Спосіб створення мережі газопровідних тріщин в гірському масиві

Спосіб створення мережі газопровідних тріщин у гірському масиві, що включає послідовне буріння взаємно паралельних дегазаційних свердловин, їхню герметизацію і гідророзрив порід, нагнітання в порожнини гідророзриву твердого газопровідного матеріалу до утворення магістральної тріщини з наступним каптуванням газу, який відрізняється тим, що свердловини бурять під гострим кутом до напластування з перетинанням газоносних порід, кожну свердловину герметизують двопакерним герметизатором, роблять гідророзрив порід одночасно в площинах ортогональній і паралельній поздовжній осі свердловини, при цьому пакер періодично переміщують по свердловині з кроком, що перевищує його довжину. Винахід відноситься до галузі гірничої справи, зокрема, до створення мережі тріщин в вуглепородному масиві для підвищення ефективності дегазаційних заходів. Підземний видобуток вугілля супроводжується виділенням метану з газоносних пластів і вмісних порід, що знижує безпеку ведення гірничих робіт. Для забезпечення безпеки у вугільних шахтах застосовують різні способи дегазації з розміцненням і розвантаженням вуглепородного масиву. Проблеми розміцнення І дегазації вуглепородного масиву с актуальними для ефективної і безпечної виїмки вугільних пластів. Доцільним є каптування шахтного метану з метою його наступного використання. Відомий спосіб утворення тріщин у площині перпендикулярної осі свердловини [1]. Недоліком способу є обмеженість процесу утворення тріщин ортогональною площиною біля вибою свердловини, що не сприяє розвитку мережі газопровідних колекторів газу. Відомий спосіб розміцнення і дегазації вуглепородного масиву, що передбачає послідовне буріння паралельних свердловин у площині напластування, нагнітання в них твердого газопровідного матеріалу до утворення загальної магістральної тріщини, з наступним каптуванням [2]. Недоліком цього способу є проведення свердловинного гідророзриву тільки в площині напластування і по одному газоносному пласту без утворення тріщин у розташованих вище пластах породи і вугілля, що значно знижує ефективність тріщиностворення в газоносному масиві. В основу винаходу поставлена задача розробки способу створення мережі газопровідних тріщин у гірському масиві, у якому за рахунок буріння свердловин лід гострим кутом до напластування з перетинанням газоносних порід, герметизації кожної свердловини двопакерним герметизатором з наступним гідророзривом порід одночасно в площинах ортогональній і паралельній поздовжній осі свердловини, при цьому пакер періодично переміщують по свердловині з кроком, що перевищує його довжину, забезпечується інтенсивний розвиток мережі газопровідних тріщин у різних напрямках, і, як наслідок - підвищення ефективності газовіддачі масиву, що в значній мірі підвищує безпеку ведення гірничих робіт і дозволяє збільшити концентрацію метану газоповітряній суміші, що каптується. Поставлена задача вирішується тим, що в способі створення мережі газопровідних тріщин у (19) UA (11) 76863 (13) C2 (21) 20041109293 (22) 12.11.2004 (24) 15.09.2006 (46) 15.09.2006, Бюл. № 9, 2006 р. (72) Булат Анатолій Федорович, Звягільський Юхим Леонідович, Єфремов Ігор Олексійович, Перепелиця Валентин Григорович, Бокій Борис Всеволодович, Шматовський Леонід Дмитрович, Сергийченко Геннадій Леонідович (73) Інститут геотехнічної механіки ім. М. С. Полякова НАН України, ОРЕНДНЕ ПІДПРИЄМСТВО "ШАХТА ІМ. О. Ф. ЗАСЯДЬКА" (56) UA 53258, E21F7/00, E21B43/26, 2003 UA 58128, E21F7/00, 2003 UA 75821, E21F7/00, 2006 SU 1286770, E21C39/00, 1987 SU 1809117, E21F7/00, 1993 3 76863 4 гірському масиві, який включає послідовне буріння пакерный герметизатор. взаємнопаралельних дегазаційних свердловин, Пропонований спосіб створення мережі газопїхню герметизацію і гідророзрив порід, нагнітання ровідних тріщин у гірському масиві реалізують в порожнини гідророзриву твердого газопровідного таким чином. З підтримуваної дільничої виробки 1, матеріалу до утворення магістральної тріщини з по якій прокладений дегазаційний трубопровід 2, наступним каптуванням газу, відповідно до винабурять свердловину 3 під гострим кутом до наплаходу, свердловини бурять під гострим кутом до стування, що герметизуються двопакерным герменапластування з перетинанням газоносних порід, тизатором 4. Робоча рідина подається одночасно кожну свердловину герметизують двопакерним в пакери і камери розриву двома насосами, при герметизатором, роблять гідророзрив порід одноцьому тиск у порожнинах пакера й у першій камері часно в площинах ортогональній і паралельні позрозриву 5 у 1,5-2 рази вище, ніж у другій камері довжні осі свердловини, при цьому пакер періоди7 [3]. чно переміщують по свердловині з кроком, що Після гідророзриву масиву порід в ортогонаперевищує його довжину. льній 6 і паралельній 8 площинах тиск скидається і Буріння свердловин під гострим кутом до нагерметизатор 4 переміщують по свердловині з пластування забезпечує в запропонованому спокроком, більшим за його довжину, на нове місце 9. собі розвантаження і утворення тріщин у декількох Після проведення гідророзривів по всій довпластах порід, а не тільки в паралельному пласті, жині свердловини в мережу тріщин, що утворилаякий лежить над вугільним пластом. ся, здійснюють нагнітання твердого газопровідного Відповідно до аналога [1] гідророзрив масиву в матеріалу, наприклад, піску, з наступним підклюортогональній площині забезпечується при відстаченням свердловини до дегазаційного трубопроні між пакером і вибоєм свердловини не більшій, воду 2 і каптуванням газу. ніж 0,1 діаметра свердловини. Герметизація сверТаким чином, застосування запропонованого дловини двопакерним герметизатором з одночасспособу дозволяє значно поліпшити газовіддаваним розпором пакерів і нагнітанням у камери розльні властивості гірського масиву і тим самим підвищити безпеку ведення гірничих робіт при однориву (К1 0,1dскв; К2>4rскв [3]) рідини забезпечує часному підвищенні концентрації метена в суміші, гідророзрив свердловини по К1 в ортогональній що каптується. площині, а по К2 - в паралельній. Це дозволяє Джерела інформації утворювати мережу тріщин одночасно в двох 1. Авторське посвідчення №1286770. МКВ площинах. Е21С39/00 Спосіб утворення тріщин у площині Періодичне переміщення пакера по свердлоперпендикулярної осі свердловини. Кулинич B.C., вині з кроком, що перевищує його довжину, дозвоТейтель В.І., Задорожній В.І. - Опубл. 1987. Б.И. ляє перекривати раніше утворені тріщини й утво№4. рювати нові в шарах напластування, що значно 2. Патент України №58128А МКВ Е21F7/00. Спосіб збільшує загальний обсяг тріщин по свердловині і розміцнення і дегазації вуглепородного масиву. поліпшує дегазаційні властивості гірського масиву. Колесніков В.Г., Перепелиця В.Г., Демченко В.Б., На кресленні представлена схема реалізації Сергийченко ГЛ., Зайцев М.С. Опубл. 15.07.2003. способу, що заявляється, створення мережі газопБюл. №7. ровідних тріщин у гірському масиві. На схемі поз3. В.С. Кулинич, Г.А. Шевельов, С.І. Єгоров. Метоначені: 1 - виймальний штрек; 2 - дегазаційний ди і засоби визначення параметрів геомеханічного трубопровід; 3 - свердловина; 4 - двухпакерний стану газоносного породного масиву. - Донецьк: герметизатор; 5 - перша камера розриву ЦЕНТІ вугільної промисловості, 1994. (К1 0,1dскв); 6 - ортогональні тріщини; 7 - друга камера розриву (К2>4rскв); 8 - тріщини, паралельні поздовжній осі свердловини; 9 - переміщений дво 5 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 76863 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601