Способ дегазации подрабатываемого угольного пласта

Способ дегазации подрабатываемого угольного пласта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ ПОДРАБАТЫВАЕМОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включаю щий бурение из одной точки на поверхности направленных скважин, горизонт тальные части которых направлены в противоположные сторойы, герметизацию устьев скважин и отсос газа из ; них, отличающийся тем, что, сцелью повышения эффективности дегааацИи за счет использования полостей разгрузки, перед бурением направленных скважин определяют зону наибольшего скоплений газа, в которой образуются полости разгрузки, при этом горизонтальные части направленных скважин располагают в полостях разгрузки под экранирующими породами, но не ниже почвы подрабатываемого пласта.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

3ш Е 21 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) -3326026/22-03 (22) 04; 08. 81 (46) 15.04.83. Бюл. Н 14 (72) А.Т.Айрунй, И;А.иофис, А.В.Шестопа тов и С.О.Касимов (71) Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР (53) 622;8.807(088.8) (56). .1. Руководство по дегазации угдльных вахт. M., "Недра", 1975, с.108, 2. Филдс Х.Х.; Дегазация нетронуто»" го пласта Питтсбург через большие скважины. - "Burean of Hines Report

of Snvestigatlon", 1973, и 780, :с.9-10, 48, рис.13 (прототип). (54)(57) спосоБ ДегАЗАЦИИ поДРАВАТЦВАЕИОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий бурение из одной точки на поверхности направленных скважин, горизон; тальные части которых направлены в противоположные стороны, герметизацию устьев скважин и отсос газа из них, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации за счет использования полостей разгрузки, перед бурением направленных скважин определяют зону наибольшего скоплений газа, в которой образуются полости разгрузки, при этом горизонтальные части направленных скважин располагают в полостях разгрузки под зкранирующими породами, но не ниже почвы под. рабатываемого пласта.

1011865

Изобретение относится к горной, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для дегазации подрабатываемого угольного пласта. 5

Известен способ дегазации nîäрабатываемых угольных пластов, выработанных пространств. и вмещающих пород путем бурения с поверхности вертикально-горизонтальных или наклонно-горизонтальных скважин, горизонтальные части которых находятся на расстоянии 20-30 м от разрабатываемого пласта 1 1.

Недостатком способа является

15 низкая эффективность дегазации, обусловленная расположением горизонтальной части скважин вне зоны наибольшего скопления газа и небольшим сроком ее службы в зоне разрушитель" ных деформаций.

Наиболее близким к предлагаемому является способ дегазации подрабатываемого угольного пласта, включающий бурение многоцелевой скважины с поверхности, а из расширенной части ее основания - горизонтальных пластовых скважин, из которых две расположены в одной вертикальной плоскости и направлены в противо- 30 положные стороны, герметизацию устьев скважин и отсос газа из них после подработки массива (2 ).

Недостатком данного способа также является низкая эффективность дегазации, так как горизонтальные скважины бурятся по пласту, а не в зоны, наибольшего скопления газа.

Цель изобретения — повышение эффективности дегазации за счет ис- 40 пользования полостей разгрузки.

Цель достигается тем, что согласно способу дегазации подрабатываемого угольного пласта, включающему бурение из одной точки на поверхности . 45 направленных скважин, горизонтальные части которых направлены в противоположные стороны, герметизацию устьев скважин и отсос газа из них, перед бурением направленных скважин определяют зону наибольшего скопления газа, в которой образуются полости разгрузки, при этом горизонтальные части направленных скважин располагают в полостях разгрузки под экранирующими породами, но не ниже почвы подрабатываемого пласта.

На чертеже приведена схема расположения дегазационнь1х скважин.

Схема включает скважины I и 2, горизонтальные части которых направлены соответственно навстречу забою и в направлении движения очистного забоя, полости 3 разгрузки в зонах наибольшего скопления газа между экранирующей породой 4 и подрабатываемым угольным пластом 5,а также разрабатываемый угольный пласт б.

Способ реализуетсл следующим об.разом.

Исходя из конкретных горно-геоло; гических условий (величина междупластья, удаление подрабатываемого угольного пласта от экранирующих пород и др. ) определяют целесообразность применения способа и область наибольшего скопления газа.

Определение зоны наибольшего скопления газа производится следующим образом.

Из анализа зависимости отношения, мощности междупластья (M ) к вынимаемой мощности подрабатываемого пласта (а от критической деформации пород в подрабртываемом массиве выделяют ,четыре зоны: первую, в которой — (7, Я

Э щ щ У .вторую, в которой 25 ) — ) 7, третью, .: в которой 37) — ) 25 и четвертую, в которой @-> 37

tA

Поскольку полости расслоения со скоплениями газа под большим давлением образуются, как правило, во второй (lI ) и третьей (Itl ) зонах, в этих зонах и определяется остаточное газовое давление по формулам у (1) (21 где с - угол падения пород;

Р - остаточное давление в подО работанном массиве; — NItr3 у

2. ГО

Ко= - кратность, при коКP

К торой давление газа в подрабатываемом и защитном пластах . при подработке в условиях горизонтального и И

Р ()РВР()у или

3 101) 8 залегания пород становится одинако-вым;

Е„- предельная относительная деформация растяжения;

Ю К - поправка к кратности за, счет угла падения;

Р - природное давление газа;

250 .1д д1 - минималь3 кр (вЦ 10 ная кратность, при которой подработка перестает оказывать влияние на давление газа в подрабатываемом пласте;

11

Е@, - предельная относительная 1$: деформация растяжения, при которой пласт угля теряет сплошность; кР it

КР (Ы) 3О кратность, определяющая границу между второй и третьей зонами;

Р1ср - давление газа на границе между второй и третьей -зонами. .Если известно остаточное давле2$ ние газа в выработанном пласте для условий горизонтального залегания пород, то формула (,Ц ) приобретает вид 2

8 () где поправочный коэффициент 6Р ц определяется из выражения 2

4 P(g )— 1 .(Ы). или выбирается из таблицы в зависи- . мости от угла падения пласта. Затем с дневной поверхности, иэ одного и того же, места, бурят две направленные дегазационные скважины 1 и 2.

При этом их горизонтальные части располагают в зоне наибольшего скоп- ления газа и направляют, соответственно, навстречу очистному забою и в направлении движения забоя. Го- ризонтальные части скважин располагают выше зоны разрушительных деформаций, что обуславливает их повышенную устойчивость. Так, например, для. $$ условий Донбасса эта эона располагаВНИИПИ Заказ 2718/41

Филиал ППП "Патент", г.

65 4 ется выше 80 м от разрабатываемого угольного пласта. Расстояние между кустами дегазационных скважин 1 и 2 принимается исходя-из технической возможности бурения горизонтальной части скважины большой протяженностью и равно не менее суммы длин горизон= тальных частей двух смежных направленных навстречу друг другу дегазационных скважин плюс половина длины полости разгрузки 3, При разработке угольного пласта 6 .происходит сдвиже" ние пород кровли, причем выше зоны разрушительных деформаций сдвижение протекает плавно, без разрыва сплошности и искривление скважины происходит без ее разрушения. С. Удалением от разрабатываемого пласта степень . трещиноватости, а следовательно, и газопроницаемость уменьшаются. При наличии более жесткого слоя горной породы по сравнению с нижерасположенным между ними наблюдаются расслоения, переходящие;в полости разгрузки 3, заполненные выделившимся в процессе разгрузки подрабатываемого угольного пласта.5 газом, находящимся в виду низкой газопроницаемости порОд между. пластья под высоким давлением. выделившийся. газпоступает в скважину и каптируется--с целью его дальнейшей утилизации.. По мере подвигания очистного забоя разрабатываемого угольного пласта б полость разгрузки

3 перемещается вдоль горизонтальной части дегазационной скважины 1 в направлении движения очистного забоя. Горизонтальная часть скважины

2 входит в полость при выходе из нее горизонтальной части скважины 1, в связи с чем каптирование метана осуществляется непрерывно.

При дальнейшем движении полости

3 вдоль горизонтальной части скважины 2 закрытие полости не влечет за собой закрытие (полное разрушение) канала горизонтальной части скважины 2, что делает срок службы скважи- . ны практически равным времени на-. хождения какой-либо ее части в полос. ти разгрузки.3.

Использование способа-позволяет повысить эффективность .дегаэации под рабатываемых угольных йластов, снизить газообильность выработок, а следовательно, повысить безопасность горных работ.

Тираж 442 По писное

Ужгород, ул. Проектная, 4