Способ управления газовыделением при гидроотжиме в подготовительных выработках Советский патент 1992 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к области охраны труда, и может быть использовано при проведении подготовительных выработок по выбросоопасным, высокогазоносным угольным пластам для предотвращения загазиро- вания выработок.

Известен регулируемый гидроотжим, который позволяет во многих случаях избежать загазирований выработок.

Однако в ряде случаев проведения выработок он не обеспечивает приемлемого газового режима при его выполнении. Кроме того, известный способ требует значительных затрат во времени на его осуществление.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ борьбы с внезапными выбросами угля и газа.

Способ включает проведение гидроотжима призабойной части угольного пласта, причем перед проведением последнего угольный пласт предварительно увлажняют в режиме фильтрации на глубину, превышающую зону герметизации гидроотжима.

Однако известный способ не обе.спечи- вает безопасности работ по газовому фактору, так как не предусматривает управления

vi со

01

ел ю

00

газовыделением из отжимаемого угля в выработку. Предварительное увлажнение мас- сива угля по известному способу производят по той же скважине, что и гидроотжим, и на глубине за зоной последнего, т.е. на расстоянии, достаточно удаленном от поверхности забоя. А это, в свою очередь, исключает образование обводненной защитной зоны, блокирующей выход газа в выработку во время проведения гидроотжима. Предварительное увлажнение производится за зоной гидроотжима, т.е. в нетронутом массиве,что приводит к значительному замедлению процесса увлажнения.

Целью изобретения является повышение безопасности работ по газовому фактору за счет обеспечения управления газовыделением из зоны отжима в выработку.

Поставленная цель достигается тем, что по всему сечению призабойной зоны и за ее контуром осуществляют бурение шпуров, а гидрообработку выполняют поочередным нагнетанием жидкости в шпуры до создания регулируемой защитной зоны, при этом контроль за ее созданием осуществляют по появлению жидкости в соседних шпурах и скважине, причем перед гидроотжимом все шпуры переводят на одновременную подкачку жидкости, а в процессе гидроотжима и после него выполняют регулируемый выпуск газа из отжимаемого массива угля в выработку путем изменения давления жидкости в шпурах.

Другое отличие состоит в том, что количество шпуров для создания обводненной регулируемой защитной зоны определяют из математического выражения:

S +4 I +4 1д.н

0,77Г1д.н где S - сечение выработки вчерне, м2;

1д.н. - расстояние до максимума начального газовыделения по длине контрольного шпура при текущем прогнозе внезапных выбросов, м.

На фиг. 1 приведена схема размещения в массиве угля регулируемой защитной обводненной зоны и зоны отжима; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Из забоя проводимой выработки 1 в призабойную часть пласта бурят шпуры 2, и поочередно в каждый шпур нагнетают жидкость в режиме блокирования основных фильтрующих трещин. При этом жидкость должна заполнять все основные (наиболее крупные) фильтрующие трещины в призабойной зоне повышенной проницаемости пласта.

Тем самым, вокруг каждого шпура 2 по всему сечению выработки и за ее контуром

не менее чем на величину зоны повышенной проницаемости создают обводненную защитную зону 3, контролируют создание указанной обводненной защитной зоны 3 и перекрытия обводненных зон 4, а также их

выход за контур выработки по появлению жидкости в соседних шпурах и скважине 5. Затем все шпуры переводят на одновременную подкачку их жидкостью и обеспечивают тем самым распространение жидкости по

фильтрующим трещинам на весь целик между шпурами, и под защитой обводненной зоны проводят гидроотжим через центральную скважину 5. При этом давление жидкости в фильтрующих трещинах защитной

зоны при выполнении гидроотжима должно быть близким к среднему давлению газа в пределах зоны отжима.

В результате создания обводненной защитной зоны по всему сечению выработки и

за пределами его контура выделившийся газ из зоны отжима будет блокирован в отжатом массиве угля. Для выпуска газа в выработку и разжижения его в исходящей струе до безопасных норм поступают следующим

образом. В процессе гидроотжима и после него изменяют давление жидкости в шпурах (в сторону увеличения или уменьшения), и осуществляют регулируемый выпуск газа из отжатого массива угля в выработку через

обводненную защитную зону.

Пример. Для выработки с поперечным сечением S 10 м оптимальное количество шпуров определятся:

.. 10+3.1 -4-3+4-9 .

N 0.7-3.14-9 4 шпура

Итак, для создания регулируемой защитной зоны бурятся четыре шпура длиной 2-3 м, которые герметизируются на глубину

1,5-2,5 м (так, чтобы рабочая часть шпура была 0,5 м). В шпуры поочередно подают воду под давлением не выше Р3.з 0,75 Р0, где Ро - величина давления, при которой происходит гидроотжим. Практически нагнетание воды в шпуры производят до тех пор, пока не начинает заметно поступать вода из скважины и соседних шпуров.

Предлагаемый способ позволяет повы- сить безопасность работ по газовому фактору, исключить загазирование выработки за счет обеспечения управления газовыделением из зоны отжима в выработку, что в конечном итоге повышает темпы проведения подготовительных выработок,

проводимых по выбросоопасным, высокогазоносным угольным пластам.

Формула изобретения i.Способ управления газовыделением при гидроотжиме в подготовительных выработках, включающий бурение скважины из забоя выработки в призабойную зону пласта, герметизацию ее, предварительную гидрообработку пласта и гидроотжим, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности в работе по газовому фактору за счет обеспечения управления газовыделением из зоны отжима в выработку, по всему сечению призабойной зоны и за ее контуром осуществляют бурение шпуров, а гидрообработку выполняют поочередным нагнетанием жидкости в шпуры до создания регулируемой защитной зоны, при этом контроль за ее созданием осуществляют по появлению жидкости в соседних шпурах и скважине, причем перед

0

гидроотжимом, все шпуры переводят на одновременную подкачку жидкости, а в процессе гидроотжима и после него выполняют регулируемый выпуск газа из отжимаемого массива угля в выработку путем изменения давления жидкости в шпурах.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что количество N шпуров для создания обводненной регулируемой защитной зоны определяют из математического выражения:

S +4I

N

0,751П

где S - сечение выработки вчерне, м2;

I - расстояние до максимума начального газовыделения по длине контрольного шпура при текущем прогнозе внезапных выбросов.

J+-ff

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение безопасности работ по газовому фактору за счет обеспечения управления газовыделением из зоны отжима в выработку. Бурят скважину из забоя подготовительной выработки в призабойную зону пласта и герметизируют ее. По всему сечению призабойной зоны и за ее контуром осуществляют бурение шпуров. Количество шпуров определяют из математического выражения. Поочередным нагнетанием жидкости в шпуры выполняют гидрообработку призабойной зоны. Гидрообработку заканчивают при появлении жидкости в соседних шпурах и скважине. Все шпуры переводят на одновременную подкачку жидкости и начинают гидроотжим через скважину. В процессе гидроотжима и после него выполняют регулируемый выпуск газа из отжимаемого массива угля в выработку. Регулирование осуществляют путем изменения давления жидкости в шпурах. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. С/ С

S///////S////S/// /I/ //

f г / / / / / ////// .

f&u.f. 2 s

-ff ff-#

/ / ч

/ / Г/ /

1AK Ll /9Xb

. Ј Составитель Г. Смирнов Редактор И. Ванюшкина Техред М.МоргенталКорректор Э. Лончакова

Заказ 1804ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

-з

ь

я