Способ управления газовыделением при гидроотжиме в подготовительных выработках

Способ управления газовыделением при гидроотжиме в подготовительных выработках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (49) (11) (51)5 Е 21 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4759260/03 (22) 17.11.89 (46) 23.05.92. Бюл. № 19 (71) Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (72) Г.Г.Стекольщиков, В.С.Черкасов, С.Ю.Ерохин, В.С.Лудзиш и В.И.Дубровский (53) 622.817 (088.8) (56) Руководство по применению безопасного и контролируемого способа интенсивной дегазации призабойной .части пласта для предотвращения внезапных выбросов угля и газа с использованием эффекта гидроотжима и аппаратуры контроля металла (регулируемый гидроотжим). ВостНИИ. Кемерово, 1987.

Авторское свидетельство СССР

¹ 392249, кл. E 21 F 5/02, 1971. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОВЫДЕЛЕНИЕМ ПРИ ГИДРООТЖИМЕ В ПОДГОТО В ИТЕЛ Ь Н ЫХ В Ы РАБОТКАХ

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 загазирования 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 значи(57) 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 приэабойной 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. тельных 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 обеспечивает безопасности работ по газовому фактору, так как не предусматривает управления

1735598

55 газовыделением из отжимаемого угля в выработку, Предварительное увлажнение массива 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 VS + 4 д,н

0,7 к!2м где S — сечение выработки вчерне, м;

2.

Iä.H, — 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 приза5

35 бойной 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 целикмежду 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 $ = 10 м оптимальное количество г шпуров определятся:

10+3,1 4 3 +4 9

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.Э 0,75 Рр, где Po — 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 повысить 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, 1735598

«l к

Составитель Г. Смирнов

Редактор И. Ванюшкина Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Э. Лончакова

Заказ 1804 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 проводимых по выбросоопасным, высокогазоносным угольным пластам.

Формула изобретения . 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 эоны 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 гидроотжимом, все шпуры переводят на одновременную подкачку жидкости, а в процессе гидроотжима и после него выполняют регулируемый выпуск газа из отжимаемого

5 массива угля в выработку путем изменения давления жидкости в шпурах.

2. Способ по и. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что количество N шпуров для создания

10 обводненной регулируемой защитной зоны определяют из математического выражения:

S +4 VS I +4 I

0,75 Я

15 где S — сечение выработки вчерне,м ;

1 — расстояние до максимума начального газовыделения по длине контрольного шпура при текущем прогнозе внезапных выбро20 сов.