Способ дегазации угольного пласта,отрабатываемого столбами с проведением разрезной печи

Способ дегазации угольного пласта,отрабатываемого столбами с проведением разрезной печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить экономичность способа дегазации за счет сокращения объема бурения скважин. Определяют природную газопроницаемость пласта. Перед отработкой пласта и посадкой основной кровли производят разбивку выемочных столбов на участки . На выемочном участке, отрабатываемом в первую очередь, сначала обуривают участок пласта, прилегаюпщй к разрезной печи и соответствующий первой посадке основной; кровли. Скважину пробуривают с разворотом в направлении забоя лавы и подключают к дегазационному трубопроводу. По дебиту метана из скважин до и после первой посадки основной кровли устанавливают протяженность зоны техногенного трещинообразования-и проницаемость массива в направлении, паi раллельном забою лавы. После чего СЛ рассчитывают параметр, характеризующий газодинамическое состояние угольного массива в направлении, параллельном забою лавы. С учетом этого параметра рассчитьгоают расстояние между скважинами и угол их разворота для следуняцего участка выемочного to столба. Приведены математические О) выражения для расчетов параметров. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1267007

А1 (gg 4 Е 21 F 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,„13l

ВИ ВЩ. ЩЯ „ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3776837/22-03

- (22) 01.08.84 (46) 30. 10. 86. Бюл. К - 40 (71) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им.А.А.Скочинского (72) Б.Е.Рудаков, Д.И.Бухны, И.В.Сергеев, В.С.Забурдяев, И.А.Мостипака и M.Н.Васильчиков (53) 622.817(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 924407, кл. Е 21 F 7/00, 1982.

Руководство по дегазации угольных шахт. — М.: Недра, 1975, с.26, 30-.

38, 112. (54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, ОТРАБАТЫВАЕМОГО СТОЛБАМИ С ПРОВЕДЕНИЕМ РАЗРЕЗНОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к горному

/ делу и позволяет повысить экономичность способа дегазации за счет сокращения объема бурения скважин. Определяют природную газопроницаемость пласта. Перед отработкой пласта и посадкой основной кровли производят разбивку выемочных столбов на участки. На выемочном участке, отрабатываемом в первую очередь, сначала обуривают участок пласта, прилегающий к разрезной печи и соответствующий первой посадке основной кровли.

Скважину пробуривают с разворотом в направлении забоя лавы и подключают к дегазационному трубопроводу. По дебиту метана из скважин до и после первой посадки основной кровли устанавливают протяженность зоны техногенного трещинообразования.и проницаемость массива в направлении, па- д раллельном забою лавы. После чего рассчитывают параметр, характеризующий газодинамическое состояние угольного массива в направлении, параллельном забою лавы. С учетом этого параметра рассчитывают расстояние между скважинами и угол их разворота для следующего участка выемочного столба. Приведены математические выражения для расчетов параметров.

1 ил., 1 табл.

1? б/007

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для снижения гаэообильности выемочных участков и повьппения безопасности горных работ по газовому фактору.

Цель изобретения — повышение экономичности способа дегазации за счет сокращения объема бурения скважины.

На чертеже представлена схема дегазации угольного пласта по данному способу.

Способ дегазации осуществляют следующим образом.

Из горной выработки 1 на примы15 кающем к монтажной камере 2 участке пласта длиной Lz, проводят скважины

3 на расстоянии R, друг от друга. Протяженность LqÄ участка пласта определяют расстоянием от монтажной камеры

20 (или разрезной печи) до границы зоны техногенного трещинообразования,, образованной после посадки основной кровли, Величину Е „ устанавливают опытным путем, например, по фактическим данным, полученным на ранее отработанных выемочных участках данной или со- седней шахты, или экспериментально, путем установки датчиков или реперов.

Угол Р, разворота скважин на очистной забой определяют но формуле

h Р, = arctg — —, град, Lg где h — проекция скважины на забой лавы, м;

С вЂ” коэффициент, равный 2,0-2,5 (устанавливают опытным путем);

L, — протяженность эоны техноген- 40 ного трещинообразования, м (определяют расчетом или опытным путем по величине зоны техногенного трещинообразования на ранее отработан- 4 ных выемочных участках данной или соседней шахты).

Величина h является функцией длины лавы и глубины Ь зоны дренирования вблизи подготовительной выработки. Ес->0 ли вывмочный участок оконтурен подготовительными выработками, то h =

= R„ - Ь, если не оконтурен — h =: <. +

+ Ъ. На оконтуреином с двух сторон выемочном участке, ширина которого превьппает 200 м, скважины обычно проводят из двух выработок. Величину h в этом случае находят из выражения

-г к = к 4 .-д

Дг (2) где К вЂ” газопроницаемость массива угля в природных условиях, т.е. вне зоны влияния очистных работ, Д; р — средний дебит метана иэ сква т жин, функционирующих в зоне техногенного трещинообразования после первой посадки основной кровли, м /сут;

g — средний дебит метана иэ скважин до начала очистных работ, м iC1JT

Газопроницаемость угольного массива в природных условиях залегания пластов находят по известным способам ее определения (расчета) или по фактическому ее значению для пласта

Є — R, h

Глубину эоны дренирования пласта выработкой устанавливают по существующим нормативным документам.

Пробуренные скважины 3 на прилегающем к разрезной печи участке пласта подсоединяют к дегазационному трубопроводу 4.

После проведения скважин 3 и в процессе работы очистного забоя измеряют дебиты газа (метана) из каждой скважины. Периодичность замеров да первой посадки основной кровли принимают по указаниям нормативных документов, а после нее — ежесуточно.

При этом сразу после посадки основной кровли (в течение 1-2 сут) устанавливают скважины, в которых наблюдается рост дебита метана.

Протяженность зоны техногенного трещинообразования (L) находят после первой посадки основной кровли по расстоянию от забоя лавы до забоя наиболее удаленной скважины, в которой отмечено увеличение газовыделения.

По среднему дебиту метана из скважин, пробуренных до начала работы лавы, и среднему дебиту метана иэ скважин, функционирующих в зоне техногенного трещинообразования, устанавли-! вают газопроницаемость К зоны техногенного трещинообразования впереди лавы в направлении, параллельном очистному забою. Величину К рассчитывают по формуле

1267

I+b

arctg — —, град; (3) 15

Р L м

1+Ъ (4) где I — параметр, характеризующий гаэодинамическое состояние угольного массива в направлении, параллельном очистному забою лавы, м;

b — глубина зоны дренирования угольного массива подготови- 25 тельной выработкой, м;

L — протяженность зоны техногенного трещинообразования впереди лавы, м.

Величину i рассчитывают лс Фсрыуле

iM (5)

K L p.

Ри — Р, m V In(-—

Л P p

} о

А — коэффициент, определяемый размерностями входящих в формулу величин;

К вЂ” проницаемость зоны техногенного трещинообразования впереди лавы в направлении, параллельном очистному за- 40 бою, мД;

I. — протяженность зоны техногенного трещинообразования впереди лавы, м;

P, — давление газа на устье сква- 45 жины, Yea

m — пористость газоносного пласта, доли ед.; вязкость каптируемого мета-. на, Па.с; 50

V — скорость подвигания лавы, м/мес;

P „- природное давление газа в пласте, MIIa

P — допустимое давление газа в 55

3 пласте после дегазации, KIa.

Входящие в формулу (5) величины определяют опытным путем (4, К, Е.), (участка пласта), если таковое имеется.

Для нахождения величины g использушт дебиты только тех скважин, которые после первой посадки основной кровли оказались в зоне техногенного трещинообраэования.

После установления протяженности зоны техногенного трещинообразования корректируют угол > разворота скважин}0 и расстояние R между скважинами по формулам:

ОО7 4 по таблицам справочной литературы (-), нормативным документам (Р}) или берут из проектной документации (m

v, pÄÄ p,).

Скорректированные величины расстояния между скважинами и угла их разворота используют на этапе завершения буровых работ на отрабатываемом участке и на смежных с ним выемочных т полях. Скважины 5 на отрабатываемом участке и скважины 6 на смежном выемочном поле проводят под углом на расстоянии R друг от друга. Скважины

5 подключают к газопроводу 4, а скважины 6 — к газопроводу 7, которые сообщены с вакуумной системой шахты (крыла, блока, участка).

На шахтных полях со значительным количеством геологических нарушений, вызывающих резкое изменение газоотдачи пласта, возможна более, частая корректировка параметров заложения скважин. О необходимости корректировки судят по уменьшению газоотдачи более чем в 1,3 раза. Протяженность зоны техногенного трещинообразования и газопроницаемость массива угля уточняют после очередной посадки ! основной кровли. За исходные данные принимают параметры скважин, протяженность зоны техногенного трещинообразования и газопроницаемость угольного массива, определяемые после первой посадки основной кровли.

Очередность операций, частота измерений дебита метана и порядок расчета искомых величин описаны выше..

Корректировку параметров дегазации после очередной посадки производят так же как определяли их после первой посадки основной кровли.

На сближенных пластах угля в условиях их подработки или надработки очистными забоями, действующими на отрабатываемом пласте, дегазационные скважины проводят также в два этапа: на участке первого блока, а затем после корректировки параметров скважин и на остальном участке сближенного пласта. Очередность операций принимают такой же как и на отрабаты-. ваемом пласте. Дегазационные скважины проводят либо Hs выработок, пройденных в плоскости сближенного пласта, либо из полевых выработок или ,выработок пласта, отрабатываемого в первую очередь. Область разгрузки сближенного пласта h в формуле (1) .267007 ь бурены по пласту К, параллельно очистному забою, а на втором — под углом

45-75 от оси бремеберга (скважины

¹ 9 — 19).

Исходные данные приведены в таблице 1, Газопроницаемость, Порис— тость плас—

Давление газа в

Давление газа в пласте, YJIa

Индекс Мощпласт ность скважине, МПа пласта, м та, доли ед. допустимое природное по внезапным выбросам

О 05 1 10

0,1

2,0

7,5

Растояние между скважинами, пробуренными параллельно очистному забою, составляло 8 м. Средний дебит метана

g из одной скважины 0,03 м /мин.

Угол, разворота скважин ¹ 9-19 определялся по формуле

К L P, Рли Е

1п (--- — " - --- — )

Pg — P.

h 60 ч, = ayctg — — = arctg — — — = 50, CL, 2 25 30 где Ь вЂ” проекция скважины на забой лавы, м;

C коэффициент; ориентировочное значение протяженности зоны техногенного трещинообразования, и.

Средний дебит метана о, из одной скважины в серии .скважин № 9 19, пробуренных навстречу очистному забою, составил 0 18 м /мин.

Газопроницаемость К угольного массива в зоне техногенного трещинообразования находилась по формуле

К = К вЂ = 1 ° 10 — ь — — = О 036 (О 18)"

g, (003)

15,2 м, 1+Ь 152+20 P =ar с tg — — -- =are tg

L 30

= 49

Протяженность зоны техногенного трещинообразования установлена после первой посадки основной кровли но увеличению дебита метана из скважин.

Расстояние от линии очистного забоя до забоя наиболее удаленной скважины 55

15, в которой было отмечено увеличение газовыделения после первой посадки основной кровли, составило 30 м. находят по известным нормативным до. кументам, Способ дегаэации угольного пласта был реализован на шахте "Карагандинская ПО Карагандауголь .

На первом этапе внедрения способа дегазации скважины № 1 — 8 были прогде К вЂ” газопроницаемость массива угля в природных условиях, мД.

Параметр 1, характеризующий газодинамическое состояние угольного массива в направлении, параллельном очистному забою, определен по формуле

О 036.30 О 1

0,16

Х . «.

4 3-0 1

О 05 1 2 10 301п(— — — — «-)

3,14 2 — 0,1 где А — коэффициент, равный 0,16; вязкость метана, Па с;

V — скорость подвигания лавы, м/мес.

С учетом протяженности зоны техногенного трещинообразования и параметра 1 скорректированные параметры скважин составили:

I L 15 2 30

R - =— — — == — — «.— — — — = 13 м;

1+Ь 15,2+20

Выемочное поле лавы 72БК -2-1-0 на протяженности 400 м было пробурено скважинами, расстояние между которыми 13 м, а угол разворота скважин

49 . Объем бурения скважин сократил ся на 23Х, срок дегазации — в 2,5 раза.

7 1267007 формулаизобретення

8 э " ю

Способ дегаэации угольного пласта, отрабатываемого столбами с проведением разрезной печи, включаюций опреде1 ление природной газопроницаемости пласта, разбивку выемочных столбов на участки перед отработкой пласта и посадкой основной кровли, бурение скважин с разворотом в направлении 10 забоя лавы, подключение их к дегазационному трубопроводу и определение дебита каптируемого метана, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности способа де- 15 газации за счет сокращения объема бурения скважин, на выемочном стол1 бе, отрабатываемом в первую очередь

Э сначала обуривают участок пласта, прилегающий к разрезной печи и соот- що ветствующий первой посадке основной кровли, по дебиту метана из скважин до и после первой посадки основной кровли устанавливают протяженность зоны техногенного трещинообразования 25 и проницаемость массива в направлении, параллельном забою лавы, после чего определяют параметр 1, характеризующий газодинамическое состояние угольного массива в направлении, gg параллельном забою лавы, из следующего математического выражения

K — - газопроницаемость массива угля в природных условиях, мд;

g, — средний дебит метана из скважин, функционирующих в зоне техногенного трещинообразования после первой посадки основной кровли, м /сут;

g — - средний дебит метана из скважин до начала очистных работ, м /сут;

L — протяженнлсть зоны техноген-. ного трещинообразования впереди лавы, м;

P, — давление газа в устье скважины, MIa;

P — природное давление газа в пласте, МПа;

P — допустимое давление газа в

Ч пласте после дегазации; MIa

m — пористость газоносного пласта, доли ед;

Р - вязкость каптируемого метана, IIa c

V — скорость подвигания лавы, м /мес., и с учетом указанного. параметра определяют расстоян

1=0,16

1 L

R = м

2 +Ь

40 где Ь вЂ” глубина зоны дренирования угольного массива подготовительной выработкой, м.

Ч

1 где К вЂ” газопроницаемость массива угля в зоне техногенного трещинообразования впереди лавы в направлении, параллельном очистному забою, определяемая из математического выражения

У+ Ь Р= arctg — — —, град, 1267007

Е 5

Составитель И.Федяева

Редактор М.Дыпын Текред И.Попович Корректор В.Ьутяга

Заказ 5737/27 Тираж 436 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1f3035, Москва, Ж-35, Раушсквя наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул.Проектная, 4