RU2516674C1

RU2516674C1 - Degassing of high coal at its processing in "layer-bed"

Info

Publication number: RU2516674C1
Application number: RU2012143710/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Семенович Забурдяев
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2014-05-20
Also published as: RU2012143710A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: high coal degassing comprises the steps that follow. Paired gateways are drilled over bed top layer and communicated by linkages and spaced apart diagonal board gates separating the blocks in parts. Wells are drilled from paired gateway top works in bed top layer plane and series of parallel wells are drilled to bed bottom layer from paired gateway bottom works. Said wells are connected to degassing pipeline. Note here that this method comprises an extra step whereat the system of parallel wells is drilled from cu diagonal board gate along the block and directed to mining face. Note also that methane from wells drilled in the bed top layer plane is derived by sections to near linkage via pipeline laid in upper paired gateways and that in linkage between paired gateways to section pipeline laid in lower paired gateway.

EFFECT: decreased methane release, higher safety.

5 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано при отработке мощного угольного пласта, отрабатываемого по системе «слой-пласт», при первоочередной отработке верхнего слоя. Целью изобретения является максимально возможное снижение метанообильности выемочного участка на длинных выемочных полях (участках) за счет одновременного извлечения метана из верхнего и нижнего слоев пласта с использованием эффекта разгрузки угольного массива от горного давления при ведении очистных работ по верхнему слою пласта.The invention relates to mining, mainly to the coal industry, and can be used in mining a powerful coal seam, worked out by the system of "layer-layer", with priority mining of the upper layer. The aim of the invention is the maximum possible reduction in methane abundance of a mining section in long mining fields (sections) due to the simultaneous extraction of methane from the upper and lower layers of the formation using the effect of unloading the coal mass from rock pressure while conducting treatment operations along the upper layer of the formation.

Известен способ дегазации угольного пласта при очистной его отработке с использованием перекрещивающихся скважин, пробуренных в плоскости отрабатываемого пласта. При дегазации тонкого или средней мощности пласта угля в его плоскости проводят две серии пластовых скважин, включающей серию скважин, пробуренных параллельно линии очистного забоя, и серию скважин, ориентированных на него. Обе серии скважин, после окончания их бурения и герметизации их устьев от рудничной атмосферы, подключают к участковому газопроводу, сообщенному с вакуумным насосом [Авторское свидетельство СССР №1439266 A1 М. Кл. E21F 7/00, 1988 г., бюл. №43].A known method of degassing a coal seam during its treatment by using intersecting wells drilled in the plane of the mined seam. During the degassing of a thin or medium thickness coal seam in its plane, two series of formation wells are carried out, including a series of wells drilled parallel to the face line and a series of wells oriented to it. Both series of wells, after completion of their drilling and sealing of their mouths from the mine atmosphere, are connected to a local gas pipeline connected to a vacuum pump [USSR Author's Certificate No. 1439266 A1 M. Kl. E21F 7/00, 1988, bull. No. 43].

Недостатками данного способа дегазации разрабатываемых угольных пластов является низкая эффективность мощного пласта при системе его подготовки «слой-пласт», когда горные выработки и дегазационные скважины проводят только в пределах верхнего слоя пласта, а нижний слой пласта, разгружаясь от горного давления при ведении очистных работ по верхнему слою, интенсивно отдает метан в выработанное пространство выемочного участка и участковые выработки, что способствует их загазированию и повышает опасность ведения горных работ по газовому фактору. Более того, средствами вентиляции опасно удалять метан из выработанного пространства при отработке склонных к самовозгоранию угольных пластов, опасаясь возникновения эндогенных пожаров.The disadvantages of this method of degassing of the developed coal seams is the low efficiency of a powerful seam with a layer-seam preparation system, when mine workings and degassing wells are carried out only within the upper layer of the seam, and the lower layer of the seam, unloading from the rock pressure during treatment work the top layer, intensively gives methane to the mined-out space of the excavation site and local workings, which contributes to their gas contamination and increases the risk of mining on gas factor. Moreover, ventilation means it is dangerous to remove methane from the worked out space during mining of coal seams prone to spontaneous combustion, fearing the occurrence of endogenous fires.

Известен другой способ дегазации мощного угольного пласта путем использования перекрещивающихся скважин, пробуренных по верхнему слою пласта, и прямолинейных скважин, пробуренных из выработки верхнего слоя на нижний слой пласта [Методические основы проектирования дегазации на действующих и ликвидируемых шахтах. - М.: ННЦ ГП-ИГД им. А.А.Скочинского, 2002. - 316 с.].There is another method for the degassing of a powerful coal seam by using intersecting wells drilled along the upper layer of the formation and straight wells drilled from working out the upper layer to the lower layer of the formation [Methodological principles for the design of degassing in existing and abandoned mines. - M.: NSC GP-IGD named after A.A. Skochinsky, 2002. - 316 p.].

Данному способу дегазации присущи недостатки, суть которых состоит в том, что прямолинейные скважины, пробуренные на нижний слой пласта из выработки верхнего слоя, не охватывают нижний слой пласта по всей ширине выемочного участка (всего 20-25 м от выработки), что не способствует высокой эффективности дегазации нижнего слоя пласта и создает условия для низкой производительности очистного забоя по газовому фактору и обильному метановыделению в выработанное пространство, из которого средствами вентиляции не удается выводить метановоздушные смеси, в частности, на угольных пластах, угли которых склонны к самовозгоранию.This degassing method has inherent disadvantages, the essence of which is that straight-line wells drilled into the lower layer of the reservoir from the development of the upper layer do not cover the lower layer of the reservoir along the entire width of the excavation section (only 20-25 m from the production), which does not contribute to high the effectiveness of degassing the lower layer of the reservoir and creates conditions for low productivity of the working face by the gas factor and abundant methane release into the worked out space, from which methane-air cannot be vented e mixtures, particularly in coal seams, the coals are susceptible to spontaneous combustion.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ дегазации мощного пласта восстающими скважинами, пробуренными из выработки верхнего слоя как по первому вынимаемому слою, так и коротких скважин по второму (нижнему) слою с обоснованием параметров дегазации пласта на основе показателей газоотдачи пласта в скважины [Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт (РД-15-09-2006). - М.: ОАО «НТЦ по безопасности в промышленности», 2007. - 256 с. (прототип)].The closest in technical essence and the achieved result is a well-known method of degassing a powerful formation by rising wells drilled from the development of the upper layer both in the first removable layer and in short wells in the second (lower) layer, with substantiation of the parameters of formation degassing based on the parameters of formation gas loss into the wells [Guidelines on the degassing of coal mines (RD-15-09-2006). - M.: NTC Safety in Industry OJSC, 2007. - 256 p. (prototype)].

Данному способу дегазации присущи недостатки, аналогичные предыдущему способу, суть которых состоит в том, что прямолинейные скважины, пробуренные на нижний слой пласта из выработки верхнего слоя, не охватывают нижний слой пласта по всей ширине выемочного участка (всего 20-25 м от выработки), что не способствует высокой эффективности дегазации нижнего слоя пласта и создает условия для низкой производительности очистного забоя по газовому фактору и обильному метановыделению в выработанное пространство, из которого средствами вентиляции не удается выводить метановоздушные смеси, в частности, на угольных пластах, угли которых склонны к самовозгоранию.This degassing method has inherent disadvantages similar to the previous method, the essence of which is that straight-line wells drilled into the lower layer of the reservoir from the development of the upper layer do not cover the lower layer of the reservoir along the entire width of the excavation section (only 20-25 m from the development), which does not contribute to the high efficiency of degassing the lower layer of the reservoir and creates conditions for low productivity of the working face by gas factor and abundant methane release into the worked out space, from which ventilation means It is not possible to remove methane-air mixtures, in particular, on coal seams, the coals of which are prone to spontaneous combustion.

Целью изобретения является повышение безопасности ведения очистных работ по газовому фактору на склонных к самовозгоранию мощных угольных пластах, отрабатываемых по системе «слой-пласт» с проходкой участковых выработок только в верхнем слое пласта.The aim of the invention is to increase the safety of conducting gas treatment works on powerful coal seams prone to spontaneous combustion, worked out according to the “layer-layer” system with penetration of local workings only in the upper layer of the layer.

Согласно изобретению эта задача решается тем, что в способе дегазации мощного угольного пласта при его отработке по системе «слой-пласт», включающей проведение по верхнему слою пласта парных штреков, сообщенных сбойками, и разрезных диагональных печей, разделяющих протяженный выемочный участок на части, проведение из верхней выработки парных штреков скважин в плоскости верхнего слоя пласта и серии параллельно расположенных скважин на нижний слой пласта из нижней выработки парных штреков, подключение скважин к дегазационному трубопроводу, дополнительно из разрезной диагональной печи проводят вдоль выемочного участка систему параллельных скважин, ориентированных на очистной забой, и из нижнего парного штрека под целиком угля - направленной трассы скважины по нижнему слою пласта, при этом метан из скважин, пробуренных в плоскости верхнего слоя пласта, отводят секционно на ближайшую по ходу движения очистного забоя сбойку по трубопроводу, проложенному в верхнем парном штреке, и трубопроводу в сбойке между парными штреками на участковый трубопровод, проложенный по нижнему из парных штреков. В плоскости верхнего слоя пласта с коэффициентом крепости угля 1,2 и менее проводят перекрещивающиеся скважины и скважины по нижнему слою пласта параллельно линии очистного забоя, а при коэффициенте крепости угля более 1,2 - ориентированные на очистной забой скважины по верхнему и нижнему слоям пласта. Ориентированные на очистной забой скважины направленной трассы проводят вдоль выемочного участка по нижнему слою пласта из сборного ствола скважины, выведенной на нижний слой пласта из нижнего парного штрека. Скважины, пробуренные по нижнему слою пласта, оставляют подключенными к участковому газопроводу до подхода очистного забоя к разрезной диагональной печи, пройденной на выемочном участке.According to the invention, this problem is solved by the fact that in the method of degassing a powerful coal seam when it is worked out according to a “layer-seam” system, including conducting on the top layer of the seam paired drifts communicated by failures, and split diagonal furnaces dividing the extended excavation section into parts, conducting from the top production of paired drifts of wells in the plane of the upper layer of the formation and a series of parallel wells to the bottom layer of the reservoir from the bottom of production of paired drifts, connecting the wells to the degassing pipe An ode, in addition, from the split diagonal furnace, a system of parallel wells oriented to the working face is drawn along the extraction section, and from the bottom pair drift for whole coal - a directed well path along the lower layer of the formation, while methane is drilled from wells drilled in the plane of the upper layer of the formation, section is diverted to the closest failure along the face of the working face along the pipeline laid in the upper pair drift, and the pipeline in the failure between the pair drifts to the local pipeline laid along the lower him from paired drifts. In the plane of the upper layer of the formation with a coal strength coefficient of 1.2 or less, intersecting wells and wells are drawn along the bottom layer of the formation parallel to the face line, and with a coal strength coefficient of more than 1.2, wells oriented to the face of the coal along the upper and lower layers of the formation are drawn. Directional wells oriented at the bottom of the well are drawn along the excavation section along the lower layer of the formation from the pre-fabricated well bore brought to the lower layer of the formation from the lower pair drift. Wells drilled along the lower layer of the reservoir are left connected to the local gas pipeline until the bottom face approaches the split diagonal furnace, which has been drilled in the extraction section.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема дегазации мощного угольного пласта при его отработке по системе «слой-пласт»; на фиг.2 - схема расположения дегазационных скважин в плоскости (разрезе) пласта при отработке его верхнего (первого) слоя; на фиг.3 - схема дегазации пласта при коэффициенте крепости угля по М.М. Протодьяконову f≤1,2; на фиг.4 - схема дегазации пласта при f>1,2; на фиг.5 - схема дегазации пласта с применением скважины направленной трассы по нижнему слою с ответвлениями от общего (сборного) ее ствола скважин, пробуренных в плоскости нижнего слоя вдоль выемочного столба в направлении очистного забоя.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of the degassing of a powerful coal seam during its development by the system "layer-layer"; figure 2 - arrangement of degassing wells in the plane (section) of the reservoir during the development of its upper (first) layer; figure 3 - diagram of the degassing of the reservoir at a coefficient of coal strength according to M.M. Protodyakonov f≤1,2; figure 4 is a diagram of the degassing of the reservoir at f> 1.2; 5 is a diagram of the degassing of a formation using a directional well bore along the lower layer with branches from its total (prefabricated) wellbore drilled in the plane of the lower layer along the extraction column in the direction of the face.

Способ дегазации мощного пласта осуществляют следующим образом.The method of degassing a powerful layer is as follows.

На протяженном выемочном участке при отработке пласта очистным забоем 1 (фиг.1) и подаче свежего воздуха по выработке 2 используют систему пластовых восстающих скважин, пробуренных из выработок 3 и 4. Скважины 5 (фиг.1-5) проводят по верхнему (первому) слою пласта из выработки 3 ориентированно на очистной забой с углом отклонения 30-35° от оси выработки 3, а скважины 6 (фиг.1) - из выработки 4 (фиг.2), пройденной в плоскости верхнего слоя пласта направленной трассы с выводом скважин 6 (фиг.1) и 6' (фиг.4) в плоскость нижнего (второго) слоя пласта. При этом на пласте с крепостью угля f≤2 скважины 6 (фиг.1 и 3) размещают параллельно линии очистного забоя 1, на пласте крепостью f>1,2-6' (фиг.4) ориентированно на очистной забой, а при использовании современной буровой техники - скважины 6” (фиг.5) с ответвлением ряда скважин от сборного ствола в направлении очистного забоя 1.In an extended excavation section, during the development of the formation by the face 1 (Fig. 1) and fresh air supply at the mine 2, a system of formation rising wells drilled from the mine 3 and 4 is used. Wells 5 (Figs. 1-5) are drilled along the upper (first) formation layer oriented at the working face with a deviation angle of 30-35 ° from the axis of production 3, and the well 6 (Fig. 1) from the development 4 (Fig. 2), passed in the plane of the upper layer of the formation of the directional route with the output of wells 6 (Fig. 1) and 6 '(Fig. 4) in the plane of the lower (second) layer of the formation. Moreover, on the formation with coal strength f≤2, wells 6 (Figs. 1 and 3) are placed parallel to the face 1, on the formation with strength f> 1.2-6 '(Fig. 4) it is oriented to the face, and when using modern drilling equipment - 6 ”wells (figure 5) with a branch of a number of wells from the collection shaft in the direction of the face 1.

Устья скважин 5, пробуренных из выработки 3, герметизируют от рудничной атмосферы и подключают к газопроводу 7 (фиг.1, 3-5), по которому каптируемые метановоздушные смеси отводят через сбойку 9 (фиг.1) в магистральный участковый газопровод 8 (фиг.1, 3-5), сообщенный с вакуум-насосной станцией (на чертежах не показана).The mouths of wells 5, drilled from mine 3, are sealed from the mine atmosphere and connected to a gas pipeline 7 (Figs. 1, 3-5), through which captivated methane-air mixtures are diverted through a fault 9 (Fig. 1) to a main gas pipeline 8 (Fig. 1, 3-5) communicated with the vacuum pump station (not shown in the drawings).

При разделении протяженных выемочных участков пласта разрезными печами 10 (фиг.1) скважины 11 из них проводят по верхнему слою пласта ориентированно на очистной забой и подключают к газопроводу 12, который сообщают с газопроводом 8.When dividing the long excavation sections of the formation with split furnaces 10 (Fig. 1), wells 11 of them are drawn along the upper layer of the formation oriented to the working face and connected to a gas pipeline 12, which is connected to the gas pipeline 8.

Режим работы дегазационных скважин и их параметры устанавливают опытным путем или в соответствии с рекомендациями нормативного документа.The operating mode of degassing wells and their parameters are established empirically or in accordance with the recommendations of the regulatory document.

Внедрение изобретения при выемке угля по системе «слой-пласт» обеспечит максимально возможное снижение метановыделения из мощного угольного пласта в участковые выработки, повысит безопасность ведения горных работ и производительность очистных забоев по газовому фактору.The implementation of the invention when mining coal in a “layer-seam” system will provide the maximum possible reduction in methane emissions from a powerful coal seam to local workings, increase the safety of mining operations and the productivity of the working faces by gas factor.

Claims

A method for degassing a powerful coal seam during its development using a “layer-seam” system, including pairing drifts along the top layer of the seam reported by failures and split diagonal furnaces dividing an extended excavation section into parts, conducting from the top production of paired drifts of wells in the plane of the upper layer of the formation and a series of parallel wells located on the lower layer of the formation from the lower production of paired drifts, connecting the wells to a degassing pipeline, characterized in that it is additionally cut of the diagonal furnace, a system of parallel wells oriented to the working face is drawn along the excavation section, and from the lower pair drift under the whole coal - the directed well path along the lower layer of the formation, while methane from the wells drilled in the plane of the upper layer of the formation is sectioned to the nearest in the direction of the face, a failure occurs along the pipeline laid in the upper paired drift and a pipeline in the failure between paired drifts to the local pipeline laid along the lower of the paired drifts.