Спосіб гідророзпушування викидонебезпечного вугільного пласта

Спосіб пдророзпушування викидонебезпечного вугільного пласта, що полягає в бурінні у вугільному пласті двох основних свердловин, визначенні параметрів пдророзпушування, нагнітанні води й визначенні завершення процесу пдророзпушування по величині сейсмоакустичного сигналу, який відрізняється тим, що в обох бічних стінках виробки на відстані 1,5-5,0 м від вибою бурять по додатковій свердловині, а нагнітання води здійснюють спочатку в додаткові свердловини, а потім - в основні Винахід відноситься до вугільної промисловості й призначений для запобігання викидам вугілля та газу під час проведення підготовчих виробок на загрозливих викидонебезпечних пластах Одним з локальних способів забезпечення безпеки гірничих робіт на викидонебезпечних пластах і ділянках пластів є пдророзпушування вугільного пласта шляхом буріння свердловин і високонапірного нагнітання в них води Відомий спосіб пдророзпушування вугільного пласта, що полягає в бурцшлнні свердловин завдовжки 6,0-9,0м на відстані 1,0м від кутків підготовчого вибою під кутом 5-7° до осі виробки в напрямку її посування, герметизації свердловин гнучким затвором на глибину 4,0-7,0м і нагнітанні в них води під тиском (0,75-2,00)уН , де у - середня питома вага товщі порід, Н - глибина проведення виробки (див "Інструкція з безпечного ведіння гірничих робіт на пластах, небезпечних за раптовими викидами вугілля, породи та газу" - М -1989, 191с) часто буває неможливо, тому що важко пробурити по водонасиченому пласту свердловини потрібної довжини Відомий "Спосіб пдророзпушування крайової частини викидонебезпечного вугільного пласта", що полягає в бурінні свердловини у вугільний шар, реєстрації акустичного сигналу в процесі буріння, визначенні глибини зони розвантаження, герметизації устя свердловини і нагнітанні через фільтруючу частину свердловини в режимі пдророзпушування, при цьому свердловину бурять щоінтервально, визначають у рівних інтервалах буріння енергію сейсмоакустичного сигналу, виділяють інтервал з мінімальною середньою енергією і від кінця цього інтервалу свердловину добурюють на довжину частини що фільтрує, причому герметизацію свердловини здійснюють від устя до початку зазначеного інтервалу (див авт свід №1744268, СРСР, E21F5/00, опубл ЗО 06 92р , Б В №24) Для забезпечення безпеки потрібно закачати об'єм води з розрахунку 20л на тонну оброблюваного вугільного пласта, а ефективність пдророзпушування оцінюють після його завершення шляхом буріння контрольних свердловин і визначення зони розвантаження До недоробок способу потрібно віднести таке ВІДПОВІДНО ДО ВИМОГ у свердловини потрібно закачати об'єм води, який визначають емпіричним шляхом і який не враховує конкретні прничогеолопчні умови у вибої, глибину проведення виробки Крім того, оцінити ефективність пдророзпушування по бурінню контрольних свердловин Сейсмоакустичний контроль дозволяє зробити оцінку ефективності нагнітання води у вугільний пласт і, таким чином, накачувати при оптимальному тиску об'єм води, потрібний для створення безпечного виймання гірської маси в конкретних прничо-геолопчних умовах Однак, відомому способу, визначеному як прототип, також властиві деякі недоробки Так, наприклад, неможливо виконати пдророзпушування при високій МІЦНОСТІ вугілля при наляганні на вугільний пласт товщі монолітного піщанику, що буває на глибинах 900м і більш Наявними технічними засобами при максимальному тиску води в гідросистемі 40Мпа, створюваному насосною установкою, не вдається збільшити тріщинуватість вугілля і, отже, надходження в ньо (О ю 52146 го води, тому що пласт и не приймає В основу винаходу поставлено завдання створити такий спосіб гідророзпушування, що забезпечує ефективне гідророзпушування викидонебезпечного вугільного пласта при будь-яких гірничогеологічних умовах за рахунок розширення області впливу вибою на масив гірських порід Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що в способі гідророзпушування викидонебезпечного вугільного пласта, що полягає в бурінні у вугільний пласт двох основних свердловин, визначенні параметрів гідророзпушування, нагнітанні води й визначенні завершення процесу гідророзпушування по величині сейсмоакустичного сигналу, згідно з винаходом, в обох бічних стінках виробки на відстані 1,5-5,Ом від вибою бурять по додатковій свердловині, а нагнітання води здійснюють спочатку в додаткові свердловини, а потім - в основні Нові ознаки в сукупності з відомими забезпечують ефективне виконання гідророзпушування і безпечну глибину виймання, що дорівнює глибині герметизації Досягається це за рахунок того, що гідророзпушування вугільного пласта через бічні свердловини розширює область впливу вибою на масив гірських порід і сприяє розвиткові міжшарових деформацій у шарах призабійної частини, що є ознакою ефективності процесу Спосіб здійснюють так По ходу посунення вибою в масив бурять дві основні свердловини завдовжки 6-9м на відстані 1м від кутків з нахилом 5-7° у бік масиву Потім у ЛІВІЙ і правій стінках виробки (у вугільний пласт) бурять дві додаткові свердловини завдовжки 3,55,5м на відстані 1,5-5,Ом від вибою Додаткові свердловини герметизують на глибину 2,5-4,Ом за допомогою гнучкого герметизатора Основні свердловини герметизирують на глибину, обумовлену енергією сейсмоакустичного сигналу, який реєструють сейсмоприймачі, встановлені у вугільному пласті або породах покрівлі на відстані 3,0-5,Ом від свердловин Сейсмоприймачі підключають до системи передачі акустичного сигналу на поверхню Через герметизатор в одну із свердловин здійснюють високонапірне нагнітання води, використовуючи помпу, призначену для гідророзпушування Акустичний сигнал, що виникає в процесі нагнітання води під великим тиском у вугільний пласт, реєструють сейсмоприймачі і передають сигнал на поверхню, де останній обробляють на персональному комп'ютері в реальному часі, і по параметрах сигналу контролюють протікання процесу гідророзпушування і характер розвитку міжшарових деформацій в породах, що вміщують вугілля Протягом 3-5 хвилин плавно збільшують тиск до максимального, який забезпечує використовуваний насос Якщо процес нагнітання протікає штатно, то низькочастотна складова акустичного сигналу збільшується Після досягнення максимального значення низькочастотна складова починає зменшуватися і на дисплеї виникає повідомлення про завершення активного процесу, що свідчить про розвиток деформації в покрівлі товщі великої потужності Ця товща, що відшарувалася, приводить до збільшення навантаження на привибійну частину пласта, підсилюючи в ньому тріщинуватість, забезпечуючи умови для інтенсивної дегазації вугілля Після ПОЯВИ на дисплеї повідомлення про завершення активного процесу потрібно припинити нагнітання води у вугільний шар, не допускаючи інтенсивного віджимання вугілля і руйнування стінки гірничої виробки Аналогічно треба виконати нагнітання води через свердловину, пробурену в ІНШІЙ СТІНЦІ виробки Створення підвищеної тріщинуватості вугілля і розвиток міжшарових деформацій у результаті високонапірного нагнітання води через бічн свердловини розширює область впливу гірської виробки в 2 і більш рази, створки умови для розвитку тріщинуватості у вугільному пласті і міжшарових деформації при нагнітанні води через основні свердловини, пробурені по ходу руху гірничо виробки Після нагнітання води через обидві свердловини, пробурені в боки гірничо виробки, розпочинають гідророзпушування вугільного пласта через дві основи свердловини, пробурені в напрямку руху вибою Вплив на вугільний пласт завжди починають нагнітанням води через бічні свердловини Якщо при нагнітанні в одну з бічних свердловин надходження води у вугільний пласт при максимальному тиску не відбувається протягом 10-15 хвилин більше, то дальше нагнітання води в неї зупиняють і гідросистему підключають до свердловини, пробуреної в протилежній СТІНЦІ, а після її ефективного нагнітання гідросистему переключають до попередньої свердловини Якщо в обидві свердловини не вдається закачати воду, то таку зміну нагнітання здійснюють кілька разів Якщо нагнітання води через бічні свердловини завершено ефективно, а через свердловини пробурені в напрямку руху вибою, не вдається закачати воду, то в них здійснюють навперемінне нагнітання за схемою, описаною раніше для бічних свердловин Використання запропонованого способу дозволяє підвищити ефективність гідророзпушування під час розроблення вугільних пластів на глибині більше 1000м і в особливо складних гірничогеологічних умов 52146 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71