и ее изменение во времени, установление периода активной газоотдачи угольного пласта осу- ществлялись каждый раз после проведения буровзрывных работ по рыхлению угольного массива на поверхности в районе расположения вододренажных скважин;

Формула изобретения Способ дегазации угольных пластов при добыче угля открытым способом, включающий бурение дегазационных и взрывных скважин, герметизацию дегазационных скважин, лока льную разгрузку пласта путем

5

0

0

5

торпедирования взрывных скважин и рыхления угля, отвод газа через дегазационные скважины, от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения безопасности ведения работ при добыче угля на разрезах и повышения эффективности дегазации угольных пластов при наличии подземных дренажных выработок, ислользуют в качестве дегазационных скважин вододренажные скважины,, при этом определяют интенсивность метановыделения из вододренажных скважин во времени, устанавливают период активной газоотдачи угольного пласта в вододренаж- ные бкважины из выражения

N-1 i.

t ti+ 2 В|П(-Чк),

I 1 К 1

где qx - интенсивность метановыделения из вододренажных скважин, м3/(м2 -сут);

ti - время, прошедшее после буровзрывных работ по рыхлениюугля на поверхности до момента определения qi, сут;

N - количество значений соответственно qr и ti, N 3, ед;

BI - коэффициенты, определяемые по формулам

qs-qiqs-q2

ав- В4- .

qs-qa

qs -q

производят бурение взрывных скважин на дневной поверхности в районе расположения вододренажных скважин и рыхление угля после окончания периода активной газоотдачи угольного пласта в вододренажные скважины..

Таблица 1

сриз. 1

У(еуд

15

10

Таблица 2