Номер патенту: 94818

Опубліковано: 10.06.2011

Автор: Бабенко Катерина Вікторівна

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб дегазації виробленого простору, що містить визначення складових значень та напрямків дії головних напружень і деформацій в зоні дегазації, буріння з породного оголення підготовчої виробки дегазаційної свердловини під кутом 5-90º до нашарування, вставляння в гирло свердловини обсадної труби, герметизацію свердловини, підключення свердловини до вакуумної системи і каптаж метану, який відрізняється тим, що на інтервалі, не меншому відстані від породного оголення підготовчої виробки, з якої бурять дегазаційну свердловину, до границі інтенсивного руйнування порід навколо підготовчої виробки, підвищують стійкість масиву гірських порід навколо дегазаційної свердловини в радіусі

r=k.ln(5s),

де k - емпіричний коефіцієнт пропорційності, що дорівнює 1,5м,

s - показник стійкості порід навколо підготовчої виробки, який визначається залежністю

s= /R,

де  - активна компонента гірничого тиску,

R - межа міцності порід на одноосьовий стиск,

і на контактах породних шарів збільшують поперечний розмір дегазаційної свердловини в напрямку очікуваного зосередженого максимального зсуву суміжних шарів один відносно одного пропорційно величині очікуваного зосередженого максимального зсуву шляхом зупинки буріння при проході вибою свердловини контакту суміжних породних шарів на відстань

(2-3)d/sin,

де d - діаметр свердловини,

 - мінімальний гострий кут нахилу осі дегазаційної свердловини до площини зосередженого максимального зсуву,

виймання бурового ставу, встановлення відхилювача і продовження буріння свердловини з відхилювачем з точки, яка розташована ближче від контакту суміжних породних шарів на відстань

,

де  - величина максимального зосередженого зсуву суміжних породних шарів один відносно одного,

 - кут відхилення осі свердловини.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що навколо гирла дегазаційної свердловини встановлюють підсилюючі анкери, а їх щільність n приймають пропорційною показнику s згідно з залежністю

n=kaexp(-0,4s),

де kа - емпіричний коефіцієнт пропорційності, що дорівнює 1,5м-2,

причому підсилюючі анкери орієнтують під кутом не більше 35° до осі дегазаційної свердловини.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що навколо гирла дегазаційної свердловини встановлюють опорні підсилюючі стояки, а їх щільність приймають пропорційною показнику s згідно з залежністю m=kcexp(-0,5s), де kс - емпіричний коефіцієнт пропорційності, що дорівнює 0,7м-2.

4. Спосіб за п. 1 який відрізняється тим, що навколо гирла дегазаційної свердловини встановлюють підсилюючі рами.

5. Спосіб за одним з пп. 1, 2, 4, який відрізняється тим, що підсилюючі рами з'єднують с підсилюючими анкерами.

6. Спосіб за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що опорні підсилюючі стояки з'єднують з підсилюючими анкерами.

7. Спосіб за одним з пп. 1, 3, 4, який відрізняється тим, що опорні підсилюючі стояки з'єднують з підсилюючими рамами.

8. Спосіб за п. 1 який відрізняється тим, що на ділянці розширення поперечного розміру дегазаційної свердловини встановлюють розпірку перпендикулярно осі свердловини і напряму розширення.

Текст

1. Спосіб дегазації виробленого простору, що містить визначення складових значень та напрямків дії головних напружень і деформацій в зоні дегазації, буріння з породного оголення підготовчої виробки дегазаційної свердловини під кутом 5-90º до нашарування, вставляння в гирло свердловини обсадної труби, герметизацію свердловини, підключення свердловини до вакуумної системи і каптаж метану, який відрізняється тим, що на інтервалі, не меншому відстані від породного оголення підготовчої виробки, з якої бурять дегазаційну свердловину, до границі інтенсивного руйнування порід навколо підготовчої виробки, підвищують стійкість масиву гірських порід навколо дегазаційної свердловини в радіусі . r=k ln(5s), де k - емпіричний коефіцієнт пропорційності, що дорівнює 1,5м, s - показник стійкості порід навколо підготовчої виробки, який визначається залежністю s=  /R, де  - активна компонента гірничого тиску, R - межа міцності порід на одноосьовий стиск, і на контактах породних шарів збільшують поперечний розмір дегазаційної свердловини в напрямку очікуваного зосередженого максимального зсуву суміжних шарів один відносно одного пропорційно величині очікуваного зосередженого максимального зсуву шляхом зупинки буріння 2 (19) 1 3 94818 4 8. Спосіб за п. 1 який відрізняється тим, що на пендикулярно осі свердловини і напряму розшиділянці розширення поперечного розміру дегазарення. ційної свердловини встановлюють розпірку пер Винахід належить до гірничої промисловості і може бути використаний для дегазації тонких похилих вугільних пластів на середніх та великих глибинах при їх відпрацюванні довгими очисними вибоями. Відомий спосіб підземної дегазації вугільних пластів, що відпрацьовуються по стовповій системі розробки зворотним ходом (Yang M. New trends in coalmine methane recovery and utilization. - Paris: International Energy Agency, 2008. - P.2). Спосіб включає буріння похилих і горизонтальних свердловин по вугільному пласту з підготовчої виробки, встановлення обсадної труби в гирло свердловини та її герметизацію. Потім свердловину підключають до вакуумної системи і каптують метан. Недоліком способу є його низька ефективність дегазації на глибинах, що перевищують 500-600 м. На таких глибинах високий рівень гірничого тиску обумовлює низьку пористість вугілля та вміщуючих порід. Отже природна проникність масиву дуже низька, вона не перевищує 2-3 мДа. Така низька проникність гірського масиву не дає змоги газу фільтруватися з великою швидкістю, отже спосіб не є ефективним. Найближчим аналогом способу, що заявляється, є спосіб дегазації вуглепородного масиву згідно з патентом України 65076 А, опублікований 15.03.2004 в Бюл. № 3. Згідно зі способом, в зонах дегазації визначають складові значення та напрямки дії головних напружень і деформацій, бурять з породного оголення підготовчої виробки дегазаційну свердловину під кутом 5-90º до нашарування, вставляють в гирло свердловини обсадну трубу, герметизують свердловину і виконують гідророзрив, а потім підключають свердловину до вакуумної системи і каптують метан. Недоліком найближчого аналога є зниження ефективності дегазації виробленого простору навколо діючої лави в зоні активних зрушень. В цій зоні свердловина руйнується внаслідок зрізу ствола свердловини дотичними напруженнями и деформаціями або зминається високими нормальними напруженнями в зоні опорного тиску. Проте саме в зоні активних зрушень відбувається основна дегазація масиву гірських порід. Цей фактор і обумовлює зниження ефективності дегазації. Суттєві ознаки найближчого аналога, які співпадають з ознаками об'єкта, що заявляється: 1. визначення складових значень та напрямків дії головних напружень і деформацій в зоні дегазації, 2. буріння з породного оголення підготовчої виробки дегазаційної свердловини під кутом 5-90° до нашарування, 3. вставляння в гирло свердловини обсадної труби, 4. герметизація свердловини, 5. підключення свердловин до вакуумної системи, 6. каптаж метану. Задачею винаходу є удосконалення відомого способу дегазації виробленого простору за рахунок введення нових операцій та їх послідовності, що дозволяє управляти деформацією зсуву каналу дегазаційної свердловини. Це підвищує ефективність дегазації виробленого простору завдяки посиленню гирла свердловини та збереженню живого перерізу ствола по всій довжині свердловини в зонах максимальних деформацій масиву. Поставлена задача вирішується тим, що в способі дегазації виробленого простору, що містить визначення складових значень та напрямків дії головних напружень і деформацій в зоні дегазації, буріння з породного оголення підготовчої виробки дегазаційної свердловини під кутом 5-90° до нашарування, вставляння в гирло свердловини обсадної труби, герметизацію свердловини, підключення свердловин до вакуумної системи і каптаж метану, згідно з винаходом, на інтервалі, не меншому відстані від породного оголення підготовчої виробки, з якої бурять дегазаційну свердловину, до границі інтенсивного руйнування порід навколо підготовчої виробки, підвищують стійкість масиву гірських порід навколо дегазаційної свердловини в радіусі . r=k ln(5s), де k - емпіричний коефіцієнт пропорційності, що дорівнює 1,5 м, s - показник стійкості порід навколо підготовчої виробки, який визначається залежністю s  /R , де  - активна компонента гірського тиску, R - межа міцності порід на одноосьовий стиск, і на контактах породних шарів збільшують поперечний розмір дегазаційної свердловини в напрямку очікуваного зосередженого максимального зсуву суміжних шарів один відносно одного пропорційно величині очікуваного зосередженого максимального зсуву шляхом зупинки буріння при проході вибою свердловини контакту суміжних породних шарів на відстань (2-3)d/sin  , де d - діаметр свердловини,  - мінімальний гострий кут нахилу осі дегазаційної свердловини до площини зосередженого максимального зсуву, виймання бурового ставу, встановлення відхилювача і продовження буріння свердловини з відхилювачем з точки, яка розташована ближче від контакту суміжних породних шарів на відстань 2 sin   d L , sin  де  - величина максимального зосередженого зсуву суміжних породних шарів один відносно одного,  - кут відхилення осі свердловини. Необов'язково, але доцільно навколо гирла дегазаційної свердловини встановлювати підси 5 94818 6 люючі анкери, а їх щільність n приймати пропорде  - величина зосередженого зсуву суміжційною показнику s згідно з залежністю них породних шарів один відносно одного, n = kа exp(-0,4s),  - кут відхилення осі свердловини. де kа - емпіричний коефіцієнт пропорційності, Завдяки такій операції відбувається розши-2 що дорівнює 1,5 м , рення критичного інтервалу дегазаційної свердлопричому підсилюючі анкери орієнтувати під кувини на переході контакту суміжних породних шатом не більше 35° до осі дегазаційної свердловирів. Проте цей інтервал має бути достатньої ни. довжини, щоб врахувати кут нахилу осі свердлоДоцільно навколо гирла дегазаційної свердловини до нашарування. Чим менше цей кут, тим вини встановити опорні підсилюючі стояки, а їх довший має бути інтервал розширення. Ця вимога щільність m прийняти пропорційною показнику s задовольняється додатковим параметром операції згідно з залежністю m=kcexp(-0,5s), розширення свердловини. Для цього зупинку буде kс- емпіричний коефіцієнт пропорційності, ріння здійснюють тільки при проході вибою сверд-2 що дорівнює 0,7 м . ловини контакту суміжних породних шарів на відсДоцільно навколо гирла дегазаційної свердлотань вини встановити підсилюючі рами. (2-3)d/sin  , Необов'язково, але доцільно опорні підсилююде d - діаметр свердловини, чі стояки з'єднати з підсилюючими анкерами, або  - мінімальний гострий кут нахилу осі дегазапідсилюючі рами з'єднати с підсилюючими анкеційної свердловини до площини нашарування. рами, або опорні підсилюючі стояки з'єднати з підВказані нові операції та їх нова послідовність силюючими рамами. удосконалюють відомий спосіб дегазації вуглепоДоцільно на ділянці розширення поперечного родного масиву, що дозволяє управляти дефоррозміру дегазаційної свердловини встановити розмаціями зсуву каналу дегазаційної свердловини пірку перпендикулярно осі свердловини і напрямку шляхом компенсації деформації зсуву в глибині розширення. масиву та запобігати або зменшувати деформації В способі введені нові операції, а саме: підвизминання устя свердловини. Це підвищує ефектищення стійкості масиву гірських порід навколо девність дегазації виробленого простору завдяки газаційної свердловини в радіусі посиленню гирла свердловини та збереженню r = ks, живого перерізу каналу по всій довжині свердлоде s - показник стійкості порід навколо підготовини в зонах максимальних деформацій масиву. вчої виробки, Підвищення стійкості масиву навколо устя деякий визначається залежністю газаційної свердловини можна досягти за допомоs =  /R, гою підсилюючих анкерів і обґрунтованим вибором де  - активна компонента гірського тиску, їх щільності, які приймають пропорційною показниR - межа міцності порід на одноосьовий стиск. ку s. Анкерне кріплення є ефективним для забезОскільки ця операція виконується на інтервалі, печення стійкості порід покрівлі підготовчих вироне меншому відстані від породного оголення підгобок. У разі, коли підсилюючі анкери орієнтують під товчої виробки, з якої бурять дегазаційну свердлокутом до осі свердловини, створюється просторовину, до границі інтенсивного руйнування порід ва конструкція, що має максимальний підсилююнавколо підготовчої виробки, підвищується стійчий ефект. Але цей кут має бути не більше 35°, кість одного з найкритичніших інтервалів дегазащоб зберегти вказаний позивний ефект. ційної свердловини, що дозволяє зберегти її попеОпорні підсилюючі стояки також є простим, речний переріз, а отже можливість ефективно дешевим але ефективним засобом підсилення каптувати вибухонебезпечний метан. нестійкої покрівлі, через яку пробурено дегазаційПроте дегазаційна свердловина може бути ну свердловину, особливо, коли щільність стояків перерізана зсувними відносними деформаціями прийняти пропорційною показнику s. суміжних породних шарів в глибині масиву. ЗапобіАналогічний ефект підсилення устя свердлогти цим деформаціям в глибині масиву практично вини досягається шляхом встановлення підсилюнереально. Краще компенсувати небезпечні зсувні ючих рам навколо гирла свердловини. деформації запасом поперечного розміру свердУ разі, коли опорні підсилюючі стояки з'єднати ловини. Саме тому доповнюється операція збільз підсилюючими анкерами, виникає додатковий шення поперечного розміру дегазаційної свердлосинергетичний ефект підсилення при сталих вивини на контактах породних шарів в напрямку тратах матеріалів та вартості підсилюючого кріпочікуваного зосередженого максимального зсуву лення. Той же самий додатковий ефект підсиленсуміжних шарів один відносно одного пропорційно ня виникає, коли підсилюючі рами з'єднати з величині очікуваного зосередженого максимальнопідсилюючими анкерами або опорні підсилюючі го зсуву. стояки з'єднати з підсилюючими рамами. Вказана операція реалізується шляхом зупинВстановлення розпірки перпендикулярно осі ки буріння, виймання бурового ставу, встановленсвердловини і напрямку розширення на ділянці ня відхилювача і продовження буріння свердловирозширення поперечного розміру дегазаційної ни з відхилювачем з точки, яка розташована свердловини сприяє подальшому підсиленню деближче від контакту суміжних породних шарів на газаційної свердловини і збереженню її поперечвідстань ного перерізу, що підвищує ефективність дегазації. 2 sin   d Суть нового способу дегазації відпрацьованоL , sin  го простору ілюструється кресленнями, де на фіг.1 7 94818 8 зображено стовпову систему відпрацювання вугісвердловини в площині контакту 19 між суміжними льного пласта з підтриманням підготовчої виробки породним шарами після їх взаємного зсуву. позаду лави, що дає змогу забезпечити прямоточСпосіб дегазації відпрацьованого простору рену схему провітрювання і підвищити ефективність алізується наступним чином. Експериментальним дегазації. Позицією 1 позначена лава, стрілка 2 або розрахунковим методом визначають складові вказує напрямок її руху, до лави 1 примикають значення та напрямки 5 дії головних напружень і підготовчі виробки 3. Позицією 4 вказані дегазадеформацій в зоні дегазації 7. На глибині 800 м ційні свердловини. Позиція 5 вказує напрямок зопри відпрацюванні вугільного пласта потужністю 2 середженого максимального зсуву суміжних шарів м зі швидкістю 150 м на місяць напрямок зосереодин відносно одного. Відпрацьований простір дженого максимального зсуву суміжних шарів 8 та позначений позицією 6. На фіг. 2 наведено верти9 один відносно одного в площині нашарування 19 кальний переріз А-А з фіг. 1. На цьому перерізі орієнтований під кутом 45-55° до лінії очисного вказано купол 7 виробленого простору 6, породні вибою 1, а величина вказаного зсуву досягає 0,05шари 8 та 9, границю повних зрушень 10 масиву 0,08 м. Розмір зони 20 інтенсивного руйнування гірських порід, обсадну трубу 11, підсилюючі анкепорід навколо підготовчої виробки 3 при її ширині ри 12, литу смугу 13, підсилюючі стояки, 14, устя вчорні 6,0 м становить 2,2 м. При міцності порід 15 дегазаційної свердловини 4, дегазаційну сиспокрівлі на одноосьовий стиск 50 МПа показник s тему 16, породне оголення 17, границю інтенсивстійкості порід дорівнює 0,4. Діаметр d дегазаційного руйнування 18 порід навколо підготовчої виної свердловини 4 дорівнює 95 мм. робки 3, контакт 19 суміжних породних шарів 8 та Бурять з породного оголення 17 підготовчої 9, зруйнований породниймасив 20. виробки 3 дегазаційну свердловину 4 під кутом 40° На фіг. 3 наведено фрагмент підготовчої видо нашарування 19. На інтервалі від породного робки 3, що демонструє операцію підсилення аноголення 17 підготовчої виробки 3, з якої бурять керами 12. Позиціями 21 показано опорну планку дегазаційну свердловину 4, на глибину 2,4 м, що для з'єднання анкера 12 з рамою піддатливого перевищує відстань до границі 18 інтенсивного металевого кріплення 22, скобу 23, що одягається руйнування порід навколо підготовчої виробки 3 на раму 22, позицією 24 - шпур, що буриться з попідвищують стійкість масиву гірських порід 20 народного оголення 17 виробки 3 для встановлення вколо дегазаційної свердловини 4 в радіусі r = анкера 12, позицією 25 - вибій дегазаційної сверд1,5*0,4=0,6 м. З врахуванням запасу стійкості ловини 4. На фіг. 4 демонструється конструкція приймаємо радіус рівним 1,0 м. Навколо устя 15 для з'єднання рами 22 з анкером 12. Позицією 26 дегазаційної свердловини 4 бурять шпури 24 доввказано консольну частину опорної планки 21, жиною 2,4 м і встановлюють підсилюючі сталепопозицією 27 - отвір, в який вставляють анкер 12, лімерні анкери 12 з розрахунку n=1,5ехр(-2 позицією 28 - гайка, що натягує анкер 12. На фіг. 5 0,4*0,4)=1,28 м (анкер на метр квадратний) поропоказано підготовчу виробку 3 з дегазаційною сведного оголення. При радіусі зони підсилення 1 м 2 рдловиною 4 і деталі підсилення її устя 15 стоякаплоща зони становить 3,14 м , тому всього встами 14 та анкерами 12, які з'єднані між собою, та новлюють 3,14*1,28=4,34 або округлюють до 5 стояками 14. На фіг. 6 показаний контакт 19 суміжпідсилюючих анкерів. Крім того, встановлюють них породних шарів 8 та 9. Стрілками 29 та 30 вкапідсилюючі стояки 14 з розрахунку m=0,7exp(-2 зано точки на суміжних породних шарах 8 та 9 до 0,5s)=0,57 м . Приймаючи до уваги площу підсиїх зсуву. На фіг. 7 наведено фрагмент розширення лення всього встановлюють 3,14*0,57=1,95 або 2 дегазаційної свердловини 4 на контакті 19 суміжстояки. Підсилюючі стояки 14 встановлюють на них породних шарів 8 та 9. Позиція 31 вказує на відстані 0,6 м від устя 15 дегазаційної свердловиточку, з якої починається розширення свердловини уздовж осі підготовчої виробки 3, причому кожни 4, вісь якої вказана позицією 32, позиція 33 вканий стояк з'єднують з двома анкерами, а останній зує свердловину після розширення, а позиція 34 (п'ятий) анкер встановлюють самостійно в попереїї вісь. Символами  вказано кут відхилення дегачному перерізі підготовчої виробки, що проходить через устя дегазаційної свердловини. заційної свердловини 33 при її розширенні,  На контактах 19 породних шарів 8, 9 збільшумінімальна величина гострого кута між віссю 32 ють поперечний розмір D дегазаційної свердловидегазаційної свердловини 4 та контактом 19 між ни 4 в напрямку 5 зосередженого максимального суміжними породними шарами або до нашаруванзсуву суміжних породних шарів 8, 9 один відносно ня,  - величина максимального зосередженого одного пропорційно величині  зосередженого зсуву суміжних породних шарів один відносно одмаксимального зсуву шляхом зупинки буріння при ного. Саме на таку відстань розходяться точки 29 і проході вибоєм 25 свердловини 4 контакту 19 су30 після зсуву. L - відстань від точки 31, з якої поміжних породних шарів 8, 9 на відстань h = чинають розширення свердловини 4 до контакту 2*0,095/sin40 = 0,3м. Після цього буріння зупиня19 суміжних породних шарів, h - відстань, на яку ють, виймають буровий став (на кресленнях не перебурюють свердловину 4 вище контакту 19 показаний), встановлюють відхилювач (на крессуміжних породних шарів перед зупинкою буріння, ленні не показано), що забезпечує відхилення осі d - початковий діаметр дегазаційної свердловини свердловини 4 на кут  = 1° і продовжують бурін4. На фіг.8 наведено нормальний переріз свердня свердловини 33 з відхилювачем з точки 31, яка ловини на дільниці розширення до зсуву між сумірозташована нижче від контакту 19 суміжних пожними породними шарами, де позицією 35 вказано родних шарів 8, 9 на відстань розпірку, на фіг, 9 показаний нормальний поперечний переріз свердловини після зсуву, а фіг. 10 демонструє вид поперечного перерізу дегазаційної 9 2  0,08 sin 40  0,095 L  0,45м . sin 1 94818 10 лягали шари алевроліту, товщина яких становить 2-3 м. При міцності порід покрівлі на одноосьовий стиск 50 МПа показник s стійкості порід дорівнює Після буріння дегазаційної свердловини 4 на 0,45. довжину 80 м її вибій 25 досягає купола 7 відпраШирина підготовчої виробки становила 6 м цьованого простору 6, де розташовані супутники вчорні. Лава відпрацьовувалась за комбінованою та газоносні пісковики (на кресленнях не показані), системою розробки з використання підсвіження що дає змогу каптувати максимальну кількість мевисхідного струменя. Швидкість посування лави тану. Потім підключають свердловину 4 до вакуустановила 15Ом/міс. При відпрацюванні сусідньої мної системи 16 і відводять метан. лави в аналогічних гірничо-геологічних умовах Підсилення гирла 15 дегазаційної свердловиекспериментально за допомогою глибинних репени 4 доцільно виконати шляхом встановлення дорів досліджували розмір зони 20 інтенсивних зсудаткової рами 22 в тому випадку, коли крок вставів порід навколо виробки 3 позаду діючої лави 1. новлення рамного основного кріплення становить Величина розміру цієї зони становила 2,3 м. З ви1 м або більше. Раму 22 встановлюють поряд з користанням методу скінчених елементів розрахуобсадною трубою 11, наприклад, на відстані 0,1 м. вали напруження і деформації масиву в зоні актиДоцільно рами 22 з'єднати з підсилюючими анкевних зрушень позаду лави, де відбувається рами 12. Вузол з'єднання рами 22 з анкером 12 найбільш інтенсивна дегазація супутників та газопоказано на фіг. 4. На раму 22 одягають скобу 23, носних пісковиків. На основі цих розрахунків вина яку попередньо одягнута опорна планка 21, що значили, що зосереджені максимальні зсуви порід має на консольній ділянці 26 отвір 27. Шпур 24 відбуваються в зоні 10 максимальних вигинів побурять через цей отвір 26, в який потім встановродних шарів на висоті 3,5м від покрівлі вугільного люють анкер 12 і натягують його гайкою 28. З анпласта, а також на контакті суміжних породних керами 12 можуть бути з'єднані підсилюючі рами шарів 8 і 9 на висоті 9 м від покрівлі вугільного 22 або основні рами (показані на фіг.5), що встапласта. Величини відповідних зосереджених зсувів новлюються для кріплення підготовчої виробки ще становлять 8 см та 5, см, вони співпадають з плов момент її проходки. Доцільно устя 15 дегазаційщинами 10 та 19, які нахилені до нашарування ної свердловини 4 розмістити безпосередньо біля порід під кутами 70° та 5° відповідно. Напрямок основної рами, наприклад, на відстані 0,2 м від зосереджених максимальних зсувів порід в горинеї. В цьому випадку основна рама виконує роль зонтальній площині був орієнтований відносно лінії підсилюючої. очисного вибою 1 під кутом 35°. Доцільно підсилюючі анкери орієнтувати під Діаметр d дегазаційної свердловини 4 дорівгострим кутом до осі свердловини. Це підвищує нював 72 мм, а її кут нахилу до горизонту становив стійкість породного масиву 20 та ефективність 35°. Дегазаційну свердловину 4 орієнтували в гоанкерів 12 за рахунок створення просторової підризонтальній площині під кутом 35° відносно лінії силюючої конструкції. очисного вибою 1 і під кутом 40° відносно горизонРозширення дегазаційної свердловини доціту. В результаті мінімальний гострий кут нахилу осі льно виконувати на всіх ділянках максимального дегазаційної свердловини відносно площини 10 зосередженого зсуву масиву гірських порід, в тому зони максимальних вигинів становив 28° а відносчислі на границі повних зрушень 10, а також на но контакту породних шарів у зоні повних зрушень контактах суміжних породних шарів, де очікуються 47°. максимальні зосереджені зсуви, величина яких Дегазаційну свердловину 4 бурили з породноперевищує половину діаметра дегазаційної свердго оголення 17 і після перебурення площини 10 на . ловини, що може призвести до перекриття попеглибину свердловини h = 2,5 72/sin 28°= 384 мм речного перерізу каналу дегазаційної свердловибуріння зупинили, буровий став вийняли з свердни. ловини, встановили на буровому ставі відхилювач Після розширення дегазаційної свердловини і продовжили буріння з точки 31, яка розташована як показано на фігурах 8-10 доцільно на ділянці ближче від площини 10 з боку виробки 3 на відсрозширення поперечного розміру дегазаційної тані L = (2sin28° - 72)/sin 1°= 179 мм, а подальше свердловини встановити розпірку 35 перпендикубуріння продовжили з відхиленням на 1°, яке орієлярно осі свердловини і напрямку розширення. Це нтували уздовж площини 10 вниз від очисного випідвищує стійкість розширеної ділянки дегазаційбою на кут 35° до горизонту. ної свердловини. Процес розширення дегазаційної Після перебурення контакту породних шарів . 0 свердловини доцільний при умові, яка визначаєть19 на глибину h =2,5 72/sin42 = 269 мм буріння ся так: знову зупинили, буровий став вийняли зі свердло2  sin  > d. вини, переставили на буровому ставі відхилювач При малих кутах  та незначних зсувах  ця на початок бурового ставу до бурової коронки і продовжили буріння з точки, яка розташована умова може не виконуватися. Отже зсуви між суближче від площини 19 з боку виробки 3 на відсміжними породними шарами не зможуть суттєво тані L=(2sin47°-72)/sin 1°=149 мм, причому подазменшити поперечний переріз каналу дегазаційної льше буріння продовжили з відхиленням на 1°. свердловини. Вектор відхилення орієнтували уздовж площини Приклад виконання способу дегазації відпра19 вниз і від очисного вибою на кут 35°до горизонцьованого простору наводиться для наступних ту. Після добурення дегазаційної свердловини в типових умов розробки вугільного пласта: глибина купол 7 на довжину 44 м або на висоту 25 м бурінрозробки 900 м, потужність вугільного пласта, що ня зупинили, буровий став вийняли зі свердловини виймається, становила 1, м, в покрівлі пласта за 11 94818 12 і встановили обсадну трубу 11 довжиною 5 м з зону підсилення сумарним радіусом 1,42 м, що на таким розрахунком, щоб вона перекрила площину 14% більше проектного радіуса і забезпечує запас 10 повних зрушень. стійкості. . . Після цього в радіусі r=1,5 ln(5 0,45)=1,22 м наДодатковий запас стійкості забезпечують отовколо устя 15 свердловини 4 підвищили стійкість чуючі устя дегазаційної свердловини анкери, які . 2 . 2 2 порід на площі 3,14 r = 3,14 1,22 =4,65 м . Для встановлені в момент проходки виробки. Після цього встановили 3 підсилюючі стояки 14. Сумарну закінчення робіт по підсиленню устя дегазаційної кількість стояків розрахували за їх щільністю свердловини її підключили до вакуумної системи і . 2 m=0,7ехр(-0,5 0,45)=0,56 стояка/м і площею підпочали здійснювати каптаж метану. За допомогою . 3 силення: 4,65 0,56=2,6 або 3 стояки. Два стояки такої свердловини вдалось зібрати 12300 м метавстановили на відстані 0,8 м вздовж осі виробки з ну, що в порівнянні з контрольними дегазаційними кожного боку від устя 15 дегазаційної свердловини свердловинами, устя яких не підсилювали, в 2,3 4. Третій підсилюючий стояк встановили на відсрази більше. Таким чином спосіб дегазації відпратані 0, м від устя 15 в поперечному перерізі виробцьованого простору дозволяє управляти дефорки в сторону її центра. мацією зсуву каналу дегазаційної свердловини, що Додатково встановили 6 підсилюючих анкерів дає можливість підвищити ефективність дегазації з розрахунку їх щільності n=1,5 exp(-0,4s)=l,25 виробленого простору. Такий позитивний ефект 2 анк/м та площі зони підсилення. При цьому під досягнутий завдяки посиленню гирла свердловини кожний підсилюючий стояк встановили по два підта збереженню живого перерізу ствола по всій силюючих анкера. Довжина анкерів становить 2,4 довжині свердловини в зонах максимальних дем. Крайні анкери відхилили від осі дегазаційної формацій масиву. свердловини на кут 15°, що дозволило охопити 13 94818 14 15 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 94818 Підписне 16 Тираж 24 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

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for degassing worked-out space

Автори англійською

Babenko Kateryna Viktorivna

Назва патенту російською

Способ дегазации выработанного пространства

Автори російською

Бабенко Екатерина Викторовна

МПК / Мітки

МПК: E21F 5/00

Мітки: спосіб, дегазації, простору, виробленого

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-94818-sposib-degazaci-viroblenogo-prostoru.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб дегазації виробленого простору</a>

Подібні патенти