способ дегазации угольного пласта

Формула изобретения

Способ дегазации угольного пласта, включающий бурение дегазационных скважин, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа, отличающийся тем, что дегазационные скважины бурят в обрабатываемом массиве с нижнего штрека на верхний штрек, причем одну из скважин бурят перпендикулярно направлению движения очистного забоя, вторую - под углом к первой скважине, определяемым для каждого угольного пласта индивидуально, и навстречу очистному забою из нижней части нижнего штрека в верхнюю часть верхнего штрека, третью - под углом к первой скважине и в направлении движения очистного забоя из нижней части верхнего штрека в верхнюю часть нижнего штрека, 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 предварительной дегазации угольных пластов (патент РФ № 2387784, Е21В 7/00, опубл. 27.04.2010 г.), включающий бурение с дневной поверхности вертикальных дегазационных скважин до пересечения с угольным пластом, бурение наклонных дегазационных скважин по восстанию и падению угольного пласта. После этого из них производят бурение горизонтальных дегазационных скважин по простиранию угольного пласта. Затем проводят во всех дегазационных скважинах гидроразрывы через расстояние, определяемое опытным путем для каждого угольного пласта, и подключают устья дегазационных скважин к газоотсасывающим установкам. Полученную метановоздушную смесь очищают от воды и других примесей, сжижают и закачивают в резервуары для хранения.

Недостатком этого способа является то, что для его реализации требуется проведение "вслепую" большого количества дегазационных скважин, что само по себе является достаточно сложной задачей, и, 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 дегазации угольного пласта за счет изменения схемы заложения дегазационных скважин и проведения из них поинтервальных гидроразрывов, обеспечивающих увеличение площади газовыделения.

Поставленная задача достигается тем, что в способе дегазации угольного пласта, включающем бурение дегазационных скважин, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа, согласно техническому решению дегазационные скважины бурят в обрабатываемом массиве с нижнего штрека на верхний штрек, причем одну из скважин бурят перпендикулярно направлению движения очистного забоя, вторую - под углом к первой скважине, определяемым для каждого угольного пласта индивидуально, и навстречу очистному забою из нижней части нижнего штрека в верхнюю часть верхнего штрека, третью - под углом к первой скважине и в направлении движения очистного забоя из нижней части верхнего штрека в верхнюю часть нижнего штрека, а гидроразрывы проводят, перемещая буровой став в обратном направлении.

Бурение дегазационных скважин с нижнего штрека на верхний штрек по предложенной схеме обеспечивает более полную дегазацию угольного пласта, так как проведение гидроразрывов в разных плоскостях позволяет более полно обработать угольный пласт и увеличить площадь газовыделения. Кроме того, при данной схеме заложения дегазационных скважин процесс дегазации будет происходить более равномерно и интенсивно за счет того, что в наиболее нагруженной зоне (в районе очистного забоя) всегда будут находиться две или три дегазационные скважины. Проведение гидроразрывов из дегазационных скважин путем перемещения бурового става в обратном направлении позволяет сократить время работ по дегазации угольного пласта. Благодаря этому повышается эффективность дегазации угольного пласта за счет увеличения газоотдачи и снижения себестоимости работ.

Сущность технического решения поясняется примером реализации способа дегазации угольного пласта и чертежами фиг.1, 2, где на фиг.1 представлена общая схема заложения дегазационных скважин для реализации данного способа в плане, где большой стрелкой показано направление движения очистного забоя, и на фиг.2 - схема заложения дегазационных скважин в сечении А-А на фиг.1.

Способ дегазации угольного пласта реализуют следующим образом.

В отрабатываемом угольном пласте 1 бурят дегазационную скважину 2, перпендикулярную направлению движения очистного забоя и в плоскости падения угольного пласта 1 (фиг.1). Затем, под углом (определяется для каждого угольного пласта индивидуально) к дегазационной скважине 2 и навстречу очистному забою из нижней части нижнего штрека 3 в верхнюю часть верхнего штрека 4 бурят дегазационную скважину 5, а дегазационную скважину 6 бурят под углом к дегазационной скважине 2 и в направлении движения очистного забоя из нижней части верхнего штрека 4 в верхнюю часть нижнего штрека 3 (фиг.2). После бурения дегазационных скважин 2, 5, 6 меняют буровую коронку на герметизирующее устройство (на фиг.1, 2 не показаны) и производят гидроразрывы 7 по всей их длине. Затем пакеруют нижнюю часть дегазационной скважины 2, а нижние части дегазационных скважин 5, 6 соединяют гибкими шлангами 8. Верхние части дегазационных скважин 2, 5, 6 соединяют с магистральным газоводом 9 и производят откачку газа из угольного пласта 1.