Способ добычи угля Советский патент 1982 года по МПК E21C41/04 

давления до значения, например PI 300 атм. после чего производят резкий сброс давления до значения, равного гилчростатическому давлению воды на данной глубине, что приводит к послойному разрушению угля. Процесс повьциение - сброс давления повторяют до тех нор, пока выработанное пространство не заполняется разрушенным углем. Процесс .аостапки образованной суспензии на поверхноегь осуществляют, например, путем подачи воды в выработанное пространство и вытеснением водно-угольной суспензии по одной из двух сооснь х труб в систему обогащения угля.

Указанный процесс повышение-сброс давления одновременно осуществляют по всей системе скважин, пробуренных в отрабатываемый участок. При соединении границ разрушения от всех скважин отрабатываемого участка, производят выемку угля и последующее заполнение выработанного пространства твердеющей закладкой.

Процесс повышения и сброса давления осуществляют по пилообразному закону. Гидростатическое давление воды в угольном пласте у устья скважин равно Р Pg, где плотность воды, g - ускорение свободного падения, Н - глубина залегания пласта. Для скорости фильтрации, определяемой по закону Дарси,

V9 j VP,

где Уф- скорость фильтрации, К - коэффициент фильтрации для угля, М - вязкость воды, VP - градиент давления. Для конкретных значений К 810 см, 8-10 г/см-с при t 30° С и градиенте давления 200 атм/см скорость фильтрации равна Уф 0,2 см/с, т. е. через 5 с вода проникает в угольный пласт на глубину 1 см. В случае, если давление жидкости изменять по закону, график которого изображен на чертеже, время фильтрации воды на глубину в 1 см равно tj 10 с. За это время на глубине в 1 см воздается давление 300 атм. При резком сбросе давления за время t - tj до 100 атм « tj - tjg 10 с, созданный градиент давления, равный 200 атм/см в слое водонасыщенного угля толщиной 1 см, направлен в противоположную сторону и вызывает разрушение указанного слоя, т. е. в течение времени t - t выполняется условие разрушения ruj. (Р,- -)Тр, где т, - эффективная пористость, для угля Шр 0,02-0,1. PI 300 атм, 1 100 атм для глубины Н2 1000 м, Tf- предел прочности на отрыв, для угля Гр 0,5 -f 10 кг/см2.

При указанном режиме нагнетания, т. е. при 10 с и при отрыве за один цикл слоя угля толщиной 1 см через время tj i ) i 1, 2, 3, где nj - число пилообразных циклов, которое при толщине отторгаемого слоя угля в 1 см, численно равно радиусу основания цилиндра, образуемого в угольном пласте вблизи скважины, необходим подъем угольной взвеси на поверхность, П) при коэффициенте разрыхле0 НИИ угля, равном 1,5, определяется из соотношения

П , 1 1,2, 3..., гдеп;,, -число предшествовавших циклов, необходимых для заполнения угольной взвесью свободного от угля пространства угольного пласта; Пр - определяется начальным значением радиуса скважины, пробуренной по углю.

Использование предлагаемого способа бесщахтной добычи угля обеспечивает по сравнению с существующими способами повышение уровня техники безопасности и сокращение времени цикла способа, что приводит к повышению производительности труда, кроме того, дает возможность расширить область применения за счет разработки невыбросоопасных пластов, залегающих всложных горно-геологических услови-ях и на больщих глубинах.

Формула изобретения

Способ добычи угля, включающий бурение с поверхности на угольный пласт скважин, их обсадку, нагнетание под давлением

в скважины рабочего агента с многократным сбросом давления и выдачу разрущенного угля на -поверхность, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности добычи, перед нагнетанием рабочего агента производят дегазацию угольного пласта, в качестве рабочего агента используют воду, а изменение давления в скважинах в процессе нагнетания рабочего агента и сброса давления осуществляют по пилообразному закону, при этом сброс давления осуществляют за период времени, меньший периода времени нагнетания рабочего агента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3850477, кл. 299-5, опублик. 1974.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2803484, кл. Е 21 С 41/04, 1979 (прототип).