CS220172B1

CS220172B1 - The way of drainage and degassing of aquiferous horizons above the mining part by means of a trigger borehole

Info

Publication number: CS220172B1
Application number: CS960481A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Broul; Zdenek Strakos; Josef Vrazel
Original assignee: Jaroslav Broul; Zdenek Strakos; Josef Vrazel
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1981-12-21
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Způsob odvodnění a odplynění zvodněných obzorů nad báňským dílem pomocí spouštěcího vrtu, vedeného z terénního povrchu na počvu báňského díla. Účelem vynálezu je zábrana ohrožení důlního provozu průvalem a ničivým vysokým tlakem vody a plynu. Uvedeného účelu se dosáhne, když nad úrovní stropu báňského díla se spouštěcí vrt dočasně uzavře vrtatelným mostkem a pata pažnicové kolony, osazená výtokovým ventilem, se obnaží jímacím prekopem. Pažnicová kolona se výtokovým· ventilem zapojí na důlní trubní systém, zapojení se tlakově odzkouší a v jímacím překopu se vybuduje bezpečnostní hráz s průzory do vzniklé jímací komory. Poté se rozruší vrtatelný mostek a vrtná i ložisková kapalina se vpustí výtokovým. ventilem do důlního trubního systému. Vynález je využitelný při otvírce ložisek báňskými díly.Method of draining and degassing aquifers above a mine working using a start-up borehole, led from the terrain surface to the top of the mine working. The purpose of the invention is to prevent the threat to mining operations by a landslide and destructive high pressure of water and gas. The stated purpose is achieved when, above the level of the ceiling of the mine working, the start-up borehole is temporarily closed with a drillable bridge and the foot of the casing string, equipped with an outlet valve, is exposed by a receiving trench. The casing string is connected to the mine pipe system with an outlet valve, the connection is pressure tested and a safety dam with viewing windows into the resulting receiving chamber is built in the receiving trench. Then the drillable bridge is destroyed and the drilling and bearing fluid is released into the mine pipe system through the outlet valve. The invention is usable when opening deposits by mining workings.

Description

Vynález se týká způsobu odvodnění a odpíynění zvodněných obzorů nad báňským dílem, pomocí spouštěcího vrtu. Vrt je veden ^rz terénního povrchu na počvu báňského díla, vystrojen pažnicovou kolonou a v úrovni zvodnělých obzorů osazen filtry.The present invention relates to a method of dewatering and dewatering the aquifer horizons above a mining part by means of a borehole. The borehole is led ^r from the terrain surface at the beginning of the mining work, equipped with a casing column and fitted with filters at the level of the aquiferous horizons.

Zvodnělé a proplyněné obzory v pokryvném útvaru uhlonosných vrstev jsou zdrojem nebezpečí pro hornický provoz. Hlubinná vodní a plynová soustava svým hydrostatickým tlakem a napětím plynů, metanu i kysličníku uhličitého', rozpuštěných ve vodě i volných v písčitých složkách, ohrožuje báňské dílo nebezpečím tlakových výronů a vodních průvalů. Aby bylo možné bezpečně dobývat zásoby uhlí pod zvodnělými a proplyněnými statickými vrstvami detritu, popřípadě hloubit přes tyto obzory novou jámu, která by se setkala s překopem vyraženým např. ze sousedního důlního pole, je třeba snížit ložiskový tlak odplyňováním a odvodňováním. Používá se k tomu vrtů dovrchních, hloubených z důlní chodby a vrtů z povrchu, z nichž se odčerpává voda. Zvláštním druhem vrtů z povrchu jsou tzv. spouštěcí vrty, kterými se voda a plyn z nadloží odvádí do důlního díla a odtud čerpá na povrch.The aquifers and gassed horizons in the coal cover are a source of danger to mining operations. The deep water and gas system, due to its hydrostatic pressure and tension of gases, methane and carbon dioxide 'dissolved in water and loose in sandy components, threatens the mining work with the danger of pressure surges and water bursts. In order to be able to safely extract coal deposits under the aquifers and gassed static layers of detritus or to excavate a new pit through these horizons that would encounter a excavation excavated eg from an adjacent mine field, it is necessary to reduce the bearing pressure by degassing and dewatering. It is used for the drilling of the upper boreholes, excavated from the mine corridor and boreholes from the surface from which the water is pumped. A special type of boreholes from the surface are so-called starting boreholes, by which water and gas from the overburden are diverted to the mine work and from there pumped to the surface.

Je známý způsob odvodňování a cdplyňování pomocí spouštěcího vrtu, při kterém se vede vrt přes zvodněný obzor do těsné blízkosti důlního díla, až do úrovně jeho počvy. Vystrojí se pažnicemi se zazátkovanou patou a v úrovni zvodněného obzoru se osadí filtry. Po utěsnění pažnic nad a pod filtry se k patě vrtu vyrazí chodba a na spodní část pažnic se nasadí šoupě. Po odstranění zátky a pakrů nad i pod filtrem (V. Homola, S. Klír „Hydrogeologie ČSSR III”, Praha 1975, str. 198).There is a known method of dewatering and degassing by means of a borehole, in which the borehole is guided through the aquifer horizon to the vicinity of the mine, up to the level of its origin. They are equipped with a casing with a stoppered heel and filters are installed at the level of the watered horizon. After the casing is sealed above and below the filters, a corridor goes to the bottom of the borehole and a slider is placed on the lower part of the casing. After removing plugs and packers above and below the filter (V. Homola, S. Klir “Hydrogeology of the Czechoslovakia III”, Prague 1975, p. 198).

Známým způsobem lze odvodňovat pouze lokality bez výskytu proplyněných obzorů v pokryvném útvaru uhlonosných vrstev. V oblastech, kde zemní plyn a proplyněné podzemní vody mají potenciální energii projevující se ložiskovým tlakem 3 až 8 MPa by známý způsob hloubení spouštěcího vrtu ohrozil důlní provoz ničivým vysokým tlakem. Byl by vyvolán průval náhlým snížením tlaku., bouřlivým vylučováním plynu z vody, tlakem volného plynu a plynovým proudem. Byla by ohrožena bezpečnost důlních pracovníků a hloubení jámy rozrušenou horninou by bylo 1 po· snížení tlaku značně zatíženo.In a known manner, only sites without gassed horizons in the coal cover can be drained. In areas where natural gas and gassed groundwater have potential energy exerting a bearing pressure of 3 to 8 MPa, the known method of digging a borehole would jeopardize mining operations with devastating high pressure. A burst would be caused by sudden depressurization, vigorous gas excretion from the water, free gas pressure, and a gas stream. The safety of miners would be jeopardized and the excavation of the pit with broken rock would be severely burdened after pressure reduction.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob odvodnění a odplynění zvodněných obzorů nad báňským dílem pomocí spouštěcího vrtu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že nad úrovní stropu báňského díla se spouštěcí vrt dočasně uzavře vrtatelným mostkem, jímacím překopen so obnaží pata pažnicové kolony s výtokovýrn ventilem, která se zapojí na důlní trubní systém, tlakově odzkouší a v jímacím překopu se vybuduje bezpečnostní hráz s průzory do vzniklé jímací komory, načež se rozruší vrtatolný mostek a ložisková i. vrtná kapalina se vpustí výtokovýrn ventilem do důlního· trubního· systému.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the method of dewatering and degassing of the aquifer horizons above the mining part by means of the launching bore according to the invention, which consists in that above the ceiling level of the mining part the opening is temporarily closed by It is connected to the mining pipe system, pressure tested and a safety dam with visors is built into the collecting chute in the resulting collecting chamber, whereupon the drilling bridge and the bearing and drilling fluid are discharged through the discharge valve into the mining pipe system.

Výhody způsobu odvodnění a odplynění podle vynálezu se projevují v možnosti využití spouštěcích vrtů pru degazaci a odvodňování pokryvných útvarů s výskytem vodní a plynové soustavy pod vysokým, ložiskovým tlakem. Urychluje se tím postup dobývaclch prací, neboř dosavadní způsob degazace a odvodnění báňského díla pomocí důlních dovrchních vrtů, hloubených z průzkumového· překopu, limituje práci hlubičů. Nejmarkantněji se projevují výhody způsobu odvodnění a odplynění pomocí spouštěcího' vrtu podle vynálezu v komplikovaných ložiskových podmínkách. Způsob skýtá jedinou možnost odvodnění a degazace pokryvného útvaru s vícenásobnými tlakovými zvodnělými vrstvami, a tím i zpřístupněním uhelných ložisek pod nimi vázaných.The advantages of the dewatering and degassing method according to the invention are manifested in the possibility of utilizing the boreholes for draining and dewatering of the coverings with the occurrence of water and gas systems under high, bearing pressure. This speeds up the progress of the mining work, as the existing method of degassing and dewatering the mining work by means of mining boreholes excavated from an exploration canopy, limits the work of the excavators. The advantages of the method of dewatering and degassing by means of a borehole according to the invention are most noticeable in complicated bearing conditions. The method provides the only possibility of dewatering and degassing the cover structure with multiple pressure aquifers, thereby making available the coal deposits bound therebetween.

Konkrétní příklad způsobu odvodnění a odplynění zvodněných obzorů pomocí spouštěcího vrtu podle vynálezu je objasněn schematickým obrázkem, znázorňujícím na přiloženém výkrese spouštěcí vrt v podélném řezu.A specific example of a method of dewatering and degassing the aquifer horizons by means of a borehole according to the invention is illustrated by a schematic drawing showing a longitudinal section of the borehole in the attached drawing.

Z terénního povrchu 1 se hloubí spouštěcí vrt 2 přes nadloží 3 zvodnělých obzorů 5 do báňského díla 7. V průběhu hloubení je spouštěcí vrt 2 vystrojován pažnicovou kolonou 4 a v úrovni zvodnělých obzorů 5 filtry S. Nad úrovní stropu 8 báňského díla 7 se spouštěcí vrt 2 dočasně uzavře vrtateiným mostkem 9 a jímajícím překopem 10 se obnaží pata 11 pažnicové kolony 4, jejíž součástí je výtokový ventil 12. Vrtatelný mostek 9, zamezující přítoku ložiskové kapaliny ze zvodněných obzorů 5, umožňuje napojení pažnicové kolony 4 otevřeným výtokovýrn ventilem 12 na odvodňovací a odplyňovací důlní trubní systém 13. Provedou se tlakové zkoušky zapojení a po· nich se v jímacím překopu 10, na jeho podloží 18, vybuduje bezpečnostní hráz 14 s průzory 15. Za bezpečnostní hrází 14 vznikne jímací komora IS pro ložiskovou kapalinu, využitelná v případě havárie pažnicové kolony 4 nebo výtokového ventilu 12. Po tomto zajištění báňského díla 7 se rozruší vrtat telný mostek 9 a vrtná kapalina ze spouštěcího vrtu 2 so výtokovýrn ventilem 12 vpustí do důlního trubního systému 13. Po· jejím odtoku proudí ze zvodněných obzorů 5 výtokovým ventilem 12 dio důlního trubního systému 13 proplyněné ložisková kapalina a zvodněné obzory 5 i jejich nadloží 3 se odvlodňují a odplyňují. Přes průzory 15 v bezpečnostní hrázi 14 se sleduje těsnost pažnicové kolony 14 a výtokového ventilu 12. Spouštěcí vrt 2 se pročistí a nad zvodnělé obzory 5 se usadí uzávěr 17. Ústí 19 spouštěcího· vrtu 2 lze uzavřít nebo vyplnit uzávěrovou kapalinou.From the ground surface 1, the borehole 2 is excavated over the overburden 3 of the aquiferous horizons 5 into the mining work 7. During the excavation, the borehole 2 is equipped with a casing column 4 and at the level of the aquiferous horizons 5 with S filters. 2 is temporarily closed by a drilling bridge 9 and a collecting flap 10 exposes the heel 11 of the casing column 4, which includes an outlet valve 12. The drilling bridge 9, preventing flow of bearing fluid from the aquifer horizons 5, allows the casing column 4 to be connected degassing mine pipe system 13. Wiring pressure tests are carried out and then a safety dam 14 with visors 15 is built in the receiving canopy 10, on its subfloor 18, behind the safety dam 14, a collecting chamber IS for the bearing fluid usable in the event of an accident casing column 4 or effluent After this securing of the mining work 7, the drilling bridge 9 is disrupted and the drilling fluid from the borehole 2 with the outlet valve 12 is admitted to the mine pipe system 13. After its discharge, it flows from the aquifer horizons 5 through the outlet valve 12 to the mine pipe system 13. The gassed bearing fluid and the aquifer horizons 5 as well as their overburden 3 are dewatered and degassed. The tightness of the casing column 14 and the outlet valve 12 are monitored through the apertures 15 in the safety dam 14. The borehole 2 is cleaned and a cap 17 is deposited over the aquifer horizons 5. The opening 19 of the borehole 2 can be closed or filled with a sealing liquid.

Ložisková kapalina ze zvodnělých obzorůBearing fluid from aquifers

2 vytéká přes filtry 6 pažnicovou kolonou 4 a důlním trubním systémem 13 do· separátorů, nezakreslených, odkud je voda čerpána do povrchových vodních toků a plyn do sběrného plynového potrubí.2 flows through the filters 6 through the casing column 4 and the mining pipe system 13 to the separators, not shown, from where the water is pumped to the surface watercourses and the gas to the gas collection pipe.

22

Vynález je využitelný při otvírce ložisek báňskými díly a při důlním provozu pod nebezpečnými, zvodněnými a proplyněnými horizonty.The invention is applicable to the opening of bearings with mining parts and to mine operation under dangerous, aquifers and gassed horizons.

Claims

Subject

Method of dewatering and degassing of aquiferous horizons above the mining part by means of a borehole which is led from the terrain surface, equipped with a casing column and fitted with filters at the level of the aquiferous horizons, characterized in that se

BACKGROUND OF THE INVENTION the casing of a casing column with an outlet valve, which is connected to a mine pipe system, is pressure tested, and a safety dam with visors is built into the receiving chamber, and the drilling bridge is disrupted, pipe system.