Спосіб дегазації газонасиченого викидонебезпечного вугільного пласта

Реферат: Спосіб дегазації газонасиченого викидонебезпечного вугільного пласта включає: буріння декількох свердловин в площині вибою виробки у вугільному пласті, герметизацію однієї із них з можливістю пропуску рідини через її герметизатор і нагнітання рідини у вугільний пласт. Решту свердловин герметизують з можливістю вільного виходу газів із вугільного пласта через їх герметизатори, останні герметично з'єднують з вакуум-насосом і газосховищем. Рідину у вугільний пласт нагнітають у гідроімпульсному режимі. UA 68478 U (12) UA 68478 U UA 68478 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до гірничої галузі й може бути використана в технологічних процесах гідроімпульсного впливу на вугільні пласти через шпури або свердловини при проведенні заходів щодо запобігання раптовим викидам вугілля й газу у вироблений простір, гірським ударам, підвищеному газовиділенню в гірничі виробки й зниження пилоутворення при видобутку вугілля. Відомі способи та пристрої дегазації газонасичених викидонебезпечних вугільних пластів з використанням високонапірного нагнітання рідини у вугільні пласти при проведенні регіональних і локальних способів запобігання газодинамічним явищам (ГДЯ) [1, 2]. Однак, як показує практика проведення гірничих робіт, при наявності пластів і пропластків вугілля з низькими фільтраційними властивостями, застосовувані пристрої статичного нагнітання рідини не забезпечують рівномірну обробку вугільного пласту по всій його потужності. Це призводить до формування зон привантаження та прояву ГДЯ у вибої виробки після проведення заходів. Для їх усунення необхідне проведення додаткових робіт, що призводить до подорожчання заходів. Крім цього, мають місце випадки провокування ГДЯ у процесі гідровпливу на викидонебезпечні пласти. Якісно нового рівня ефективності попередньої дегазації можна досягти гідроімпульсним нагнітанням рідини у вугільний пласт. У роботах [3, 4, 5] показано, що це дозволяє рівномірно і в більшій кількості нагнітати у пласт в'язкі рідини, і як наслідок, в більшій мірі дегазувати вугільний пласт, що при статичному нагнітанні неможливо. Прототипом передбачуваної корисної моделі є спосіб, який виконують у наступній послідовності: бурять декілька свердловин у площині вибою виробки у вугільному пласті, герметизують одну з них з можливістю пропуску рідини через її герметизатор і нагнітають рідину у вугільний пласт в статичному режимі [6]. Недоліком прототипу являється те, що в процесі статичного нагнітання рідини у вугільний пласт через нагнітальну свердловину витиснутий із вугільного пласта газ через решту свердловин потрапляє у вироблений простір (підготовчу виробку), а в подальшому надходить у атмосферу і забруднює навколишнє середовище. В основу корисної моделі поставлена задача - створення способу дегазації газонасиченого викидонебезпечного вугільного пласта при проведенні підземних гірничих робіт, при здійснені якого бурять декілька свердловин: одну для нагнітання рідини у вугільний пласт, а решту - для виходу шахтного газу із вугільного пласта, газові свердловини герметизують з можливістю вільного виходу шахтного газу з вугільного пласта, а нагнітальну - герметизують з можливістю пропуска рідини під тиском через її герметизатор у вугільний пласт, газові герметизатори герметично з'єднують з вакуум насосом і газосховищем, а через нагнітальний герметизатор нагнітають рідину у вугільний пласт у гідроімпульсному режимі, в результаті чого, забезпечується герметичний збір шахтного газу (метану), що інтенсивно виходить із вибою виробки вугільного пласта, у газосховище, і як наслідок, підвищується ступінь безпеки виконання підземних гірничих робіт в шахтних умовах, крім цього, зібраний під землею газ може бути використаний у промисловості. Поставлена задача вирішується тим, що в способі дегазації газонасиченого викидонебезпечного вугільного пласта виконують наступне: буріння декількох свердловин в площині вибою виробки у вугільному пласті, герметизацію однієї з них з можливістю пропуску рідини через її герметизатор у вугільний пласт, герметизацію решти свердловин з можливістю вільного виходу газів із вугільного пласта через їх герметизатори, герметичне з'єднання останніх з вакуум-насосом і підземним газосховищем і нагнітання рідини у вугільний пласт в гідроімпульсному режимі. Відмінним у заявлюваному способі дегазації газонасиченого викидонебезпечного вугільного пласта є те, що всі свердловини, крім нагнітальної, герметизують з можливість виходу газів із вугільного пласта через їх герметизатори, останні - герметично з'єднують з вакуум-насосом і газосховищем, а рідину у вугільний пласт нагнітають у гідроімпульсному режимі. Інтенсифікація виходу шахтного газу із газонасиченого викидонебезпечного вугільного пласта забезпечується застосуванням гідроімпульсного нагнітання рідини у вугільний пласт замість статичного. Різниця у характері розвитку тріщин при статичному і гідроімпульсному нагнітанні полягає у величині спектра кутів нахилу тріщин, що розвиваються у вугільному пласту. Якщо при статичному нагнітанні можуть розвиватись в невеликій кількості зсувні тріщини, то при гідроімпульсному нагнітанні за рахунок зменшення контактного тертя прошарків пласта і тертя пласта з боковими породами здійснюється масовий розвиток зсувних тріщин. Гідроімпульсна дія, що генерується всередині пласта сприяє виникненню мережі рухомих тріщин різного направлення, в основному схильних до напластування, що в свою чергу 1 UA 68478 U 5 10 15 20 25 приводить до підвищення коефіцієнта проникнення вугілля, зниження його гідроопору і підвищення приймальності і сумарного об'єму рідини, що нагнітають у вугільний пласт [7]. Заявлюваний спосіб здійснюють наступним чином. У газонасиченому викидонебезпечному вугільному пласті при проведенні підготовчої виробки бурять декілька свердловин в площині вибою виробки в напрямку її проведення, герметизують одну із них з можливістю пропуску рідини через її герметизатор у вугільний пласт, решту свердловин герметизують з можливістю вільного виходу газів із вугільного пласта через їх герметизатори, останні герметично з'єднують з вакуум-насосом і газосховищем, а рідину у вугільний пласт нагнітають у гідроімпульсному режимі. Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР № 1104301, МКИ Е 21F 7/00. Бюл. № 27,1984 г. Герметизатор скважины. 2. Васильев Л. М. Развитие трещин в угольном массиве при импульсном нагнетании в него жидкости // Механика и разрушение горных пород. - К.: Наукова думка, 1993. - С. 60-65. 3. Васильев Л. М., Демченко B. C., Родин А. В. Импульсная насосная установка. - Сб. науч. трудов "Геотехническая механика", вып. № 29, Днепропетровск, 2001. - С. 3-8. 4. Авторское свидетельство СССР № 1034453, МКИ Е21Р5У02,1981, Устройство для импульсного нагнетания воды в угольный пласт / А.В. Родин, Л. М. Васильев, В. В. Пилипенко, В. А. Задонцев, В. А. Дрозд, И. К. Манько и В.И. Бандурин. Опубл. 1983. Бюл. № 29. 5. Патент на винахід. Україна UA № 87038 МПК Е21F 5/02 Бюл. № 11,2009 р. 6. Правила ведення гірничих робіт на пластах, схильних до газодинамічних явищ / Стандарт Мінвуглепрому України СОУ 10.1.00174088-2005. - К.: Мінвуглепром України. - 2005. - 225 с. (с. 95, § 9.1 Гідророзпушування вугільного пласта) (прототип). 7. Ножкин Н.В. Опыт предварительной дегазации угольного пласта с использованием способа направленного гидравлического расчленения пласта применительно к условиям пласта Верхняя Мари анна Карагандинского бассейна: Автореф. дис… докт. техн. наук: спец. 05.15.11 / Ножкин Н.В. - М., 1963. - 38 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб дегазації газонасиченого викидонебезпечного вугільного пласта, що включає: буріння декількох свердловин в площині вибою виробки у вугільному пласті, герметизацію однієї із них з можливістю пропуску рідини через її герметизатор і нагнітання рідини у вугільний пласт, який відрізняється тим, що решту свердловин герметизують з можливістю вільного виходу газів із вугільного пласта через їх герметизатори, останні герметично з'єднують з вакуум-насосом і газосховищем, а рідину у вугільний пласт нагнітають у гідроімпульсному режимі. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2