Спосіб попередньої дегазації вугільних пластів та прилеглих до них газонасичених гірських порід

Реферат: Спосіб попередньої дегазації вугільних пластів та прилеглих до них газонасичених гірських порід полягає в бурінні з денної поверхні вертикально-похилих дегазаційних свердловин в газонасичене середовище вздовж його простягання, обсадження свердловин трубами і підключення їх до дегазаційного газопроводу та видалення газу вакуумним насосом. З денної поверхні вертикально-похилі свердловини бурять тільки в місцях порушення вугільних пластів до середини товщини пласта газонасичених гірських порід покрівлі вугільного пласта якнайближче до осі симетрії газонасиченого об'єму породи. Бурять не менше двох вертикально-похилих свердловин на відстані 30-50 м від вентиляційної виробки і 30 м між ними. UA 122440 U (12) UA 122440 U UA 122440 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої промисловості, зокрема до заходів безпеки, і може бути використаним для запобігання раптовим викидам вугілля та газу і зменшення загазованості вуглепородного масиву. Відомі способи дегазації викидонебезпечних вугільних пластів та прилеглих до них гірських порід, що полягають в бурінні свердловин з денної поверхні, польових або дільничних виробок з наступною дією на стінки свердловин різними способами [1-3]. Недоліком відомих способів [1-3] є недостатня дегазація газонасичених гірських порід прилеглих до вугільних пластів. Найбільш близьким аналогом до способу, що запропонований, є спосіб попередньої дегазації вугільних пластів [4], що полягає в бурінні з денної поверхні вертикальних дегазаційних свердловин у вугільний пласт, бурінні з цих вертикальних свердловин похилих свердловин по вугільному пласту вздовж його простягання наступний гідророзрив вугільного пласта в кожній свердловині підключення до них дегазаційного газопроводу та видалення газу вакуумним насосом. Недоліком відомого способу [4] є висока вартість буріння значної кількості свердловин з денної поверхні, особливо у випадку глибокого залягання вугільних пластів, що значно здорожує вугілля і робить його видобуток не вигідним. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу попередньої дегазації вугільних пластів та прилеглих до них газонасичених гірських порід, в якому дегазаційні вертикально похилі свердловини з денної поверхні бурять тільки в місцях порушення вугільних пластів до середини пласта газонасичених гірських порід покрівлі вугільного пласта, де завжди значна кількість газу, що дозволяє своєчасно видалити цей газ, забезпечує попередню дегазацію вугільних пластів та прилеглих до них гірських порід в місцях порушення вугільних пластів що дозволяє безпечно проводити гірничі роботи, і зменшити вартість видобутого вугілля. Поставлена задача вирішується за рахунок того що в способі попередньої дегазації вугільних пластів та прилеглих до них гірських порід що полягає в бурінні з денної поверхні вертикально-похилих дегазаційних свердловин в газонасичене середовище, вздовж його простягання, обсадження свердловин трубами і підключення їх до дегазаційного газопроводу та видалення газу вакуумним насосом, згідно з корисною моделлю, з денної поверхні вертикальнопохилі свердловини бурять тільки в місцях порушення вугільних пластів до середини товщини пласта газонасичених гірських порід покрівлі вугільного пласта як найближче до осі симетрії газонасиченого об'єму породи, при цьому бурять не менше двох вертикально-похилих свердловин на відстані 30-50 м від вентиляційної виробки і 30 м між ними. Буріння дегазаційних свердловин якнайближче до осі симетрії газонасиченого об'єму гірських порід дозволяє видалити найбільшу кількість газу як з газонасичених гірських порід, так і з вугільного пласта, так як у верхню частину порушених пластів під тиском гірських порід підіймається увесь газ як з вугільного пласта, так і з пластів газонасичених гірських порід покрівлі. З досліджень визначено, що відстань між свердловинами 30 м дозволяє видалити через них газ з об'єму газонасиченого середовища до безпечних значень. Зменшення цього інтервалу не обґрунтовано збільшує вартість гірничих робіт і видобутого вугілля а збільшення інтервалу між свердловинами не дозволить видалити газ до безпечних значень Оскільки вентиляційна виробка сама є дегазаційним спорудженням в шахті і видаляє значну кількість газу, найближчу дегазаційну свердловину слід бурити не ближче 30-50 м від неї. Буріння похилої частини свердловини всередині товщини пласта газонасичених гірських порід створює в ньому найбільшу систему тріщин і сприяє максимальному видаленню газу. Суть корисної моделі, що запропонована, пояснюється кресленнями: На фігурі 1 зображена схема дегазації газонасиченого середовища свердловинами пробуреними з поверхні. На фігурі 2 зображена схема дегазації газонасиченого середовища вертикально-похилими свердловинами пробуреними з поверхні а також перерізи 1-1 і 2-2. На фігурах наведені такі позначення: 1 - вісь симетрії; 2 - пласт вугілля; 3 - відпрацьванний простір; 4 - ділянка небезпечна по викидам метану з покрівлі; 5 - пісчаник; 6 - об'єм підвищеної газонасиченості середовища; 7 дегазаційні свердловини. Спосіб попередньої дегазації вугільних пластів та прилеглих до них газонасичених гірських порід здійснюють наступним чином. Вертикально-похилі свердловини 7 бурять з денної поверхні в місцях порушення вугільних пластів 2 на ділянках небезпечних по викидах метану 4 якнайближче до осі симетрії об'єму 1 UA 122440 U 5 10 15 газонасиченого середовища 1. Похилу частину свердловини бурять всередині об'єму підвищеної газонасиченості середовища 6, який знаходиться в пласті пісчаника 5 при цьому бурять не менше двох свердловин (див. фігуру 1 2 перерізи 1-1, 2-2) Відстань проекції першої свердловини від вентиляційної виробки становить 30-50 м а відстань між свердловинами 30 м (Фіг. 1, 2). Свердловини обсаджують трубами на всю глибину. Газоприймальну частину свердловини перфорують не менш як 30 отворами на 1 м труби. Діаметр отворів 10-15 мм. Газоприймальна частина свердловини повинна проходити через вугільні пласти що залягають в покрівлі. Довжину свердловини визначають методом прогнозу виділення метану але вона повинна бути не меншою ніж 40 потужностей вугільного пласта що видобувається. Джерела інформації: 1. Способ дегазации угольного пласта. Патент РФ № 2373399 E21F 7/00 опубл 20.09.2009 2. Способ дегазации угольних пластов. Патент РФ № 2136890 МПК E21F 7/00 опубл. 10.09.1999. 3. Способ предварительной дегазации угольных пластов Патент РФ № 2398971 МПК E21F 7/00 опубл. 10.09.2016 4. Способ предварительной дегазации угольных пластов Патент РФ № 2387784 МПК E21F 7/00 опубл. 27.04.2010 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб попередньої дегазації вугільних пластів та прилеглих до них газонасичених гірських порід, що полягає в бурінні з денної поверхні вертикально-похилих дегазаційних свердловин в газонасичене середовище вздовж його простягання, обсадження свердловин трубами і підключення їх до дегазаційного газопроводу та видалення газу вакуумним насосом, який відрізняється тим, що з денної поверхні вертикально-похилі свердловини бурять тільки в місцях порушення вугільних пластів до середини товщини пласта газонасичених гірських порід покрівлі вугільного пласта якнайближче до осі симетрії газонасиченого об'єму породи, при цьому бурять не менше двох вертикально-похилих свердловин на відстані 30-50 м від вентиляційної виробки і 30 м між ними. 2 UA 122440 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3