способ дегазации угольного пласта

Формула изобретения

Способ дегазации угольного пласта, включающий бурение дегазационных скважин в обрабатываемом массиве перпендикулярно направлению движения очистного забоя, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа, отличающийся тем, что дегазационные скважины бурят сквозными с нижней выработки на верхнюю, а гидроразрывы проводят, перемещая буровой став в обратном направлении.

Описание изобретения к патенту

Техническое решение относится к горному делу, а именно к разработке пологопадающих угольных пластов, и может быть использовано для их дегазации.

Известен способ обработки угольного пласта (патент РФ № 2232899, E21F 7/00, Е21В 43/26, опубл. 20.07.2004 г.), который используют для дегазации угольного пласта. Способ включает бурение скважин с поверхности и создание нескольких равномерно размещенных по мощности пласта пар вертикальных щелей. Каждая вышележащая пара щелей смещена относительно нижележащей в горизонтальной плоскости на одинаковый острый угол.

Недостатком этого способа является сложность его реализации, которая заключается в том, что при бурении скважин с поверхности трудно попасть в нужное место и создать в пласте щели с заданными параметрами. Кроме этого, бурение скважин на большую глубину значительно повышает себестоимость способа.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ дегазации угольного пласта (авт. св. СССР № 1712629, E21F 7/00, опубл. 15.02.1992 г.), включающий бурение скважины с дневной поверхности на угольный пласт, нагнетание в него рабочей жидкости с темпом, превышающим естественную приемистость пласта, бурение серии подземных скважин в зону гидрообработки, соединение всех скважин с газоотсасывающими системами и отсос газа из подземных скважин. Серию подземных скважин бурят из полевых выработок, которые проходят в почве пласта одновременно с гидрообработкой через один выемочный столб до начала ведения подготовительных работ на участке шахтного поля, при этом подземные скважины бурят перпендикулярно к оси выработки, причем интервал бурения скважин определяют по установленной зависимости.

Недостатком этого способа является то, что для его реализации требуется бурение дорогостоящих скважин с дневной поверхности, проведение сложных расчетов по определению интервалов между скважинами. Кроме этого, в предлагаемом способе трудно произвести и проконтролировать процесс гидроразрыва вследствие большой протяженности дегазационных скважин и сложности схемы их заложения. Эти недостатки приводят к снижению эффективности способа и повышению его себестоимости.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение эффективности и снижение себестоимости дегазации угольного пласта за счет изменения схемы заложения дегазационных скважин, проведения из них поинтервальных гидроразрывов, обеспечивающих увеличение площади газовыделения, и сокращения времени работ по дегазации.

Поставленная задача достигается тем, что в способе дегазации угольного пласта, включающем бурение дегазационных скважин в обрабатываемом массиве перпендикулярно направлению движения очистного забоя, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа, согласно техническому решению дегазационные скважины бурят сквозными с нижней выработки на верхнюю, а гидроразрывы проводят, перемещая буровой став в обратном направлении.

Бурение дегазационных скважин сквозными, с нижней выработки на верхнюю, позволяет более точно выдерживать схему их заложения, а поинтервальные гидроразрывы значительно увеличивают площадь газовыделения. Проведение гидроразрывов из дегазационных скважин путем перемещения бурового става в обратном направлении после выполнения сквозных дегазационных скважин позволяет сократить время работ по дегазации угольного пласта. Благодаря этому повышается эффективность способа дегазации угольного пласта и снижается себестоимость работ.

Сущность технического решения поясняется примером реализации способа дегазации угольного пласта и чертежами фиг.1-3, где на фиг.1 представлена схема реализации данного способа, большой стрелкой показано направление движения очистного забоя; на фиг.2 показана замена буровой коронки на герметизирующее устройство после бурения дегазационной скважины и на фиг.3 показано проведение гидроразрывов из дегазационной скважины.

Способ дегазации угольного пласта реализуют следующим образом.

Станком 1 бурят сквозную дегазационную скважину 2 (далее - скважина 2) в угольном пласте 3 с нижней выработки 4 на верхнюю выработку 5 (фиг.1). Затем меняют буровую коронку 6 на герметизирующее устройство 7 (фиг.2), а буровой став 8 через гибкий трубопровод 9 присоединяют к насосной установке 10. После этого буровой став 8 перемещают вниз на шаг L (фиг.3) и от насосной установки 10 через гибкий трубопровод 9 (фиг.2) в герметизирующее устройство 7 под давлением подают рабочую жидкость - происходит герметизация области скважины 2, находящейся между уплотнительными элементами (на фиг.2, 3 не показаны) герметизирующего устройства 7. При превышении уровня давления, на которое настроено герметизирующее устройство 7, происходит подача рабочей жидкости в загерметизированную область скважины 2, и производят гидроразрыв угольного пласта 3. Затем давление рабочей жидкости сбрасывают, и уплотнительные элементы принимают исходную форму. Весь комплекс снова перемещают вниз на шаг L и вновь производят гидроразрыв. Таким образом обрабатывают всю скважину 2. После этого нижнюю часть скважины 2 герметизируют пакером 11 (фиг.1), а верхнюю присоединяют к магистральному газоводу 12 и производят откачку газа из скважины 2. Аналогично производят дегазацию угольного пласта из следующих скважин 2.