RU2564888C1 - Method of hydraulic coal mining from gas-bearing formations - Google Patents
Method of hydraulic coal mining from gas-bearing formations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564888C1 RU2564888C1 RU2014138710/03A RU2014138710A RU2564888C1 RU 2564888 C1 RU2564888 C1 RU 2564888C1 RU 2014138710/03 A RU2014138710/03 A RU 2014138710/03A RU 2014138710 A RU2014138710 A RU 2014138710A RU 2564888 C1 RU2564888 C1 RU 2564888C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- gas
- mining
- wells
- protective
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, склонных к внезапным выбросам угля и газа, и в частности к скважинной разработке угольных месторождений.The invention relates to underground mining of mineral deposits prone to sudden emissions of coal and gas, and in particular to the downhole development of coal deposits.
Известен способ разработки газонасыщенных угольных пластов с применением опережающей подземной отработки защитных пластов - неопасных (или наименее опасных) по выбросам защитных пластов, залегающих под или над опасным пластом. [Айруни А.Т., Иофис М.А., Шмелев А.И. и др. Использование защитных пластов на угольных шахтах. Обзор. - М.: ЦНИЭИуголь, 1981. - 34 с.].There is a method of developing gas-saturated coal seams using advanced underground mining of protective seams - non-hazardous (or least dangerous) in terms of emissions of protective seams lying below or above the dangerous seam. [Ayruni A.T., Iofis M.A., Shmelev A.I. and others. The use of protective layers in coal mines. Overview. - M.: TSNIEIugol, 1981. - 34 p.].
Недостатком данного способа является необходимость проведения горных выработок по вскрытию угольного пласта, отработки защитного газоносного пласта с применением особых горных мер, что связано с повышенным риском ведения горных работ и высокими капитальными затратами. При этом защитное действие возникает вследствие частичной разгрузки прилегающего к разрабатываемому пласту горного массива от сжимающих напряжений и изменения первоначального газового состояния подзащитных опасных пластов (снижается давление газа в опасном пласте, уменьшается газоносность угля, повышается его газопроницаемость). Надежная защита имеет место только в зоне с достаточным уровнем разгрузки, обеспечивающим уменьшение давления газа (газоносности угля) в пласте до безопасных величинThe disadvantage of this method is the need for mine workings to open a coal seam, to develop a protective gas-bearing seam using special mining measures, which is associated with an increased risk of mining and high capital costs. In this case, the protective effect arises as a result of partial unloading of the massif adjacent to the developed formation from compressive stresses and changes in the initial gas state of the dangerous hazardous layers (gas pressure in the dangerous layer decreases, gas content of coal decreases, its gas permeability increases). Reliable protection takes place only in the zone with a sufficient level of unloading, ensuring a decrease in gas pressure (gas content of coal) in the formation to safe values
Для снижения интенсивности метановыделения из угольных пластов в горные выработки действующих шахт применяются предварительная дегазация неразгруженных пластов угля до начала очистных или подготовительных работ и текущая дегазация разгружаемых от горного давления угленосных толщ. При этом дегазационные скважины могут быть пробурены из подземных выработок или с земной поверхности.To reduce the intensity of methane release from coal seams into the mine workings of existing mines, preliminary degassing of unloaded coal seams before the start of treatment or preparatory work and current degassing of coal-bearing strata discharged from the rock pressure are used. In this case, degassing wells can be drilled from underground workings or from the earth's surface.
Известен способ дегазации и разупрочнения горных пород, включающий бурение пластовых скважин и скважин в породу кровли, их гидрообработку жидкостью в статическом и гидроимпульсном режимах [Патент РФ №2373398 на изобретение «Способ дегазации и разупрочнения горных пород», от 15.04.2008 г.].A known method of degassing and softening rocks, including drilling of formation wells and wells in the roof rock, their hydrotreating with liquid in static and hydro-pulse modes [RF Patent No. 2373398 for the invention "Method of degassing and softening of rocks", 04/15/2008].
Недостатком данного способа является то, что отсасывание газа, находящегося в массиве в сорбированном состоянии, занимает долгий по продолжительности период времени, что вызывает отсрочивание проведения очистных работ.The disadvantage of this method is that the suction of gas, which is in the array in an sorbed state, takes a long period of time, which causes a delay in the treatment.
Известен способ добычи угля из выбросоопасных пластов, заключающийся в проведении подготовительных выработок, бурении из них в пласт параллельных скважин, их обсадке и герметизации, нагнетании в скважины жидкости с импульсными сбросами давления и выпуском разрушенного угля, разгрузке и дегазации пласта с последующей очистной выемкой угля. При этом нагнетание воды и импульсные сбросы осуществляют, начиная с донной части скважины, очистную выемку угля начинают после завершения воздействия на пласт и выпуска угля из двух первых скважин. При отработке особо выбросоопасных пластов перед бурением скважин из подготовительной выработки в угольный пласт бурят параллельные шпуры на глубину зоны влияния выработки и нагнетают в них растворы, скрепляющие уголь [Авторское свидетельство СССР №1670129 А1, «Способ добычи угля из выбросоопасных пластов и устройство для его осуществления», опубл. 15.08.1991 г.].There is a method of coal mining from hazardous formations, which consists in carrying out preparatory workings, drilling parallel wells from them into the formation, casing and sealing them, injecting fluids into the wells with pulsed pressure reliefs and releasing the destroyed coal, unloading and degassing the formation, followed by coal clearing. At the same time, water injection and impulse discharges are carried out, starting from the bottom of the well, the cleaning coal extraction begins after completion of the impact on the formation and the release of coal from the first two wells. When mining particularly hazardous seams before drilling wells from the preparatory mine into a coal seam, parallel boreholes are drilled to the depth of the zone of influence of the mine and inject solutions of coal in them [USSR Author's Certificate No. 1670129 A1, “Method for the extraction of coal from hazardous seams and a device for its implementation ", Publ. August 15, 1991].
Однако данный способ носит локальный характер - дегазация осуществляется в пределах участка разрабатываемого пласта. Кроме того, бурение дегазационных скважин, последующее извлечение угля ведется с присутствием людей в очистном забое, что в условиях отработки газонасыщенных пластов является небезопасным.However, this method is local in nature - degassing is carried out within the area of the developed reservoir. In addition, the drilling of degassing wells, the subsequent extraction of coal is carried out with the presence of people in the working face, which is unsafe under conditions of working out gas-saturated formations.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ подземной гидравлической разработки месторождений твердых полезных ископаемых, заключающийся во вскрытии месторождения с помощью скважин, в гидравлическом разрушении напорной струей воды, дезинтеграции и переводе в забое разрушенной массы в гидросмесь, транспортировке гидросмеси от забоя до пульпоприемной скважины, подъеме гидросмеси на поверхность, при этом перед подъемом гидросмеси на поверхность ее интенсивно перемешивают, осаждают ее тяжелую пустую часть (пустую породу) на дно вымываемой полости, производя таким образом закладку выработанного пространства, отсасывают облегченную часть гидросмеси, состоящей из пульпы полезного ископаемого в верхнюю часть полости, из которой производится подъем гидросмеси (обогащенного водоугольного топлива) на поверхность и транспортировка по трубам непосредственно потребителю. [Патент РФ №2363849 на изобретение «Способ подземной гидравлической разработки месторождений твердых полезных ископаемых», от 28.07.2006 г., (прототип).]The closest in technical essence and the achieved result is the method of underground hydraulic mining of solid mineral deposits, which consists in opening the field with the help of wells, in hydraulic destruction by a pressure stream of water, disintegration and transfer of the destroyed mass into a hydraulic mixture in the bottom, transporting the hydraulic mixture from the bottom to the slurry well , raising the slurry to the surface, while before lifting the slurry to the surface, it is intensively mixed, its heavy PU is precipitated the empty part (waste rock) to the bottom of the cavity being washed, thus laying the mined-out space, the lightweight part of the hydraulic mixture consisting of pulp of minerals is sucked into the upper part of the cavity from which the hydraulic mixture (enriched water-carbon fuel) is lifted to the surface and transported directly through pipes to the consumer. [RF patent No. 2363849 for the invention "Method for the underground hydraulic development of solid mineral deposits", dated July 28, 2006, (prototype).]
Недостатком данного способа является отсутствие возможности управления дегазационными процессами при разработке месторождений полезных ископаемых, склонных к взрывам и внезапным выбросам угля и газа. Способ имеет ограниченное применение при разработке свит газонасыщенных пластов, особенно при отсутствии в толще пород негазонасыщенного пласта, который можно принять в качестве защитного и отрабатывать без специальных мероприятий.The disadvantage of this method is the inability to control degassing processes in the development of mineral deposits, prone to explosions and sudden emissions of coal and gas. The method has limited application in the development of suites of gas-saturated formations, especially in the absence of a non-gas-saturated formation in the rock mass, which can be adopted as a protective one and practiced without special measures.
Целью изобретения является повышение безопасности и эффективности ведения горных работ при разработке свит газоносных угольных пластов путем дегазации с применением скважинного способа добычи угля.The aim of the invention is to increase the safety and efficiency of mining when developing suites of gas-bearing coal seams by degassing using a borehole method of coal mining.
Указанная цель достигается использованием в качестве дегазации предварительной разгрузки угольных пластов и вмещающего массива горных пород путем скважинной выемки угля из пласта, опасного по выбросам газа.This goal is achieved by using pre-unloading of coal seams and the enclosing rock mass as degassing by downhole extraction of coal from the seam, which is dangerous for gas emissions.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 приведена схема перераспределения горного давления в пределах области влияния очистной выработки по защитному пласту, на Фиг. 2 показана схема расположения скважин на земной поверхности и защищенных зон.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of the redistribution of rock pressure within the area of influence of a mine working along a protective formation; FIG. 2 shows a diagram of the location of wells on the earth's surface and protected areas.
На чертежах изображены скважины - 1, первый отрабатываемый пласт, который используется в качестве защитного - 2, подзащитные вышележащий и нижележащий пласты - 3, контур защищенной зоны - 4, выработанное с помощью скважин пространство в пласте, принятом в качестве защитного - 5, защищенные участки вышележащего пласта - 6, защищенные участки нижележащего пласта - 7, контур защищенной зоны от скважин первой очереди - 8, контур защищенной зоны от скважин второй очереди - 9.The drawings show the wells - 1, the first practiced reservoir, which is used as a protective one - 2, the defenders of the overlying and underlying reservoirs - 3, the contour of the protected zone - 4, the space created by the wells in the reservoir accepted as protective - 5, protected areas overlying reservoir - 6, protected areas of the underlying reservoir - 7, the contour of the protected zone from the wells of the first stage - 8, the contour of the protected zone from the wells of the second stage - 9.
Сущность способа заключается в следующем. При разработке свиты газонасыщенных пластов определяется защитный пласт 5, защитное действие которого распространяется на вышележащие и нижележащие пласты. Производят вскрытие залежи с помощью скважин 1. Затем в газонасыщенном пласте 2 создают полость 5 с применением мощного физического воздействия (взрывного, электрогидравлического разрушения и т.п.).The essence of the method is as follows. When developing a suite of gas-saturated formations, a
Для снижения интенсивности метановыделения из угольных пластов в горные выработки действующих шахт применяются предварительная дегазация и разгрузка вышележащих и нижележащих угольных пластов до начала очистных или подготовительных работ и текущая дегазация разгружаемых от горного давления угленосных толщ. При этом дегазационные скважины могут быть пробурены из подземных выработок или с земной поверхности.To reduce the intensity of methane release from coal seams into the mine workings of existing mines, preliminary degassing and unloading of overlying and underlying coal seams before the start of treatment or preparatory work and the current degassing of coal-bearing strata unloaded from the rock pressure are used. In this case, degassing wells can be drilled from underground workings or from the earth's surface.
Для дальнейшего разрушения полезного ископаемого в качестве мощного физического воздействия используется собственная природная энергия - высокая метаноносность угольных пластов. При достижении наиболее взрывоопасной концентрации метана 10% в этой полости инициируют взрыв, разрушая тем самым полезное ископаемое. Разрушенный уголь в полости переводят в гидросмесь, интенсивно перемешивают, осаждают пустую породу на дно созданной полости, затем с помощью гидроэлеватора подают на поверхность водоугольную суспензию.To further destroy the mineral as a powerful physical impact, we use our own natural energy - the high methane content of coal seams. Upon reaching the most explosive methane concentration of 10% in this cavity, an explosion is initiated, thereby destroying the mineral. The destroyed coal in the cavity is converted into a hydraulic mixture, intensively mixed, the waste rock is deposited on the bottom of the created cavity, then a water-coal suspension is fed to the surface using a hydraulic elevator.
При этом снижается опорное давление в массиве горных пород, прилегающем к выработанному пространству - участки 6, 7 (Фиг. 1). Вышеописанным способом создают выработанное пространство такого размера, при котором надрабатываемые и подрабатываемые угольные пласты 3 попадают в контур защищенной зоны 4, в которой снижается давление газа в пластах, уменьшается газоносность угля, повышается его газопроницаемость. Добычные скважины располагают таким образом, чтобы границы защитных зон разрабатываемого пласта располагались равномерно по защищаемым пластам. По рекомендуемой схеме разработки угольных месторождений (Фиг. 2) с поверхности бурятся скважины первой очереди 1 по квадратной сетке, по мере отработки создаются защищенные зоны 8. Расстояние между скважинами принимается исходя из устойчивости кровли и принятого коэффициента извлечения. После того, как произведена гидродобыча из четырех скважин, расположенных по квадрату, бурятся скважины второй очереди в центре этого квадрата, при этом создаются защищенные зоны второй очереди 9. При этом добиваются того, чтобы границы защитных зон разрабатываемого пласта располагались равномерно по защищаемым пластам.In this case, the reference pressure in the rock mass adjacent to the worked-out space is reduced —
В дальнейшем данные подзащитные участки угольных пластов 6, 7, которые попадают в защищенную зону 4, разрабатывают традиционными подземными способами или вышеописанным скважинным.Subsequently, these protective sections of
Данный способ позволяет вести безопасную и эффективную отработку месторождений, склонных к газо- и геодинамическим явлениям, путем предварительной дегазации угольных пластов с применением скважинного способа добычи, без применения дорогостоящих и не всегда эффективных локальных мероприятий, что особенно важно при больших глубинах разработки и применении современной высокопроизводительной техники, поскольку выделение газа из пластов пропорционально объему добычи полезного ископаемого.This method allows for safe and efficient development of deposits prone to gas and geodynamic phenomena by preliminary degassing of coal seams using a downhole mining method, without the use of costly and not always effective local measures, which is especially important for large development depths and the use of modern high-performance technology, since the evolution of gas from the reservoirs is proportional to the volume of mining.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014138710/03A RU2564888C1 (en) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | Method of hydraulic coal mining from gas-bearing formations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014138710/03A RU2564888C1 (en) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | Method of hydraulic coal mining from gas-bearing formations |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2564888C1 true RU2564888C1 (en) | 2015-10-10 |
Family
ID=54289690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014138710/03A RU2564888C1 (en) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | Method of hydraulic coal mining from gas-bearing formations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2564888C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108252716A (en) * | 2018-02-06 | 2018-07-06 | 新疆大学 | A kind of working face wall guard method for applying artificial cutting seam |
CN108843331A (en) * | 2018-07-06 | 2018-11-20 | 山东科技大学 | Slim hole joint release method for arranging under the equivalent drilling area of one kind |
CN110344831A (en) * | 2019-07-17 | 2019-10-18 | 天地科技股份有限公司 | Top release is cut without coal column along the sky lane self-contained Xiang Liu method |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3934649A (en) * | 1974-07-25 | 1976-01-27 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Method for removal of methane from coalbeds |
SU949201A1 (en) * | 1980-12-15 | 1982-08-07 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела | Method for relieving and degassing rock mass |
SU1514961A1 (en) * | 1988-01-26 | 1989-10-15 | Институт Проблем Комплексного Освоения Недр | Method of mining an array of gas-bearing coal strata |
SU1670129A1 (en) * | 1989-08-07 | 1991-08-15 | Институт Геотехнической Механики Ан Усср | Method and apparatus for mining coal in burst- hazardous seams |
WO2007011986A2 (en) * | 2005-07-18 | 2007-01-25 | Oil Sands Underground Mining, Inc. | Method of increasing reservoir permeability |
RU2339818C1 (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-27 | Геннадий Дмитриевич Задавин | Degassing method of set of contiguous coal beds for barrier method |
RU2363849C2 (en) * | 2006-07-28 | 2009-08-10 | Институт проблем комплексного освоения недр РАН | Method of underground hydraulic development of solid mineral deposits |
-
2014
- 2014-09-25 RU RU2014138710/03A patent/RU2564888C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3934649A (en) * | 1974-07-25 | 1976-01-27 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Method for removal of methane from coalbeds |
SU949201A1 (en) * | 1980-12-15 | 1982-08-07 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела | Method for relieving and degassing rock mass |
SU1514961A1 (en) * | 1988-01-26 | 1989-10-15 | Институт Проблем Комплексного Освоения Недр | Method of mining an array of gas-bearing coal strata |
SU1670129A1 (en) * | 1989-08-07 | 1991-08-15 | Институт Геотехнической Механики Ан Усср | Method and apparatus for mining coal in burst- hazardous seams |
WO2007011986A2 (en) * | 2005-07-18 | 2007-01-25 | Oil Sands Underground Mining, Inc. | Method of increasing reservoir permeability |
RU2363849C2 (en) * | 2006-07-28 | 2009-08-10 | Институт проблем комплексного освоения недр РАН | Method of underground hydraulic development of solid mineral deposits |
RU2339818C1 (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-27 | Геннадий Дмитриевич Задавин | Degassing method of set of contiguous coal beds for barrier method |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108252716A (en) * | 2018-02-06 | 2018-07-06 | 新疆大学 | A kind of working face wall guard method for applying artificial cutting seam |
CN108843331A (en) * | 2018-07-06 | 2018-11-20 | 山东科技大学 | Slim hole joint release method for arranging under the equivalent drilling area of one kind |
CN110344831A (en) * | 2019-07-17 | 2019-10-18 | 天地科技股份有限公司 | Top release is cut without coal column along the sky lane self-contained Xiang Liu method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102678120B (en) | Method for releasing pressure and removing danger of rock burst | |
AU2012272545B2 (en) | Mining method for gassy and low permeability coal seams | |
RU2373398C1 (en) | Method of degasification and softening of rocks | |
CN106321025B (en) | A kind of coal and the green harmonic extraction system of oil gas and application process | |
CN107120137B (en) | A kind of coal roadway tunneling is along seat earth Deephole pre-splitting blasting pumping method | |
RU2419723C1 (en) | Degasation method of developed coal beds | |
RU2564888C1 (en) | Method of hydraulic coal mining from gas-bearing formations | |
CN104329113A (en) | Gas drainage method by pressure relief of coal bed bottom plate through ground drilling and loosening blasting | |
RU2453705C1 (en) | Method for degassing of coal beds | |
RU2571464C1 (en) | Preliminary degassing of coal series and worked-out area | |
RU2447290C1 (en) | Method for degassing of coal beds | |
RU2498065C1 (en) | Method to mine mineral beds | |
RU2664281C1 (en) | Method for developing kimberlite deposits | |
RU2136890C1 (en) | Method for degassing of coal seams | |
RU2388911C2 (en) | Complex method for development of beds that are dangerous by gas and dust, disposed to mountain bumps and spontaneous emissions | |
CN113107583A (en) | Thick and hard roof high-gas coal seam gas extraction system and extraction method | |
CN107762506A (en) | Based on falling ore deposit stage mineral building afterwards filling mining method | |
CN107762509A (en) | A kind of method for improving mining efficiency | |
RU2400625C1 (en) | Method for combined development of mineral deposits | |
Hudecek et al. | Results from dealing with rock and gas outburst prevention in the czech republic | |
CN104763423A (en) | Technology for mining powder ore by inverse well rock drilling | |
CN105134288B (en) | Hole dredging device and method for isolated grouting drill hole in mining overburden rock | |
RU2599121C1 (en) | Method of protection from rock bumps and sudden emissions | |
RU2539083C1 (en) | Openworking with explosion effects on mineral bed | |
RU2163968C2 (en) | Method of cover caving |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170926 |