Способ предотвращения газодина-мических явлений и пылеобразования

Способ предотвращения газодина-мических явлений и пылеобразования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()834352

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Своз Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05, 11. 76 (21) 2418100/22-03 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет (61)М. Кл.

Е 21 F 5/00, Е 21 F 7/00

ВвфмрвтввяяыВ квкятвт

CCCP яр двяает язебретеияй я вткрктяй

Опубликовано 30.05.81. Бюллетень № 20 (53) УДК622,8. . 807 (088. 8) Дата опубликования описания 30.05.8 1 (72) Авторы изобретения

Ю.И. Королев, В.С. Забурдяев, И.В. Сер

Г.С. Забурдяев и И.Г. Ищук! .,1 с !

Ордена Трудового Красного Знамени инс тут . :... горного дела им. А.А. Скочинского (7!) Заявитель (54.) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ

ЯВЛЕНИЙ И ПЫЛЕОБРАЗОВАНИЯ

Изобретение относится к горной промышленности, 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 (1 ).

Недостатком способа является низкая эффективность вследствие преждеФ 10 временного гашения формируемых устройством волн на их пути к угольному массиву из-за большого сопротивления в напорном рукаве и герметизаторе.

Известен также способ гидравличест5 кого размыва пласта, вкюпочающнй прове дение скважин и нагнетание через них в массив жидкости (21.

Согласно данному способу с помо" втык установленного на устье скважины устройства-со сложной системой sosвратно-поступательных поршней, предназначенных для подачи в скважину жидкости и извлечении из нее пульпы жидкостью, нагнетаемой по компрессорным трубам с гибким патрубком и спецнасадкой, вымывают в пласте полость. Разветвленную сеть трещин в пласте с сохранением целостности массива при таком способу получить нельзя.

Наиболее близким к предлагаемому является способ борьбы с пылью и газом в угольных шахтах, заключающийся в проведении системы скважин в горном массиве, статическом нагнетании жидкости в массив через одну из скважин и одновременном отстое газа из соседних скважин системы (3). . Однако и этому способу присуща невысокая эффективность обработки массива вследствие того, что подачу в пласт жидкостй ведут в режиме статического нагнетания.

Цель изобретения — повышение эффективности обработки массива.

Указанная цель достигается тем, что s истье нагнетательной скважины

50

3 8 343

1 станавливаюя низкочастотный генера,тор импульсов, в столбе жидкости находящейся в скважине, генерируют волны с длиной и амплитудой, обеспе,чивающими 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 жид- i0 костью

Кроме того, нагнетание жидкости в массив с последующим генерированием волн производят через соседние необработанные скважины системы при создании противодавления в соседних обработанных скважинах, равного статическому давлению нагнетания.

Способ предотвращения газодинамических явлений и пылеобразования состоит в следующем.

На подготавливаемом к отработке участке шахтного поля по пласту проводят скважины и обсаживают их обсадными трубами. После частичной

25 дегазации массива скважинами в каж дой системе из трех скважин крайние оставляют подключенными к дегазационному газопроводу, а в устье центральной скважны устанавливают

30 низкочастотный генератор импульсов, соединяют его с нагнетательным водопроводом и производят подачу жидкосl ти в скважину сначала в режиме статического нагнетания до заполнения трещин и пор в прилегающем к скважи- 35 не массиве, а затем при уменьшении приемистости пласта — в импульсном режиме. В столбе жидкости, находящейся в скважине, с помощью генератора импульсов генерируют волны с дли 40 ной и амплитудой, обеспечивающими прямое и .обратное прохождение в скважине каждой волны к моменту возбуждения новой волны. .В качестве жидкости, нагнетаемой 45 в пласт на этом этапе обработки, используют воду или водные растворы с добавками поверхностно-активных или химически активных веществ.

Частоту импульсов определяют по формуле

Т где f - частота импульсов, имп/с, с — скорость распространения волн в жидкОсти, нагнетаемой в скважину, м/с; — длина волны, м; ср - длина скважины, м.

52 4

Амплитуду давления волны определяют по формуле

ЬРр — — — )

0о где фРо — амплитуда давления волны, кгс/см ; — интенсивность волны, 0 — амплитуда колебательной

О 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 с„@например, равной 100 м, и скорости распространения волн С 1500 м/с частота имйульсов 1 составляет 7,5имп/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/см2 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 усиления амплитуды вынужденных колебаний до резонансного воздействия волн на горный массив.

Ударные волны в столбе жидкости

Ъ 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 ящцкостью, 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

834352

25

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 нагнетания.

Дополнительную обработку массива производят до момента, когда в скважину подадут расчетное количество профилактической жидкости.

В качестве последней используют водные растворы с добавлением поверхностно- или химически активных веществ, улучшающие смачиваемость массива.

Предпочтительна следующая очередность установки генератора импульсов в скважинах, пробуренных на выемочном участке: центральная 2О

1 скважина (h"- 2) в первой от забоя лавы системе из трех скважин, скважна 11 I (дополнительная,обработка) центральная скважина (1 5) во второй системе скважин, скважина

У 3 (дополнительная обработка), скважина Ф 4 (дополнительная обработка), центральная скважина (В 8) в третьей системе скважин, скважина

Ф б (дополнительная обработка), 30 скважина N - 7 (дополнительная обработка), центральная скважина (У 11) в четвертой системе скважин и т,д.

В зависимости от горногеологических условий возможна и другая очеред-З5 ность обработки дегазационных скважин °

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность обработки массива за счет резонансного воздействия волн, генерируемых низкочастотным генератором в устье нагнетательной скважины.

Формула изобретения, 1. Способ предотвращения газодина мических явлений и пылеобразования, 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, о т л ы ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности обработки массива за.счет резонансного воздействия волн, в устье нагнетательной скважины устанавливают низкочастотный генератор импульсов, в столбе жидкости, находящейся в скважине, генерируют волны с длиной и амппитудой, обеспечивающими 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 и. 1, о т л и .ч а— ю шийся тем, что нагнетание жидкости в массив с последующим генерированием волн производят через соседние 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

Р 199065, кл. Е 21 F 5/02, 1966.

2. Патент Австралии N 408750, кл. 85.2, опублик. 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

N 447515, кл. Е 21 F 7/00, 1972 (прототип) .

Заказ 4031/58 Тираж 463

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35> Раушская наб. д. 4/5

Фклпал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное

Составитель 3. Руднева

Редактор Н ° Бушаева Техред С.Иигунова Корректор Л.Иван