RU2097563C1

RU2097563C1 - Method of hydraulic borehole mining of coal formation

Info

Publication number: RU2097563C1
Application number: RU95112446A
Authority: RU
Inventors: В.А. Дмитриев; О.В. Михеев; А.Ю. Малышев; В.И. Колесников
Original assignee: Дмитриев Виктор Анатольевич
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1995-08-01
Publication date: 1997-11-27

Abstract

FIELD: mining art. SUBSTANCE: method includes driving the drifts parallel to strike of rocks of lower wall behind the rock displacement zone. Upward producing boreholes are drilled at an angle more than 5 deg to horizontal plane, across the strike through the entire thickness of coal formation from the extreme coal seam to drifts. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке способом скважиной гидродобычи свиты угольных пластов, особенно сближенных, когда одновременная разработка их подземным способом затруднена или невозможна или когда разработка одного из них осложняет дальнейшую разработку других. The invention relates to mining and can be used in the development of a method of hydraulic mining for a formation of coal seams, especially close ones, when their simultaneous development by underground method is difficult or impossible, or when the development of one of them complicates the further development of others.

Известен способ разработки крутых угольных пластов, в котором подготовку участка осуществляют пластовыми штреками, бурение из них восстающих скважин, размещение в них гидродобычного оборудования и гидравлическую выемку угольного пласта. A known method for the development of steep coal seams, in which the preparation of the site is carried out by drift drills, drilling of uprising wells from them, placement of hydro production equipment in them and hydraulic excavation of the coal seam.

Указанный способ эффективен при отработке одного крутого мощного пласта. Однако в условиях свиты сближенных угольных пластов, когда подработка одного из них влечет перераспределение горного давления и охватывает зону всей свиты, отработка остальных пластов в свите становится затруднительной или совсем невозможной. Проведение штреков по угольному пласту кроме осложнений с его поддержанием на время гидравлической выемки вызывает необходимость оставления защитных целиков угля в нижней части добычных скважин. Отмеченное выше приводит к неоправданным потерям угля и дает возможность применять способ только на одиночных мощных крутых пластах. The specified method is effective in mining one steep powerful layer. However, in the conditions of a suite of adjacent coal seams, when a side job of one of them entails a redistribution of rock pressure and covers the area of the entire suite, mining of the remaining layers in the suite becomes difficult or completely impossible. Carrying out drifts on a coal seam, in addition to the complications of maintaining it during hydraulic excavation, necessitates the abandonment of protective pillars of coal in the lower part of production wells. The aforementioned leads to unjustified losses of coal and makes it possible to apply the method only on single powerful steep seams.

Цель изобретения повышение эффективности скважинной гидродобычи за счет расширения области применения способа на свитах угольных пластов и снижения потерь угля при гидравлической выемки. The purpose of the invention is to increase the efficiency of downhole hydraulic production by expanding the scope of the method on the formations of coal seams and reducing coal losses during hydraulic excavation.

Цель достигается тем, что в способе скважиной гидродобычи, включающем подготовку участка штреками, бурение восстающих добычных скважин, размещение в скважинах гидродобычного оборудования и гидравлический размыв угольных пластов, штреки проходят параллельно простиранию в породах лежачего бока за зоной сдвижения пород, расстояние между смежными штреками по падению устанавливают не меньшим эффективной разрушающей способности гидромониторных струй, бурение восстающих добычных скважин осуществляют под углом, большим 5^o к горизонту вкрест простирания на всю мощность свиты угольных пластов, гидравлический размыв ведут в отступающем порядке от крайнего угольного пласта к штрекам.The goal is achieved by the fact that in the method of producing a well by a hydraulic well, including preparing a section by drifts, drilling rising production wells, placing hydraulic mining equipment in wells and hydraulic washing out of coal seams, the drifts run parallel to the strike in the rocks of the lying side behind the rock displacement zone, the distance between adjacent drifts is falling set not less than the effective destructive ability of jet jets, drilling of rising production wells is carried out at an angle greater than 5 ^o to the horizontal horizon stretching to the full capacity of the coal seam suite, hydraulic erosion is conducted in a retreating order from the extreme coal seam to drifts.

На фиг. 1 представлен вертикальный разрез (по падению) свиты угольных пластов, отрабатываемых скважинной гидродобычей; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a vertical section (in the fall) of a suite of coal seams mined by borehole hydraulic production; in Fig.2 a section aa in Fig. one.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

На участке свиты угольных пластов 1 в породах лежачего бока параллельно линии простирания пластов проходят штреки 2. Из штреков вкрест простирания угольных пластов 1 бурят восстающие добычные скважины 3. Величину угла наклона α скважины 3 к горизонту задают в зависимости от угла падения b свиты пластов, однако, минимальное значение угла a устанавливают больше 5^o. Каждой скважиной 3 вскрывают все пласты свиты.At the section of the coal seam formation 1, in the rocks of the lying side parallel to the seam strike line, drifts pass 2. From the drifts across the coal seam extension 1, upstream production wells are drilled 3. The angle of inclination α of the well 3 to the horizon is set depending on the angle of incidence b of the formation seam, however , the minimum value of the angle a is set to more than 5 ^o . Each well 3 reveals all the layers of the suite.

В добычных скважинах 3 размещают гидродобычное оборудование, состоящее из колонны труб 4 с гидромонитором 5 на конце. На штреках 2 к гидродобычному оборудованию подводят жидкость под высоким давлением и начинают гидравлический размыв угольных пластов. Отработку свиты осуществляют в отступающем порядке, начиная от крайнего угольного пласта к штрекам 2. In production wells 3 are placed hydro production equipment, consisting of a string of pipes 4 with a hydraulic monitor 5 at the end. At drifts 2, high-pressure liquid is fed to the hydraulic equipment and hydraulic erosion of the coal seams begins. The retreat is carried out in a retreating order, starting from the extreme coal seam to drifts 2.

Отступающий порядок ведения очистных работ в каждой скважине от крайнего угольного пласта к штрекам 2 обеспечивает постоянное расположение колонны труб 4 и гидромонитора 5 под защитой пород междупластья 6 со стороны не отработанной части свиты пластов. The backward procedure for conducting treatment work in each well from the extreme coal seam to the drifts 2 provides a constant location of the pipe string 4 and the hydraulic monitor 5 under the protection of the inter-reservoir rock 6 from the side of the undeveloped part of the formation bed.

Расстояние между штреками 2 по падению (как и между скважинами 3) устанавливают так, чтобы его величина была не меньше эффективной разрушающей способности гидромониторных струй. В этом случае каждый пласт в свите отрабатывается наиболее эффективно из условия максимального объема угля, извлекаемого из каждой скважины 2, так как размеры добычной камеры 7 между смежными скважинами 3 будут максимальными. В случае недостаточной устойчивости отрабатываемого угля выработанное пространство камер 7 может быть защищено временным угольным целиком 8, предотвращающим попаданием обрушенных пород 9 в камеры 7 при ведении очистных работ. Целики 8 отрабатываются на заключительной стадии очистных работ в каждом пласте всей свиты. The distance between the drifts 2 by dip (as between the wells 3) is set so that its value is not less than the effective destructive ability of the jet jets. In this case, each layer in the formation is worked out most efficiently from the condition of the maximum amount of coal extracted from each well 2, since the dimensions of the production chamber 7 between adjacent wells 3 will be maximum. In the case of insufficient stability of the mined coal, the mined-out space of the chambers 7 can be protected by a temporary coal whole 8, which prevents collapsed rocks 9 from entering the chambers 7 during treatment operations. The targets 8 are worked out at the final stage of treatment works in each layer of the entire formation.

При гидравлическом размыве пластов образуется угольная пульпа, которая самотеком из выработанного пространства 7 по добычным скважинам 3 поступает в полевые штреки 2 и далее на поверхность. With hydraulic erosion of the seams, a coal pulp is formed, which flows by gravity from the worked-out space 7 through production wells 3 into field drifts 2 and further to the surface.

Бурение добычных скважин 3 под углом a, большим 5^o к горизонту, обеспечивает минимально необходимые условия для эффективного самотечного гидротранспортирования угольной пульпы к штрекам 2, которые являются аккумулирующими выработками для дальнейшего напорного гидротранспорта пульпы на поверхность или служат местом для размещения устройств для обезвоживания угольной пульпы.Drilling production wells 3 at an angle a greater than 5 ^o to the horizon provides the minimum necessary conditions for the efficient gravity-assisted hydrotransport of coal pulp to drifts 2, which are accumulating workings for further pressure pulp hydrotransport to the surface or serve as a place for placement of coal pulp dehydration devices.

Бурение добычных скважин 3 под углом, большим 5^o, не зависит от угла падения b свиты пластов, который может находиться в пределах 0-90^o. В случае b= 0, т. е. при горизонтальном залегании свиты пластов, угол a может быть близок к 90^o, что определяется конкретными горно-геологическими условиями залегания.Drilling production wells 3 at an angle greater than 5 ^o does not depend on the angle of incidence b of the formation suite, which can be in the range 0-90 ^o . In the case b = 0, that is, with horizontal bedding of the formation suite, the angle a can be close to 90 ^o , which is determined by the specific mining and geological conditions of occurrence.

Проходку штреков 2 параллельно простиранию свиты угольных пластов в породах лежачего бока осуществляют на расстоянии от почвы ближайшего угольного пласта в свите с таким расчетом, чтобы при его отработке граница зоны сдвижения пород 10 не затронула контуры штреков, тем самым обеспечиваются безопасные условия при демонтажных работах гидродобычного оборудования после окончания очистных работ. Кроме того, такое расположение штреков исключает оставление и потерю предохранительных целиков угля в ближайшем к штрекам пласте. The drifts 2 are drilled parallel to the strike of the coal seam suite in the bedrock rocks at a distance from the soil of the nearest coal seam in the suite so that when it is drilled, the boundary of the rock displacement zone 10 does not affect the drift contours, thereby ensuring safe conditions for dismantling of hydraulic mining equipment after the end of the treatment work. In addition, such an arrangement of drifts eliminates the abandonment and loss of protective pillars of coal in the formation closest to the drifts.

Применение способа особенно весьма эффективно при отработке сближенных угольных пластов, так как одной добычной скважиной вскрываются все угольные пласты и в процессе добычи скорость размыва каждого пласта задается такой (варьируется давлением на гидромониторе, углом наклона и диаметром добычных скважин), чтобы скорость движения зоны сдвижения пород отставала от фронта движения очистных работ в каждой скважине. The application of the method is especially effective when mining close coal seams, since all coal seams are opened with one production well and during the production process, the erosion rate of each seam is set such (it varies by pressure on the hydraulic monitor, the angle of inclination and the diameter of the production wells) so that the speed of movement of the rock displacement zone lagged behind the front of the sewage treatment movement in each well.

Claims

The method of borehole hydraulic production of a coal seam suite, including preparing the site with drifts, drilling rising production wells, placing hydraulic production equipment in the wells, hydraulically washing the coal seams, passing coal pulp through the wells into the drift and raising it to the surface, characterized in that the drifts run parallel to the strike the rocks of the lying block behind the zone of movement of the rocks, the distance between adjacent drifts on the fall set not less than the effective destructive ability of the monitor uy, rising drilling production wells is carried out at an angle of 5 ^o large on the horizon across the strike of the entire suite of power coal seams, hydraulic erosion are retreating in order from the extreme to the coal seam drifts.