Способ предотвращения газодина-МичЕСКиХ яВлЕНий и пылЕОбРАзОВАНия Советский патент 1981 года по МПК E21F5/00 E21F7/00 

Изобретение относится к гор-ной про мьшшенности, преимущественно уголь ной, и может быть использовано для предотвращения газодинамических явлений и пылеобразования. Известен способ увлажнения, заклю чающийся в проведении шпуров и нагнетании в угольный массив воды l, Недостатком способа является низкая эффективность вследствие преждевременного гашения формируемых ройртвом волн на их пути к угольному массиву из-за большого сопротивления в напорном рукаве и герметизаторе. Известен также способ гидравлического размыва пласта, включающий прове дение скважин и нагнетание через них S массив жидкости Г2. Согласно данному способу с помощью установленного на устье скважины устройства-СО сложной системой возвратно-поступательных поршней, предназначенных для подачи а скважину жидкости и извлечении из нее nynbiiHj жидкостью, нагнетаемой по компрессорным трубам с гибким патрубком и спецнасадкой, вымывают в пласте полость. Разветвленную сеть трещин в пласте с сохранением целостности массива при такрм способу получить нельзя. Наиболее близким к предлагаемому является способ борьбы с пьшью и газом в угольных шахтах, заключающийся в проведении системы скважин в горном массиве, статическом нагнетании жидкости в массив через одну из скважин и одиовременном отстое газа из соседних скважин системы Гз. Однако и этому способу присуща невысокая эффективность обработки массива вследствие того, что подачу в пласт жидкости ведут в режиме статического нагнетания. Цель изобретения - повышение эффективности обработки массива. Указанная цель достигается тем, что в истье нагнетательной скважины устанавливают низкочастотный генераiTOp импульсов, в столбе жидкости находящейся в скважине, генерируют волны с длиной и амплитудой, обеспечивающими прямое и обратное прохожде ние в скважине каждой волны к момент возбуждения новой волны, до падения давления жидкости в скважине, а пос ле падения давления жидкости в скважине осуществляют подпитку ее жидкостью. Кроме того, нагнетание жидкости в массив с последующим генерирование волн производят через соседние необработанные скважиш г системы при создании противодавления в соседних обработанных скважинах, равного статическому давлению нагнетания. Способ предотвращения газодинамических явлений и пьшеобразования состоит в следующем. На подготавливаемом к отработке участке щахтного поля по пласту проводят скважины и обсаживают их обсадными трубами. После частичной дегазации массива скважинами в каждой системе из трех скважин крайние оставляют подключенными к дегазационному газопроводу, а в устье центральной скважны устанавливают низкочастотный генератор импульсов, соединяют его с нагнетательным водопроводом и производят подачу жидкости в скважину сначала в режиме стати ческого нагнетания до заполнения трещин и пор в прилегающем к скважине массиве, а затем при уменьшении приемистости пласта - в импульсном режиме. В столбе жидкости, находящейся в скважине, с помощью генератора импульсов генерируют волны с дл ной и амплитудой, обеспечивающими прямое и .обратное прохождение в скв жине каждой волны к моменту возбуждения новой волны. В качестве жидкости, нагнетаемой в пласт на этом зтапе обработки, используют воду или водные растворы с добавками поверхностно-активных или химически активных веществ. Частоту импульсов определяют по формуле J, / где г - частота импульсов, имп/с; с - скорость распространения волн в жидкости, нагнетае мой в скважину, м/с; - длина волны, м; citB длина скважины, м. 24 Амплитуду давления волны определяют по формуле / 0-где дРд - амплитуда давления волны, кгс/см ; - интенсивность волны. Q амплитуда колебательной скорости, см/с. Интенсивность волны определяется выходными параметрами генератора, импульсов, массой, скоростью и частотой движения бойка, контактирующего с жидкостью и формирующего энергию импульса в столбе жидкости, а амплитуда колебательной скорости - смещением частиц жидкости (рабочий ход бойка) и частотой импульсов. При длине скважины.например, равной 100 м, и скорости распространения волн С 1500 м/с частота импульсов f составляет 7,5 имп/с энергии единичного гидроудара 50-500 кгс м и диаметре скважины , равном 100 мм, интенсивность волны, посылаемой генератором, равна 500-5000 кгс см/с см , а амплитуда давления первичной волны 25-250 кгс/см при смещении бойка генератора на 5 см и 50-500 кгс/см при смещении бойка на 2,5 см. Низкочастотный генератор ударных волн автоматически обеспечивает подачу в скважину жидкости в необходимом количестве, регулирует режим обработки массива и генерируют волны требуемой частоты с целью усилен ния амплитуды вынужденных колебаний до резонансного воздействия волн на горный массив. Ударные волны в столбе.жидкости генерируют до образования в массиве полости или трещин, появление которых регистрируют падением давления жидкости в скважине. С падением давления жидкости в скважине выключают генератор импульсов, осуществляют Подпитку скважины жидкостью, и процесс обработки массива повторяют. Обработку пласта жидкостью через центральную скважину продол жают, как Правило-, до прорыва нагнетаемой жидкости в соседнюю дегазационную скважину, после чего соседние скважины отключают от дегазационной сети, а генератор импульсов устанавливают в устье одной из. Них, при этом смежные с ней скважины подсоединяют к нагнетательному ставу. Затем проводят дополнительную 5 обработку массива, т.е. генерирование волн производят через необработанную скважину системы при создании противодения в соседних (в том числе в ранее обработанной скважине равного статическому давлению нагне тания. Дополнительную обработку массива производят до момента, когда в скважину подадут расчетное количество профилактической жидкости. В качестве последней используют вод ные растворы с добавлением поверхностно- или химически активных веществ , улучшающие смачиваемость мае сива. Предпочтительна следующая очередность установки генератора импульсов в скважинах, пробуренных на выемочном участке: центральная скважина (№ 2) в первой от забоя лавы системе из трек скважин, скважна № I (дополнительная обработ ка) центральная скважина () во второй системе скважин, скважина № 3 (дополнительная обработка), скважина № 4 (дополнительная обработка) , центральная скважина (№ 8) в третьей системе скважин, скважина 1 6 (дополнительная обработка) , скважина № 7 (дополнительная обработка) , центральная скважина (№ 11) в четвертой системе скважин и т.д. В зависимости от горногеологических условий возможна и другая очеред ность обработки дегазационных скважин. Предлагаемый способ позволяет пов сить эффективность обработки массива за счет резонансного воздействия вол генерируемых низкочастотным генерато в устье нагнетательной скважины. 2 Формула изобретения 1. Способ предотвращения газодинамических явлений и пьшеобразования, заключающийся в проведении системы скважин в горном массиве, статическом нагнетании жидкости в массив через одну из скважин и одновременном отсосе газа из соседних скважин системы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обработки массива за счет резонансного воздействия волн, в устье нагне тательной скважины устанавливают misкочастотный генератор импульсов, в столбе жидкости находящейся ё скважине., генерируют волны с длиной и амплитудой, обеспечиваювщми прямое и обратное прохождение в скважине каждой волны к моменту возбуждения новой волны, до падения давления жидкости в скважине, а после падения давления жидкости в скважине осуществляют подпитку ее жидкостью. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагнетание жидкости в массив с последующим генерированием волн производят через со седние необработанные скважины системы при создании противодавления в соседних обработанных скважинах, равного статическому давлению нагнетания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР № 199065, кло Е 21 F 5/02, 1966. 2.Патент Австралии № 408750, кл. 85.2, опублик. 1970. 3.Авторское свидетельство СССР № 447515, кл. Е 21 F 7/00, 1972 (прототип).