Спосіб дегазації гірського масиву

Реферат: Спосіб дегазації гірського массиву включає проведення дегазаційної виробки, буріння з неї дегазаційних свердловин, їх герметизацію і каптаж метану. Дегазаційну виробку проводять у відробленому розвантаженому від гірського тиску масиві паралельно вентиляційному штреку і на відстані від нього, рівній відстані до максимуму опорного тиску. Свердловини бурять з дегазаційної виробки кущами через проміжки, рівні кроку посадки покрівлі у зони найбільших розшарувань порід гірського масиву. UA 72665 U (12) UA 72665 U UA 72665 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої справи і може бути використана у вугільній промисловості при розробці газонасичених вугільних пластів для зменшення вмісту газу у атмосфері виробок та видобутку метану. Відомо спосіб дегазації світи тонких похилих пластів, який передбачає проведення у верхній межі світи пластів основних виробок дегазаційного горизонту, із яких проводять дегазаційні виробки у розвантаженій зоні, причому забої останніх просуваються слідом за очисними вибоями пласта, який розробляється, а дегазаційні свердловини бурять із дегазаційних виробок під кутом повного зсуву порід, причому буріння кожної свердловини виконують до утворення навколо неї зсуву порід і по мірі відробки пластів нижньої частини дегазаційних свердловин, які розташовані у зоні безладного обвалювання, тампонують [1]. Недоліком цього способу є великий об'єм проведення підготовчих дегазаційних виробок, і неможливість утилізації метану, не забезпечується достатній строк служби дегазаційної виробки. Найбільш близьким аналогом є спосіб дегазації підробленого гірського масиву у період активізації його зсуву, який включає буріння дегазаційних свердловин до початку відробки суміжної дільниці з виробки прилеглої до виробленого простору відробленої дільниці по всій довжині у зону підробленого масиву, який міститься між двома площинами, одна із яких проходить під прямим кутом до пласта, який відробляється, а друга - по лінії кута розвантаження порід підробленого масиву [2]. Недоліком цього способу є великий об'єм буріння дегазаційних свердловин, що знижує ефективність дегазації гірського масиву виймальної ділянки. В основу корисної моделі поставлено задачу створити спосіб дегазації гірського масиву у якому, за рахунок проведення дегазаційної виробки у відробленому розвантаженому від гірського тиску масиві паралельно вентиляційному штреку і на відстані від нього, рівній відстані до максимуму опорного тиску і буріння свердловин із дегазаційної виробки кущами через проміжки, рівні кроку посадки покрівлі у зони найбільших розшарувань порід гірського масиву, розміри яких визначають рівними кроку посадки покрівлі з боку відробленого простору, а з боку вугільного пласта - рівними відстані від вентиляційного штреку через максимум до зони зниження напружень у гірському масиві на 50 % від максимальних, герметизації свердловин на довжину зони активних зсувів при обваленні покрівлі вугільного пласта, яка дорівнюється десяти потужностям вугільного пласта по нормалі до нашарування порід і підключення їх до дегазаційної системи через редукційні клапани та проведення каптажу метану під залишковим тиском його у свердловині рівним по абсолютній величині не менше величини розрідження у дегазаційній системі до підходу вибою лави на відстань кроку обвалення покрівлі та наступного зняття редукційних клапанів і підключення напряму до дегазаційної системи, забезпечується найбільш ефективна дегазація гірського масиву і, як наслідок, скорочується об'єм буріння свердловин, досягається достатній строк служби дегазаційної виробки та можливість видобутку метану для подальшого його використання. Поставлена задача вирішується тим, що у способі дегазації гірського масиву, який включає проведення дегазаційної виробки, буріння з неї дегазаційних свердловин, їх герметизацію та каптаж метану, згідно корисної моделі, дегазаційну виробку проводять у відробленому розвантаженому від гірського тиску масиві паралельно вентиляційному штреку і на відстані від нього, рівній відстані до максимуму опорного тиску, а свердловини бурять з дегазаційної виробки кущами через проміжки, рівні кроку посадки покрівлі у зони найбільших розшарувань порід гірського масиву, розміри яких визначають: з боку відробленого простору - рівними кроку посадки покрівлі, а з боку вугільного пласта рівними відстані від вентиляційного штреку через максимум опорного тиску до зони зниження напружень у гірському масиві на 50 % від максимальних, потім свердловини герметизують на довжину зони активних зрушень при обвалі покрівлі вугільного пласта на довжину, яка дорівнюється десяти потужностям вугільного пласта по нормалі до нашарувань порід гірського масиву після чого на обсадні труби встановлюють редукційні клапани і підключають до дегазаційної системи, а каптаж метану проводять під залишковим тиском його у свердловині, який дорівнюється по абсолютній величині не менше величини розрідження у дегазаційній системі до підходу вибою лави на відстань кроку посадки покрівлі, після чого редукційні клапани знімають і свердловини підключають напряму до дегазаційної системи. Проведення дегазаційної виробки у розвантаженому від гірського тиску масиві паралельно вентиляційному штреку і на відстані від нього, рівній відстані до максимуму опорного тиску забезпечує стійкість її та максимальний строк служби. Буріння свердловин з дегазаційної виробки кущами через проміжки, рівні кроку посадки покрівлі у зони найбільших розшарувань порід гірського масиву, які дорівнюються з боку 1 UA 72665 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 відробленого простору кроку посадки покрівлі, а з боку вугільного пласта - відстані від вентиляційного штреку через максимум опорного тиску до зони зниження напружень у гірському масиві на 50 % від максимальних забезпечує мінімальний об'єм робіт для ефективної дегазації гірського масиву на ділянці шахтного поля, який відробляється. Герметизація свердловин на довжину зони активних зрушень при обваленні покрівлі вугільного пласта, рівну десяти потужностям вугільного пласта по нормалі до нашарування порід, установка редукційних клапанів, каптаж метану під залишковим тиском його у свердловині, рівним по абсолютній величині не менше величини розрідження у дегазаційній системі до підходу вибою лави на відстань кроку обвалення покрівлі, зняття редукційних клапанів та підключення свердловин напряму до дегазаційної системи забезпечує можливість видобутку метану для подальшого його використання. Спосіб дегазації гірського масиву здійснюють наступним чином. У відробленому просторі 1 (фіг. 1) паралельно вентиляційному штреку 2 і на відстані від нього рівній відстані до максимуму опорного тиску 3 (фіг. 1) проводять дегазаційну виробку 4 (фіг. 2). З дегазаційної виробки кущами через проміжки, рівні кроку посадки покрівлі у зони найбільших розшарувань порід гірського масиву, які визначають: з боку відробленого простору рівними кроку посадки покрівлі АВ, а з боку вугільного пласта - рівними відстані від вентиляційного штреку через максимум опорного тиску 3 до зони зниження напружень у гірському масиві на 50 % від максимальних СД, бурять дегазаційні свердловини 5 (фіг. 1), проводять їх герметизацію на довжину зони активних зрушень гірських порід, яка дорівнюється десяти потужностям вугільного пласта, встановлюють на обсадні труби 6 редукційні клапани 7 і проводять каптаж метану під залишковим тиском його у свердловині, який дорівнюється по абсолютній величині не менше величини розрідження у дегазаційній системі 8. Після підходу вибою лави 9 (фіг. 2) до куща дегазаційних свердловин на відстань, яка дорівнюється кроку посадки покрівлі, редукційні клапани знімають, а свердловини напряму з'єднають з дегазаційною системою 8. Приклад конкретного здійснення способу. В умовах шахти ім. О.Ф. Засядька проведено експериментальні роботи по перевірці способу дегазації гірського масиву. По відробленому простору 15-ї західної лави вугільного пласта т3 паралельно вентиляційному штреку 16-ї західної лави пройдено 500 м дегазаційної виробки, з якої через 40 м один від одного було пробурено кущі дегазаційних свердловин діаметром 132 мм по дві свердловини в кожному кущі. Одна свердловина бурилася у зону найбільших розшарувань порід з боку відробленого простору на відстань, яка - дорівнювалася кроку обвалення покрівлі 40 м, а друга - у зону найбільших розшарувань порід з боку вугільного пласта на відстань 100 м від вентиляційного штреку. Перша свердловина у кущі бурилася під кутом 75° з боку відробленого простору довжиною 80 м, а друга свердловина бурилася з боку вугільного пласта під кутом 30 та довжиною 110 м. Устя свердловин розбурювалися діаметром 152 мм на довжину 20 м та обсаджувалися обсадними металевими трубами діаметром 114 мм, герметизувалися пісково-цементним розчином і через редукційні клапани підключалися до дегазаційної системи, а при підході вибою лави до куща свердловин на відстань 50 м редукційні клапани знімались і свердловини поєднувалися до дегазаційної системи напряму. У результаті проведених дегазаційних робіт було пробурено 25 дегазаційних свердловин загальною довжиною 4700 м і видобуто 1,3 млн. м газу. Концентрація метану на вихідному струмені лави знизилась на 30 %, що дозволило уникнути простоїв у лаві із-за відключення електроенергії і на 20 % збільшити швидкість посування очисного вибою. Джерела інформації: 1. А.с. № 1125386 А СССР, кл. E21F 7/00, Опубл. 23.11.84. Бюл. № 43. 2. А.с. № 1262059 А1 СССР, кл. E21F 7/00, Опубл. 07.10.86. Бюл. № 37. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Спосіб дегазації гірського масиву, який вміщує проведення дегазаційної виробки, буріння з неї дегазаційних свердловин, їх герметизацію і каптаж метану, який відрізняється тим, що дегазаційну виробку проводять у відробленому розвантаженому від гірського тиску масиві паралельно вентиляційному штреку і на відстані від нього, рівній відстані до максимуму опорного тиску, свердловини бурять з дегазаційної виробки кущами через проміжки, рівні кроку посадки покрівлі у зони найбільших розшарувань порід гірського масиву, які визначають: з боку 2 UA 72665 U 5 відробленого простору - рівними кроку посадки покрівлі, а з боку вугільного пласта - рівними відстані від вентиляційного штреку через максимум опорного тиску до зони зниження напружень у гірському масиві на 50 % від максимальних, свердловини герметизують на довжину зони активних зрушень при обвалі покрівлі вугільного пласта, рівну по нормалі до нашарування десяти потужностям вугільного пласта і підключають до дегазаційної системи через редукційні клапани, а каптаж метану проводять під залишковим тиском його в свердловині рівним по абсолютній величині не менше величини розрідження у дегазаційній системі до підходу вибою лави на відстань кроку обвалення покрівлі, після чого редукційні клапани знімають і свердловини підключають напряму до дегазаційної системи. 3 UA 72665 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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 4