RU2136890C1 - Method for degassing of coal seams - Google Patents
Method for degassing of coal seams Download PDFInfo
- Publication number
- RU2136890C1 RU2136890C1 RU98108738A RU98108738A RU2136890C1 RU 2136890 C1 RU2136890 C1 RU 2136890C1 RU 98108738 A RU98108738 A RU 98108738A RU 98108738 A RU98108738 A RU 98108738A RU 2136890 C1 RU2136890 C1 RU 2136890C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- worked
- bore
- coal seam
- drilled
- Prior art date
Links
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при решении проблем снижения газонасыщенности газоносных подрабатываемых угольных пластов и угленосных толщ. The invention relates to the mining industry and can be used to solve problems of reducing gas saturation of gas-bearing undermined coal seams and coal-bearing strata.
Известен способ предварительной дегазации угольного массива с использованием геологоразведочных скважин или скважин, специально пробуренных с поверхности. Скважины бурят до пласта или в породы его почвы, обсаживают трубами, затрубное пространство тампонируют, и скважины подключают к вакуумному трубопроводу (см., например, Сластунов С.В. "Заблаговременная дегазация и добыча метана из угольных месторождений" М., Изд-во МГТУ, 1996, стр. 14-19). A known method of preliminary degassing of a coal mass using exploration wells or wells specially drilled from the surface. Wells are drilled down to the formation or into the rocks of its soil, cased with pipes, the annular space is plugged, and the wells are connected to a vacuum pipeline (see, for example, SV Slastunov, “Early Degassing and Extraction of Methane from Coal Fields” M., Publishing House MSTU, 1996, p. 14-19).
Однако этот способ не обеспечивает необходимого снижения газообильности, так как глубина дренирования угольного пласта ограничена десятком метров, а сам способ характеризуется большой трудоемкостью подготовительных работ и значительным периодом их проведения, достигающим 10-20 месяцев. However, this method does not provide the necessary reduction in gas mobility, since the depth of drainage of the coal seam is limited to ten meters, and the method itself is characterized by the high complexity of the preparatory work and a significant period of their implementation, reaching 10-20 months.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ предварительной дегазации подрабатываемых пластов через скважины, пробуренные с дневной поверхности, изложенный во "Временном руководстве по подработке выбросоопасных и газоносных пластов угля и повышению эффективности дегазационных работ в условиях интенсивной их разгрузки на шахтах Карагандинского бассейна", Л., Изд. ВНИМИ, 1988 г., стр. 8-11; 21-26. Способ включает бурение скважин с поверхности в подрабатываемый пласт до его подработки, обсадку нижних участков скважин под пластом перфорированными трубами и подключение их к вакуумному трубопроводу. The closest in technical essence to the claimed one is the method of preliminary degassing of the produced seams through the wells drilled from the surface, described in the "Interim Guidelines for the processing of outburst and gas-bearing seams of coal and increasing the efficiency of degassing operations in the conditions of their intensive discharge at the mines of the Karaganda basin", L ., Ed. VNIMI, 1988, pp. 8-11; 21-26. The method includes drilling wells from the surface into the undermined reservoir before it is completed, casing the lower sections of the wells under the reservoir with perforated pipes and connecting them to a vacuum pipe.
Однако такой способ также является недостаточно эффективным из-за непродолжительного срока эксплуатации скважин, так как при подработке участков дегазации нижняя их часть попадает в зону обрушения пород кровли пласта, система выходит из строя, и требуются дополнительные трудозатраты на восстановление или создание новой сети скважин. However, this method is also not effective enough due to the short life of the wells, since when mining the degassing sections, their lower part falls into the collapse zone of the formation roof rocks, the system fails, and additional labor is required to restore or create a new network of wells.
Изобретение решает задачу повышения эффективности дегазации подрабатываемых газоносных угольных пластов за счет увеличения продолжительности срока эксплуатации дегазационных скважин и снижения трудозатрат при подготовке и проведении заблаговременных дегазационных мероприятий. The invention solves the problem of increasing the degassing efficiency of undermined gas-bearing coal seams by increasing the life of degassing wells and reducing labor costs in the preparation and conduct of early degassing measures.
Сущность способа дегазации угольных пластов включает бурение скважин с поверхности в сторону подрабатываемого пласта с последующим подключением ее к насосно-вакуумной станции для извлечения газа из подрабатываемой толщи. В процессе бурения скважин оценивается прочность перебуренных слоев горных пород для выделения из них наиболее прочного слоя с превышением от среднего арифметического значения прочности всех остальных пачек, превышающим 10%. Этот слой должен находиться на минимальном удалении к подрабатывающему пласту, подрабатывающего пласта, а мощность выбранного слоя должна быть не менее 0,1 а, где а - ширина подрабатывающего пласта лавы. Скважина бурится до почвы прочного слоя, а верхняя часть обсаживается на соответствующую глубину, зависящую от угла падения подрабатывающего пласта, расстояния от оси лавы до кромки следующего столба, а также углов разрыва по восстанию, падению или простиранию, выбираемых в зависимости от ориентировки подрабатывающей лавы. The essence of the method of degassing coal seams involves drilling wells from the surface in the direction of the undermined seam with its subsequent connection to the pump-vacuum station to extract gas from the undermined stratum. In the process of drilling wells, the strength of the drilled layers of rocks is estimated to highlight the most durable layer from them, exceeding the average value of the strength of all other packs in excess of 10% from the arithmetic average. This layer should be located at a minimum distance to the undermining layer, the undermining layer, and the thickness of the selected layer should be at least 0.1 a, where a is the width of the lava side. The well is drilled to the soil of a solid layer, and the upper part is cased to the appropriate depth, depending on the angle of incidence of the undermining layer, the distance from the axis of the lava to the edge of the next column, as well as the angles of rupture in rebellion, dip or strike, selected depending on the orientation of the producing lava.
Способ поясняется чертежом, на котором показана схема расположения дегазационных скважин и дегазируемого пласта. На чертеже обозначены: 1 и 2-подрабатывающий и подрабатываемый (дегазируемый) пласты соответственно; 3 -отслаивающийся, трещиноватый слой; 4 - газоэкранирующий прочный слой; 5 - дегазационная скважина; 6 - участок обсадки скважины; 7 - насосно-вакуумная дегазационная станция на поверхности земли; 8 - поверхность отслоения пород трещиноватой пачки 3 от экранирующего слоя 4; 9 - зона обрушенных пород. The method is illustrated in the drawing, which shows the layout of the degassing wells and degassed reservoir. The drawing shows: 1 and 2-part-time and part-time (degassed) layers, respectively; 3 - peeling, fissured layer; 4 - gas shielding strong layer; 5 - degassing well; 6 - section casing wells; 7 - pump-vacuum degassing station on the surface of the earth; 8 - the surface of the separation of rocks of the fractured pack 3 from the shielding layer 4; 9 - zone of collapsed rocks.
Способ осуществляют следующим образом. В сторону подрабатывающего пласта 1 и подрабатываемого пласта 2 до контакта газодренирующего трещиноватого слоя 3 с газоэкранирующим слоем 4 с поверхности земли бурят скважину 5. Причем скважину располагают таким образом, чтобы она находилась около середины лавы на пласте 1, планируемом к отработке. При бурении скважины 5 в каждом пересекаемом слое, пласте или пропластке производят отбор характерных кусков пород и их испытания, например на приборе БП- 14, с целью определения их физико-механических свойств. Методика испытаний описана, например, в "Инструкции по выбору способа и параметров разупрочнения кровли на выемочных участках" Л., ВНИМИ, 1982, стр. 86-87. The method is as follows. A well 5 is drilled towards the undercut formation 1 and the undercut formation 2 until the gas-draining fractured layer 3 comes into contact with the gas-shielding layer 4 from the earth’s surface. Moreover, the well is located so that it is located near the middle of the lava on the formation 1, which is planned for development. When drilling a well 5 in each intersected layer, formation or interlayer, characteristic pieces of rocks are selected and tested, for example, on a BP-14 device, in order to determine their physicomechanical properties. The test procedure is described, for example, in the "Instructions for choosing the method and parameters of softening the roof in excavation areas" L., VNIMI, 1982, pp. 86-87.
Бурение скважин производят на глубину расположения наиболее прочного газоэкранирующего слоя 4 пород, обычно песчаника, находящегося над зоной 9 обрушения пород на минимальном расстоянии от подрабатывающего пласта 1. Drilling of wells is carried out to the depth of the most durable gas-shielding layer of 4 rocks, usually sandstone, located above the zone 9 of the collapse of rocks at a minimum distance from the producing layer 1.
Параметры зоны 9 определяют в зависимости от мощности m отрабатываемого пласта 1 на основании нормативных документов для каждого из действующих угольных месторождений. В частности, для Карагандинского бассейна эта величина равна 6 m. The parameters of zone 9 are determined depending on the capacity m of the mined seam 1 based on regulatory documents for each of the existing coal deposits. In particular, for the Karaganda basin, this value is 6 m.
Наиболее прочный слой 4 выявляют как слой пород с прочностью, превосходящей хотя бы на 10% среднее арифметическое значение прочностей каждого из перебуриваемых слоев, т.е.The most durable layer 4 is identified as a layer of rocks with a strength exceeding at least 10% arithmetic mean value strength of each of the drilled layers, i.e.
,
где Xi - значение прочности на сжатие каждого из породных и угольных слоев;
n - количество породных и угольных слоев в угленосной толще. ,
where X i - the value of the compressive strength of each of the rock and coal layers;
n is the number of rock and coal layers in the coal-bearing stratum.
Затем вычисляют простое среднее отклонение
после чего выделяют отклонения с положительным знаком и определяют коэффициент вариации
Выделяют слой пород с VΔ ≥ 10% и из них выбирают ближайший к упомянутой зоне 9. Значение коэффициента вариации 10% обусловлено обычной точностью определения физико-механических свойств пород. Кроме того, мощность защитного слоя должна составлять не менее 0,1а, где а - ширина лавы подрабатывающего пласта. Параметр 0,1а определен в результате аналитических исследований с привлечением статистики для прочных слоев (см. Герцен А.И., Гончаров Е. В. "Безопасные условия подготовки и отработки газоносных и выбросоопасных пластов". Подземное и шахтное строительство. М" Недра, 1991 N 12, стр. 11-13).Then calculate the simple average deviation
after which deviations with a positive sign are distinguished and the coefficient of variation is determined
A rock layer with V Δ ≥ 10% is isolated and the closest to the mentioned zone 9 is selected from them. The value of the coefficient of variation of 10% is due to the usual accuracy in determining the physicomechanical properties of the rocks. In addition, the thickness of the protective layer should be at least 0.1a, where a is the width of the lava of the underburden. Parameter 0.1a was determined as a result of analytical studies using statistics for strong layers (see Herzen A.I., Goncharov E.V. "Safe conditions for the preparation and development of gas-bearing and outburst hazardous layers. Underground and mine construction. M" Nedra, 1991 N 12, p. 11-13).
Кондуктор скважины (верхнюю ее часть, до глубины не более f) цементируют, обсаживают к стационарной насосно-вакуумной станции 7, например ПДУ-50. Скважину далее кондуктора можно не обсаживать. Глубину f обсадки скважины определяют в зависимости от угла α падения пласта 1, расстояния Y от кромки следующего столба, а также углов разрыва соответственно в сторону восстания, падения или простирания, определяемых в соответствии с "Правилами охраны сооружений от вредного влияния горных работ на угольных пластах". Обсадка скважины 5 в верхней ее части необходима для более длительной и эффективной ее эксплуатации. Соответствующая глубина f обсадки предохранит скважину от разрушения ее осадками и грунтовыми водами в условиях подработки наносных и непрочных осадочных пород. The conductor of the well (its upper part, to a depth of not more than f) is cemented, cased to a stationary pump and vacuum station 7, for example, PDU-50. The well further than the conductor can not be cased. The well casing depth f is determined depending on the angle α of the formation 1 dip, the distance Y from the edge of the next column, as well as the rupture angles, respectively, in the direction of rebellion, fall or strike, determined in accordance with the "Rules for the protection of structures from the harmful effects of mining in coal seams " Casing well 5 in its upper part is necessary for a longer and more efficient operation. The corresponding depth f of the casing will protect the well from destruction by sediments and groundwater in the conditions of underworking of loose and weak sedimentary rocks.
При соблюдении указанных условий выше зоны 9 полного обрушения пород, обусловленного процессом ведения горных работ по пласту 1, образуется трещиноватая пачка пород 3, контактирующая с прочным газоэкранирующим слоем 4 с выявлением поверхностей (полостей) отслоения 8, определяемых как полости Вебера (см. Гончаров Е.В., Гончарова Л.А. "Деформирование и блокообразование осадочных пород в динамических зонах повышенного горного давления". Сб. Физические процессы горного производства. Спб., СпбГИ, 1992, стр. 36-40). Subject to the above conditions, above zone 9 of complete collapse of rocks caused by the mining process in formation 1, a fissured pack of rocks 3 is formed in contact with a strong gas-shielding layer 4 with identification of the surfaces (cavities) of delamination 8, defined as Weber cavities (see Goncharov E .V., Goncharova LA "Deformation and block formation of sedimentary rocks in dynamic zones of high rock pressure". Sat. Physical processes of mining. St. Petersburg, St. Petersburg State University, 1992, pp. 36-40).
При этом газ дренируется через зону 9 обрушенных пород кровли по трещинам в отслаивающейся породной пачке 3 и полостям между поверхностями отслоения 8 и монолитным газоэкранирующим слоем 4, откуда по скважине 5, подключенной к насосно-вакуумной станции 7, выделяется на поверхность и далее может быть утилизирован. In this case, the gas is drained through the zone 9 of collapsed roof rocks through cracks in the exfoliating rock pack 3 and the cavities between the delamination surfaces 8 and the monolithic gas-shielding layer 4, from where it is released to the surface through the well 5 connected to the pump-vacuum station 7 and can then be disposed of .
Использование заявленного способа по сравнению с известными позволяет повысить эффективность дегазации подрабатываемых газоносных угольных пластов за счет сокращения расхода буровых труб, сокращения времени бурения оборудования скважин, а также увеличения продолжительности их эксплуатации. Using the inventive method in comparison with the known ones allows to increase the degassing efficiency of undermined gas-bearing coal seams by reducing the consumption of drill pipes, shortening the time of drilling of well equipment, and also increasing the duration of their operation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98108738A RU2136890C1 (en) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | Method for degassing of coal seams |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98108738A RU2136890C1 (en) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | Method for degassing of coal seams |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2136890C1 true RU2136890C1 (en) | 1999-09-10 |
Family
ID=20205690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98108738A RU2136890C1 (en) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | Method for degassing of coal seams |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2136890C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101956546A (en) * | 2010-09-14 | 2011-01-26 | 中国矿业大学 | Method for improving crossing-hole gas extraction concentration |
RU2447290C1 (en) * | 2010-11-11 | 2012-04-10 | Закрытое акционерное общество "Инконко" | Method for degassing of coal beds |
CN102635394A (en) * | 2012-05-09 | 2012-08-15 | 中国矿业大学 | Gas, water and coal separation device of coal-mine gas spray hole |
CN104234739A (en) * | 2014-08-15 | 2014-12-24 | 中国矿业大学 | In-borehole gas explosion coal body cracking forced extraction method |
CN104389631A (en) * | 2014-09-17 | 2015-03-04 | 中国矿业大学 | Slotting and fracturing cooperation networking permeability increasing method for low-permeability coal seam |
CN109519210A (en) * | 2018-11-13 | 2019-03-26 | 中国矿业大学 | A kind of single coal bed working face belly band detection and fixed point outburst elimination method |
CN113605959A (en) * | 2021-07-26 | 2021-11-05 | 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 | Method for controlling gas emission of limestone in driving roadway |
-
1998
- 1998-05-07 RU RU98108738A patent/RU2136890C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Временное руководство по подработке выбросоопасных и газоносных пластов угля и повышению эффективности дегазационных работ в условиях интенсивной их разгрузки на шахтах Карагандинского бассейна. - Л.: ВНИМИ, 1988, с. 8 - 11, 21 - 26. * |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101956546A (en) * | 2010-09-14 | 2011-01-26 | 中国矿业大学 | Method for improving crossing-hole gas extraction concentration |
CN101956546B (en) * | 2010-09-14 | 2013-03-06 | 中国矿业大学 | Method for improving crossing-hole gas extraction concentration |
RU2447290C1 (en) * | 2010-11-11 | 2012-04-10 | Закрытое акционерное общество "Инконко" | Method for degassing of coal beds |
CN102635394A (en) * | 2012-05-09 | 2012-08-15 | 中国矿业大学 | Gas, water and coal separation device of coal-mine gas spray hole |
CN102635394B (en) * | 2012-05-09 | 2013-12-18 | 中国矿业大学 | Gas, water and coal separation device of coal-mine gas spray hole |
CN104234739A (en) * | 2014-08-15 | 2014-12-24 | 中国矿业大学 | In-borehole gas explosion coal body cracking forced extraction method |
CN104234739B (en) * | 2014-08-15 | 2016-03-30 | 中国矿业大学 | A kind of gas blastingfracture coal body enhanced gas extraction method in boring |
CN104389631A (en) * | 2014-09-17 | 2015-03-04 | 中国矿业大学 | Slotting and fracturing cooperation networking permeability increasing method for low-permeability coal seam |
CN109519210A (en) * | 2018-11-13 | 2019-03-26 | 中国矿业大学 | A kind of single coal bed working face belly band detection and fixed point outburst elimination method |
CN109519210B (en) * | 2018-11-13 | 2019-09-20 | 中国矿业大学 | A kind of single coal bed working face belly band detection and fixed point outburst elimination method |
CN113605959A (en) * | 2021-07-26 | 2021-11-05 | 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 | Method for controlling gas emission of limestone in driving roadway |
CN113605959B (en) * | 2021-07-26 | 2023-08-22 | 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 | Method for controlling gas emission of limestone in tunneling roadway |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110939442B (en) | Method for treating rock burst by pressure relief source in ground fracturing area | |
WO2018201706A1 (en) | Method for efficient gas drainage in coal roadway strips and regional outburst elimination through staged fracturing with long borehole floor beddings | |
RU2339818C1 (en) | Degassing method of set of contiguous coal beds for barrier method | |
CN104863629A (en) | Method for extracting gas from separation layer below overlying strata, draining water and grouting through combined drill hole | |
CN112593936B (en) | Advanced comprehensive control method for multi-disaster area of deep mine | |
CN111827878B (en) | Method for quickly and accurately probing hidden water inrush channel of coal seam floor | |
CN106014407A (en) | Method for controlling disasters by utilizing roof crevice water to weaken main control coal seams and rock strata in situ | |
CN106150501A (en) | Utilize the method that Overburden gob area situ waste water weakens master control coal rock layer | |
CN109611146B (en) | Separation layer water drainage grouting method | |
RU2117764C1 (en) | Method for degassing of coal seams | |
CN108757043A (en) | One kind is for the anti-method of harnessing the river of getting working face | |
RU2136890C1 (en) | Method for degassing of coal seams | |
RU2453705C1 (en) | Method for degassing of coal beds | |
Han et al. | Exploitation technology of pressure relief coalbed methane in vertical surface wells in the Huainan coal mining area | |
RU2447290C1 (en) | Method for degassing of coal beds | |
RU2664281C1 (en) | Method for developing kimberlite deposits | |
Zhou et al. | Geological barrier–a natural rock stratum for preventing confined karst water from flowing into mines in North China | |
SU1535992A1 (en) | Method of oriented rupture of rock | |
RU2666570C1 (en) | Method of degasssing of overworked accompanying bed | |
RU2097563C1 (en) | Method of hydraulic borehole mining of coal formation | |
RU2163968C2 (en) | Method of cover caving | |
CN114233369B (en) | Method for precisely eliminating coal and gas outburst by up-and-down combination | |
Ngah et al. | Groundwater problems in Surface mining in the united kingdom | |
CN111894671B (en) | Ground water pumping hole pumping and draining method aiming at working face top plate separation layer water damage | |
RU2410542C2 (en) | Method of degassing with centering of drilling rod, that of drilling rocks and device to this end |