Спосіб гідродинамічної дії на високо тріщинуваті вугільні пласти, схильні до газодинамічних явищ

Реферат: Спосіб гідродинамічної дії на високотріщинуваті вугільні пласти, схильні до газодинамічних явищ, який включає буріння технологічної свердловини на вугільний пласт, герметизацію свердловини і проведення гідродинамічної дії на гірничий масив, яку здійснюють після тампонажу високотріщинуватого вугільного пласта нагнітанням в нього водоглиняної суміші з процентним вмістом глини. UA 72664 U (12) UA 72664 U UA 72664 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої промисловості і може бути використана в гірничій промисловості для розробки вугільних пластів, схильних до проявів газодинамічних явищ. Відомий спосіб запобігання раптовим викидам вугілля та газу, який включає буріння свердловин, їх герметизацію, нагнітання рідини при статичному тиску, який перевищує пластовий тиск, газу, але не більш ніж 0,75  Н, підтримку цього тиску до моменту проникнення рідини в пласт на глибину не менш 1/3 діаметра свердловини, скид тиску на протязі часу, який не перевищує часу зворотної фільтрації рідини з насиченого нею шару вугілля, повторення циклів до установлення безпечного пластового тиску газу [1]. Недоліком цього способу є те, що його не можливо застосувати на пластах з високою тріщинуватістю, тому що не можливо створити тиск рідини у свердловині вище пластового тиску газу у пласті. Найбільш близьким аналогом є спосіб виймання вугілля з пласта, який включає буріння та герметизацію свердловин, нагнітання в пласт для забезпечення набухання вугілля 25 % водного розчину метиламіну або 2 % водного розчину нітрилотриметилфосфонової кислоти, цикли нагнітання рідини в пласт, скид тиску і виймання з свердловин суміші вугілля з закачаними реагентами після припинення росту напружень набухання вугілля [2]. Недоліком цього способу є те, що в ньому для більш ефективного руйнування вугілля застосовують небезпечні для людини хімічні речовини, а також відсутність урахування пластового тиску газу при руйнуванні вугілля. В основу корисної моделі поставлена задача – створити спосіб гідродинамічної дії на високотріщинуваті вугільні пласти, схильні до газодинамічних явищ, у якому за рахунок того, що після буріння і герметизації свердловини у вугільний пласт через свердловину під тиском подається водоглиняна суміш розрахункової концентрації, і тиску забезпечуються умови для створення робочого тиску при гідродинамічній обробці вугільного пласта, і як наслідок, досягається ефективна обробка вугільного пласта в стислі строки. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб, який включає буріння технологічної свердловини на вугільний пласт, герметизацію свердловини і проведення гідродинамічної дії на гірничий масив, у якому згідно з корисною моделлю гідродинамічну дію здійснюють після тампонажу високотріщинуватого вугільного пласта нагнітанням в нього водоглиняної суміші з процентним вмістом глини: Mв.г.=mв-mв.н., %, де: Mв.г. - процентний вміст глини в суміші, %; mв - тріщинуватість вугільного пласта, %; mв.н. = 5 % - тріщинуватість вугільного пласта, яка необхідна для створення мінімального градієнта тиску рідини при гідродинамічній дії, через технологічну свердловину до створення тиску в ній Рс≥Рг, МПа, де: Рс - тиск суміші у свердловині, МПа; Рг - пластовий тиск газу, МПа. Тампонаж високотріщинуватого вугільного пласта здійснюють нагнітанням в нього суміші з процентним вмістом глини, яку розраховують: Mв.г.=mв-mв.н.., %, де mв - тріщинуватість вугільного пласта, %; m в.н. - тріщинуватість вугільного пласта, яка необхідна для створення мінімального градієнта тиску рідини при гідродинамічній дії, %, забезпечує створення у високотріщинуватому вугільному пласті такої проникності рідини, яка дозволяє створити робочий тиск рідини у свердловині при проведенні гідродинамічної дії на гірничий масив. Створення тиску водоглиняної суміші у свердловині Рс≥Рг, МПа, де: Рг - пластовий тиск газу, МПа, забезпечує проникнення суміші у тріщині в присвердловинній зоні вугільного пласта, і таким чином, ефективне його тампонування. Гідродинамічну дію на високотріщинуватий вугільний пласт здійснюють наступним чином (див. креслення). З підготовчої виробки 1 бурять технологічну свердловину 2 на вугільний пласт 3 і герметизують її. При закритій засувці 4 через відкритий кран 5 з ємності 6 у свердловину подають водоглиняну суміш у вугільний пласт шляхом створення тиску в ємності насосом 7, до поки він не досягне величини Рс≥Рг. Після цього кран 5 закривають, від'єднують від нього ємність 6, під'єднують до крану 5 насос 8, відкривають кран 5, нагнітають в свердловину насосом 8 воду до робочого тиску і проводять гідродинамічну дію на вугільний пласт, шляхом створювання робочого тиску рідини у свердловині з наступним його різким скидом відкриванням засувки за допомогою насоса 9 і привода 10 для керування її роботою. Приклад конкретного здійснення способу. В умовах шахти ім. Ф.Е. Дзержинського ДП "Дзержинськвугілля" для проведення робіт по в дегазації і зниженню викидонебезпечності вугільного пласта l7 - "Пугачівка" у верхній частині стелеуступної лави № 65 гідродинамічною дією з вентиляційного польового штреку на вугільний 1 UA 72664 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 пласт бурились технологічні свердловини, герметизувались і проводилась гідродинамічна дія на вугільний пласт, але створити робочий тиск у свердловині було не можливо, тому що вугільний пласт у верхній частині лави із-за відробки верхнього горизонту деформувався і має високу тріщинуватість. Для того, щоб досягти робочого тиску у свердловині при проведенні гідродинамічної дії на високотріщинуватий вугільний пласт перед її проведенням проводився тампонаж вугільного пласта з метою зниження його тріщинуватості наступним чином. Свердловину 1 було загерметизовано і при закритій засувці 4 через відкритий кран 5 з ємності 6 у технологічну свердловину подавалась насосом 7 водоглиняна суміш з концентрацією, що розраховується: Mв.г.=mв-mв.н., %, де: mв=15 % - тріщинуватість вугільного пласта; mв.н.=5 % - тріщинуватість вугільного пласта, яка необхідна для створення мінімального градієнта тиску рідини при гідродинамічній дії, до досягнення тиску у свердловині Р с≥Рг, МПа, де: Рг=4 МПа. Після цього кран 5 закривався і підключався насос 7 і створювався робочий тиск у свердловині і наступний його різкий скид. Через 5 циклів гідродинамічної дії почався вихід із свердловини водогазовугільної суміші. Було здійснено 25 циклів гідродинамічної дії, в результаті чого було вийнято з вугільного пласта шість тон вугілля і 10368 м газу. Таким чином, було встановлено, що за рахунок тампонажу високотріщинуватого викидонебезпечного вугільного пласта було досягнуто величин створення робочого тиску рідини при проведенні гідродинамічної дії, що дозволило ефективно провести обробку верхньої частини стелеуступної лави № 65 з коефіцієнтом дегазації - 0,69 і радіусом обробленої зони - 20 м. Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР № 1464582, кл. Е21F5/00, приор. 05.08.86, зарегистр. 08.11.88. 2. Авторское свидетельство СССР № 1491080, кл. Е21С41/06, приор. 10.12.87, зарегистр. 01.03.89. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб гідродинамічної дії на високотріщинуваті вугільні пласти, схильні до газодинамічних явищ, який включає буріння технологічної свердловини на вугільний пласт, герметизацію свердловини і проведення гідродинамічної дії на гірничий масив, який відрізняється тим, що гідродинамічну дію здійснюють після тампонажу високотріщинуватого вугільного пласта нагнітанням в нього водоглиняної суміші з процентним вмістом глини: Mв.г.=mв-mв.н., %, де: Mв.г. - процентний вміст глини в суміші, %; mв - тріщинуватість вугільного пласта, %; mв.н.=5 % - тріщинуватість вугільного пласта, яка необхідна для створення мінімального градієнта тиску рідини при гідродинамічній дії, через технологічну свердловину до створення тиску в ній Рс≥Рг, МПа, де: Рс - тиск суміші у свердловині, МПа; Рг - пластовий тиск газу, МПа. 2 UA 72664 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 3