EA013445B1 - Coalfield underground mining and method therefor - Google Patents

Coalfield underground mining and method therefor Download PDF

Info

Publication number
EA013445B1
EA013445B1 EA200801780A EA200801780A EA013445B1 EA 013445 B1 EA013445 B1 EA 013445B1 EA 200801780 A EA200801780 A EA 200801780A EA 200801780 A EA200801780 A EA 200801780A EA 013445 B1 EA013445 B1 EA 013445B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
coal
deposit
gas
mining
wave
Prior art date
Application number
EA200801780A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200801780A1 (en
Inventor
Владимир Сергеевич Войтенко
Александр Егорович Кимаев
Анатолий Данилович СМЫЧНИК
Сергей Федорович Шемет
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром")
Владимир Сергеевич Войтенко
Александр Егорович Кимаев
Анатолий Данилович СМЫЧНИК
Сергей Федорович Шемет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром"), Владимир Сергеевич Войтенко, Александр Егорович Кимаев, Анатолий Данилович СМЫЧНИК, Сергей Федорович Шемет filed Critical Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром")
Priority to EA200801780A priority Critical patent/EA013445B1/en
Publication of EA200801780A1 publication Critical patent/EA200801780A1/en
Publication of EA013445B1 publication Critical patent/EA013445B1/en

Links

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

The invention concerns mining engineering and may be used in the process of coal deposit development to secure safety of mining by underground and other methods and hydrocarbon gas preproduction mining. The objective of the invention is to increase effectiveness of coal mining with extraction of hydrocarbon gases and to reduce the risk of instantaneous outbursts and explosions of air-methane mixture in mines during mining operations. Underground mining of coalfield involving coal deposit uncovering by wells and forced feed of air-gas mixtures and/or liquids inwards the deposit with the help of instrumental methods includes detection of the highest hydrocarbon gas concentration areas in the deposit. According to gas-bearing capacity and permeability of these areas, the deposit is divided into blocks, from the land surface of each block injection and production wells are distantly drilled and then equipped with Christmas tree and pumping and compression pipes. The injection well is additionally equipped with a wave radiator. From the injection well several inclines are sunk, then cased with perforated pipes and equipped with wave deflectors and packers. Through the pumping and compression pipes into the coal bed the air-gas mixture and/or liquid are fed under pressure with simultaneous superposition of elastic waves for which the mixture and/or liquid serve as awaveguide. The elastic waves are oriented by a wave deflector and a packer towards the production well, from which hydrocarbon gas is taken, the coalfield treated blocks are developed by the underground technique.

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений каменного угля для обеспечения безопасности ведения горных работ шахтным и др. способами и попутной добычи углеводородных газов.The invention relates to mining and can be used in the development of coal deposits to ensure the safety of mining by mine and other methods and associated production of hydrocarbon gases.

Известен способ вскрытия угольного пласта для добычи метана, включающий вскрытие угольного пласта скважиной, пробуренной по его падению, с проводкой дополнительных горизонтальных стволов по простиранию угольного пласта на расчетном расстоянии между ними, равном эффективному Радиусу действия горизонтальных стволов [1] - аналог.A known method of opening a coal seam for methane production, including opening a coal seam with a well drilled by its dip, with the addition of additional horizontal shafts along the strike of the coal seam at a calculated distance between them equal to the effective radius of the horizontal shafts [1] is an analog.

Этот способ малоэффективен, так как он предполагает для разрабатываемого полезного ископаемого высокую природную пористость и проницаемость, а каменный уголь обладает относительно низкими пористостью и проницаемостью. Метан, находящийся в его порах и трещинах под пластовым давлением, является реальной угрозой жизни шахтеров вследствие внезапных выбросов и взрывов воздушнометановой смеси в шахтных условиях при проведении горных работ.This method is ineffective, since it assumes high natural porosity and permeability for the mineral being developed, and coal has relatively low porosity and permeability. Methane, located in its pores and cracks under reservoir pressure, is a real threat to the life of miners due to sudden emissions and explosions of air-methane mixtures in mine conditions during mining operations.

Известен также способ внутрипластовой добычи газа из угольных пластов, по которому для создания в угле путей для прохождения газа структуру газоносного угля вскрывают подаваемыми под давлением по пробуренной внутрь угольного пласта скважине газами и/или жидкостями. Затем для добычи газа в этой буровой скважине создают давление. Величина его меньше соответствующего измеренного десорбционного давления. Согласно изобретению, для вскрытия угольного пласта в скважине в течение периода времени, составляющего от одного дня до нескольких дней или недель, создают способствующее вскрытию имеющейся в угольном пласте системы трещин, от макропор вплоть до микропористых структур, давление. Величину давления принимают меньшей наименьшего главного напряжения, измеренного в соответствующем намеченном для добычи газа горизонте угольного пласта. При этом в течение указанного отведенного на вскрытие пласта периода времени величину создаваемого в скважине давления циклически изменяют [2] - прототип.There is also known a method of in-situ gas production from coal seams, in which to create gas paths in the coal, the structure of the gas-bearing coal is opened by gases and / or liquids supplied under pressure through the well drilled into the coal seam. Then, gas is generated in this borehole to produce gas. Its value is less than the corresponding measured desorption pressure. According to the invention, for opening a coal seam in a well for a period of time ranging from one day to several days or weeks, pressure is created to open a system of cracks in the coal seam, from macropores to microporous structures. The pressure value is taken less than the smallest principal stress measured in the corresponding coal seam horizon intended for gas production. Moreover, during the specified allotted period for the formation, the amount of pressure created in the well cyclically change [2] - prototype.

Этот способ также малоэффектен и не обеспечивает безопасную добычу полезного ископаемого и углеводородных газов, имеет малый радиус охвата залежи для газовыделения из пласта ввиду относительно низких показателей пористости и проницаемости угольных пластов, что требует бурения многочисленных газоотводных скважин.This method is also ineffective and does not provide safe mining of minerals and hydrocarbon gases, has a small radius of coverage for gas evolution from the reservoir due to the relatively low porosity and permeability of coal seams, which requires the drilling of many gas wells.

Способ также высокозатратен в виду его инертности по времени, потерям энергии для создания и поддержания в течение продолжительного периода времени давления газов и/или жидкостей в зоне отработки газоносных углей, причем энергетические потери на создание условий газовыделения из пластов будут идти в течение всего периода разработки месторождения. Использование углекислого газа СО2 и других опасных для здоровья горных рабочих веществ может привести к их выбросу в шахтное пространство при последующей разработке месторождения и вызвать отравление или гибель людей.The method is also costly in view of its time inertness, energy losses for creating and maintaining for a long period of time the pressure of gases and / or liquids in the zone of gas-bearing coal production, and energy losses for creating gas release conditions from the reservoirs will go on throughout the entire field development period . The use of carbon dioxide CO 2 and other hazardous mining working substances can lead to their release into the mine space during subsequent development of the field and cause poisoning or death.

Задача предполагаемого изобретения - повышение эффективности разработки залежей каменного угля с получением углеводородных газов и снижение риска внезапных выбросов и взрывов воздушнометановой смеси в шахтах при проведении горных работ.The objective of the proposed invention is to increase the efficiency of development of coal deposits with the production of hydrocarbon gases and reduce the risk of sudden emissions and explosions of air-methane mixtures in mines during mining operations.

Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем вскрытие угольной залежи скважинами и подачу под давлением внутрь залежи воздушно-газовых смесей и/или жидкостей, не опасных для жизни и здоровья людей, с помощью различных методов, например геофизических, определяют в угольной залежи участки с наибольшим содержанием углеводородных газов, в зависимости от газоносности и проницаемости этих участков, расчетным путем разбивают залежь на блоки, с поверхности земли каждого блока бурят до расчетной глубины на расчетном расстоянии друг от друга закачную и откачную скважины, оборудуют их фонтанной арматурой и насосно-компрессорными трубами, а закачную дополнительно волновым излучателем, из закачной скважины по угольному пласту проходят несколько наклонно ориентированных стволов, обсаживают их перфорированными трубами и оборудуют волновыми отражателями и пакерами, по насосно-компрессорным трубам подают в угольный пласт под давлением воздушно-газовую смесь и/или жидкость с одновременным наложением упругих волн, для которых она/они служат волноводом, упругие волны ориентируют волновым отражателем и пакером в сторону откачной скважины, таким образом, наводят на межскважинном участке блока расчетную проницаемость газовмещающего полезного ископаемого, забор выжимаемого углеводородного газа, осуществляют из откачной скважины, обработанные блоки угольной залежи разрабатывают подземным способом.The problem is achieved in that in a method that includes opening a coal deposit with wells and supplying under pressure inside the deposit air-gas mixtures and / or liquids that are not dangerous to human life and health, using various methods, for example, geophysical, determine areas in a coal deposit with the highest content of hydrocarbon gases, depending on the gas content and permeability of these areas, break the deposit into blocks by calculation, drill from the ground surface of each block to the calculated depth at the calculated distance each of the injection and pumping wells, they are equipped with fountain fittings and tubing, and the injection is additionally a wave emitter, several obliquely oriented shafts pass from the injection well through the coal seam, they are surrounded by perforated pipes and equipped with wave reflectors and packers, and pump and the compressor pipes are fed into the coal seam under pressure, an air-gas mixture and / or liquid with the simultaneous application of elastic waves, for which she / they serve as a waveguide, elastic waves they are oriented by the wave reflector and the packer towards the pumping well, thus, the calculated permeability of the gas-bearing mineral is induced on the inter-well section of the block, the squeezed hydrocarbon gas is taken from the pumping well, the processed blocks of the coal deposit are developed by the underground method.

На фиг. 1 и 2 представлена технологическая схема предлагаемого способа подземной разработки залежи каменного угля.In FIG. 1 and 2 presents a flow chart of the proposed method for underground mining of coal deposits.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.

В границах угольной залежи 1 различными методами, например геологическими или геофизическими, изучают газоносность и проницаемость угольного пласта. На основании полученных результатов и с помощью расчетов угольную залежь 1 условно разбивают на отдельные блоки 3. В границах 4 каждого блока с поверхности земли 5 до расчетной глубины бурят как минимум две скважины: закачную 6 и откачную 7. Расстояние между скважинами определяют расчетами в зависимости от газоносности и проницаемости обрабатываемого участка залежи каменного угля 2. Устья скважин оборудуют фонтанной арматурой 8, а закачную скважину 6 - дополнительно волновым излучателем 9, который может размещаться на устье или в самой скважине. Из закачной скважины 6 с помощью колтюбинговой установки 10Within the boundaries of coal deposit 1, various methods, for example, geological or geophysical, are used to study the gas content and permeability of a coal seam. Based on the results obtained and using the calculations, the coal deposit 1 is conventionally divided into separate blocks 3. At least two wells are drilled from the surface of the earth 5 to the design depth 4 at the boundaries of each block 4: injection 6 and pumping 7. The distance between the wells is determined by calculations depending on gas content and permeability of the treated area of the coal deposit 2. The wellheads are equipped with fountain fittings 8, and the injection well 6 is additionally equipped with a wave emitter 9, which can be placed on the mouth or in the well itself not. From injection well 6 using coiled tubing 10

- 1 013445 в обрабатываемом участке угольного пласта 2 проходят несколько наклонно ориентированных стволов 11. Длина стволов 11 и отметка их забоя определяется расчетами и зависит от размеров блока 3 и проницаемости обрабатываемого участка залежи 2. Стволы 11 обсаживают перфорированными трубами и оборудуют насосно-компрессорными трубами 12 с волновым отражателем 13 и пакером 14. В закачную скважину 6 под давлением через фонтанную арматуру 8 и насосно-компрессорные трубы 12 подают газовоздушную смесь и/или жидкость не опасные для здоровья и жизни людей с одновременным наложением упругих волн, для которых она/они служат волноводом. Направление упругих волн ориентируют с помощью волнового отражателя 12 и пакера 13 в сторону откачной скважины 7. Таким образом, наводят дополнительную проницаемость обрабатываемого участка залежи 2. Забор выжимаемого углеводородного газа для его утилизации и использования для различных нужд осуществляют из откачной скважины 7. Обработанные поочередно (или одновременно) блоки 3 каменноугольной залежи 1 разрабатывают шахтным способом.- 1 013445 in the processed section of the coal seam 2 there are several obliquely oriented trunks 11. The length of the trunks 11 and the mark of their bottom are determined by calculations and depends on the size of the block 3 and the permeability of the treated section of the reservoir 2. The trunks 11 are lined with perforated pipes and equipped with tubing 12 with a wave reflector 13 and a packer 14. In the injection well 6 under pressure through the fountain fittings 8 and tubing 12 serves a gas-air mixture and / or liquid not dangerous to human health and life th simultaneous superposition of elastic waves, for which she / they serve as a waveguide. The direction of the elastic waves is oriented with the help of a wave reflector 12 and a packer 13 towards the pumping well 7. Thus, additional permeability of the processed section of the deposit 2 is induced. Squeezed out hydrocarbon gas for its utilization and use for various needs is carried out from the pumping well 7. Processed alternately ( or at the same time) blocks 3 of coal deposit 1 are developed by the mine method.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволит эффективно разрабатывать каменноугольные месторождения, снизить риск внезапных выбросов и взрывов воздушно-метановой смеси в шахтах и сохранить жизни и здоровье шахтеров, получать углеводородные газы для их использования в народном хозяйстве.Thus, the use of the proposed method will effectively develop coal deposits, reduce the risk of sudden emissions and explosions of air-methane mixtures in mines and save the lives and health of miners, receive hydrocarbon gases for their use in the national economy.

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM Способ подземной разработки залежи каменного угля, включающий вскрытие угольной залежи скважинами и подачу под давлением внутрь залежи воздушно-газовых смесей и/или жидкостей, отличающийся тем, что с помощью инструментальных методов определяют в угольной залежи участки с наибольшим содержанием углеводородных газов, в зависимости от газоносности и проницаемости этих участков разбивают залежь на блоки, с поверхности земли каждого блока бурят на расстоянии друг от друга закачную и откачную скважины, оборудуют их фонтанной арматурой и насосно-компрессорными трубами; а закачную - дополнительно волновым излучателем, из закачной скважины по угольному пласту проходят несколько наклонно ориентированных стволов, обсаживают их перфорированными трубами и оборудуют волновыми отражателями и пакерами, по насосно-компрессорным трубам подают в угольный пласт под давлением воздушно-газовую смесь и/или жидкость с одновременным наложением упругих волн, для которых смесь и/или жидкость служит волноводом, упругие волны ориентируют волновым отражателем и пакером в сторону откачной скважины, из которой осуществляют забор выжимаемого углеводородного газа, а обработанные блоки угольной залежи разрабатывают подземным способом.A method of underground mining a coal deposit, including opening a coal deposit with wells and supplying pressurized air-gas mixtures and / or liquids into the reservoir, characterized in that, using instrumental methods, the areas with the highest content of hydrocarbon gases are determined in the coal deposit, depending on the gas content and the permeability of these sections break the deposit into blocks, from the surface of the earth of each block, drill and pump wells are drilled at a distance from each other, equip them with fountain fittings and pine tubing; and the injection one - additionally with a wave emitter, several obliquely oriented shafts pass through the coal seam from the injection well, surround them with perforated pipes and equip them with wave reflectors and packers, air-gas mixture and / or liquid with pressure are fed into the coal seam under pressure the simultaneous application of elastic waves, for which the mixture and / or liquid serves as a waveguide, the elastic waves are oriented by the wave reflector and packer towards the pumping well, from which tons of squeezed hydrocarbon gas, and the processed blocks of coal deposits are developed underground.
EA200801780A 2008-07-14 2008-07-14 Coalfield underground mining and method therefor EA013445B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200801780A EA013445B1 (en) 2008-07-14 2008-07-14 Coalfield underground mining and method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200801780A EA013445B1 (en) 2008-07-14 2008-07-14 Coalfield underground mining and method therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200801780A1 EA200801780A1 (en) 2010-02-26
EA013445B1 true EA013445B1 (en) 2010-04-30

Family

ID=42041952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200801780A EA013445B1 (en) 2008-07-14 2008-07-14 Coalfield underground mining and method therefor

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA013445B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104696007A (en) * 2015-02-03 2015-06-10 太原理工大学 Method for increasing gas extraction concentration and flow in goaf in coal mining process

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102094669B (en) * 2010-12-24 2012-11-28 中国矿业大学 Three-dimensional source separated pressure-releasing gas treatment method
CN102242640B (en) * 2011-07-05 2013-09-25 河南煤业化工集团研究院有限责任公司 Rapid outburst elimination method for cross cut coal uncovering in coal mine underground
RU2554611C1 (en) * 2014-03-04 2015-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Георезонанс" Method of methane extraction from coal seam
CN106884673B (en) * 2017-02-25 2019-11-12 太原理工大学 A kind of method that goaf coal bed gas pinpoints efficient extraction
CN112364519B (en) * 2020-11-19 2023-08-25 山西工程技术学院 Large-diameter drilling parameter determination method for extracting upper corner gas

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1448078A1 (en) * 1987-03-25 1988-12-30 Московский Горный Институт Method of degassing a coal-rock mass portion
RU2205272C2 (en) * 2001-06-13 2003-05-27 ОАО "Промгаз" Method of thermohydrodynamic stimulation of gas- bearing bed
RU2322586C2 (en) * 2006-06-05 2008-04-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр ВНИМИ" Method for methane removal from coal deposit seams
RU2323327C1 (en) * 2006-09-28 2008-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) Method for methane recovery from coal seam

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1448078A1 (en) * 1987-03-25 1988-12-30 Московский Горный Институт Method of degassing a coal-rock mass portion
RU2205272C2 (en) * 2001-06-13 2003-05-27 ОАО "Промгаз" Method of thermohydrodynamic stimulation of gas- bearing bed
RU2322586C2 (en) * 2006-06-05 2008-04-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела - Межотраслевой научный центр ВНИМИ" Method for methane removal from coal deposit seams
RU2323327C1 (en) * 2006-09-28 2008-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) Method for methane recovery from coal seam

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104696007A (en) * 2015-02-03 2015-06-10 太原理工大学 Method for increasing gas extraction concentration and flow in goaf in coal mining process
CN104696007B (en) * 2015-02-03 2016-07-27 太原理工大学 A kind of method improving goaf gas extraction concentration and flow in coal mining process

Also Published As

Publication number Publication date
EA200801780A1 (en) 2010-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2012272545B2 (en) Mining method for gassy and low permeability coal seams
CN102337919B (en) A four-period-five-purpose hole-drilling high-efficiency gas extracting process
Adams et al. Differentiating applications of hydraulic fracturing
CN102817603B (en) A kind of method being communicated with ground and underground coal seam gas
EA013445B1 (en) Coalfield underground mining and method therefor
CN107120137B (en) A kind of coal roadway tunneling is along seat earth Deephole pre-splitting blasting pumping method
Hu et al. Methane extraction from abandoned mines by surface vertical wells: a case study in China
CN102493831A (en) Method for extracting coal seam gas through ground fracturing and underground horizontal drill holes
RU2372487C1 (en) Method of degassing coal bed
CN111022108A (en) Method for extracting gas in goaf
RU2322586C2 (en) Method for methane removal from coal deposit seams
RU2011148494A (en) METHOD FOR PRODUCING NATURAL GAS FROM HYDROGEN DEPOSITS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
CN102102536B (en) Method for storing gas by using abandoned tunnel
RU2387784C1 (en) Method for preliminary degassing of coal beds
RU2453705C1 (en) Method for degassing of coal beds
RU2394159C1 (en) Procedure for degassing gas bearing ore and coal deposits at development of minerals
RU2398971C1 (en) Method for preliminary degassing of coal beds
RU2447290C1 (en) Method for degassing of coal beds
RU2564888C1 (en) Method of hydraulic coal mining from gas-bearing formations
Yutyaev et al. Methodology for the selection of in-seam gas drainage system for intensive and safe coal mining synops
CN115492557A (en) Deep non-recoverable coal seam CO 2 Sealing and coal bed gas negative pressure extraction device and method
RU2730688C1 (en) Method of directed hydraulic fracturing of coal bed
Korovyaka et al. Perspectives of mine methane extraction in conditions of Donets’k gas-coal basin
RU2392442C1 (en) Method for degasation of coal bed being developed
RU2666570C1 (en) Method of degasssing of overworked accompanying bed

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ MD

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY KZ KG TJ TM RU