RU2571464C1 - Preliminary degassing of coal series and worked-out area - Google Patents
Preliminary degassing of coal series and worked-out area Download PDFInfo
- Publication number
- RU2571464C1 RU2571464C1 RU2014150407/03A RU2014150407A RU2571464C1 RU 2571464 C1 RU2571464 C1 RU 2571464C1 RU 2014150407/03 A RU2014150407/03 A RU 2014150407/03A RU 2014150407 A RU2014150407 A RU 2014150407A RU 2571464 C1 RU2571464 C1 RU 2571464C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wells
- methane
- worked
- coal seam
- massif
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной угледобыче, и предназначено для предварительной дегазации зоны повышенного горного давления со стороны погашенной лавы, а также при отработке свиты газоносных пластов с прочной слабопроницаемой кровлей и почвой и выработанного пространства.The invention relates to the mining industry, namely to underground coal mining, and is intended for preliminary degassing of the zone of high rock pressure from the extinguished lava, as well as for mining a suite of gas-bearing formations with a strong low-permeable roof and soil and the worked out space.
В практике подземной угледобычи известен способ разгрузки опережающей надработкой или подработкой сближенных пластов, включающий подготовку выемочных столбов (ВС) путем проведения и крепления конвейерных (КВ) и вентиляционных выработок с оставлением угольного целика между КВ отрабатываемого ВС и вентиляционной выработкой, подлежащего отработке ВС с проведением вентиляционных сбоек между ними и удаление метана с помощью потока метановоздушной смеси, создаваемого утечками воздуха, выносимыми из очистного забоя через выработанное пространство (Патент RU 2282030 С1, опубликовано 20.08.2006, Бюл. №23 (аналог)). Однако при наличии трудных (прочных и слабопроницаемых) пород кровли и почвы большое количество метана остается в пласте и массиве даже при опережающей отработке защитных пластов и торпедировании пород кровли со стороны погашенной лавы.In the practice of underground coal mining, there is a known method of unloading by advancing overtime or undermining of adjacent seams, including the preparation of excavation columns (AE) by conducting and securing conveyor (AE) and ventilation openings, leaving a coal pillar between the AE of the developed AE and the ventilation opening to be worked out by the AE with conducting ventilation interruptions between them and methane removal using a methane-air mixture flow created by air leaks carried out from the face through the exhaust country (Patent RU 2282030 C1, published August 20, 2006, Bull. No. 23 (analogue)). However, in the presence of difficult (strong and poorly permeable) roof and soil rocks, a large amount of methane remains in the formation and massif even when the protective layers are advanced and the roof rocks are torpedoed from the side of the extinguished lava.
Известен также метод интенсификации гидроразрыва горных пород через обсадную перфорированную трубу, включающий бурение скважины и подачу в нее взвеси, содержащей жидкий диоксид углерода и тонкодисперсный материал; гидроразрыв осуществляют посредством создания перехода диоксида углерода из жидкого в газообразное состояние (Патент RU 2280163 С1, опубликовано 20.07.2006, Бюл. №20). Этот способ является технически наиболее близким к предлагаемому изобретению и взят авторами в качестве прототипа. Недостаток данного способа заключается в том, что применение диоксида углерода пагубно сказывается на экологии, так как при взаимодействии с водой в результате реакции соединения образуется кислота, что приводит при попадании на поверхность к кислотным дождям.There is also known a method of intensification of hydraulic fracturing of rocks through a perforated casing, including drilling a well and supplying it with a suspension containing liquid carbon dioxide and finely divided material; hydraulic fracturing is carried out by creating a transition of carbon dioxide from liquid to gaseous state (Patent RU 2280163 C1, published July 20, 2006, Bull. No. 20). This method is technically the closest to the proposed invention and is taken by the authors as a prototype. The disadvantage of this method is that the use of carbon dioxide has a detrimental effect on the environment, because when reacted with water, an acid is formed as a result of the reaction of the compound, which leads to acid rain when it comes to the surface.
Технический результат заключается в увеличении производительности лавы за счет эффективной подземной дегазации и разгрузки свиты отрабатываемых пластов в условиях прочных и слабопроницаемых пород междупластья и повышения безопасности горных работ.The technical result consists in increasing the productivity of the lava due to the effective underground degassing and unloading of the retinue of the worked seams in the conditions of strong and poorly permeable inter-bedded rocks and increasing the safety of mining operations.
Предлагаемый способ позволяет обеспечить комплексность воздействия на угольный пласт на основе его дегазации через скважины и разгрузки подработкой и надработкой для удаления метана из пласта и выработанного пространства в созданный в том числе и за счет образования продольных щелей и поперечных разгружающих щелей порово-трещинный объем массива прочных и слабопроницаемых пород кровли и почвы с последующим его извлечением через скважины, отсутствие помех основным подземным процессам, так как отработку пласта предусмотрено производить из опережающих очистные работы горных выработок, применение одних и тех же скважин и шпуров для удаления метана из пласта и выработанного пространства действующей и погашенной лав, а также производить работы поэтапно с их совмещением. Дегазационные скважины представляют наклонные пробуренные из специально предназначенных для этого выработок скважины с горизонтальными окончаниями большего диаметра, переходящие в дегазационные малого диаметра шпуры-заходки на угольный пласт. Для предотвращения преждевременного метаноудаления предусмотрена пропантовая заглушка, впоследствии размываемая водой. При метаноизвлечении соблюдают цикличность работ. Сначала через нагнетательные скважины водой оттесняют метан к добычным скважинам, по завершении цикла для интенсификации порядок изменяют - метан оттесняют через добычные скважины к нагнетательным.The proposed method allows to provide a comprehensive impact on a coal seam based on its degassing through wells and unloading by underworking and underworking to remove methane from the seam and worked out space created, including due to the formation of longitudinal cracks and transverse unloading cracks, of the pore-crack volume of the solid and poorly permeable roof and soil rocks with its subsequent extraction through boreholes, there is no interference with the main underground processes, since the development of the formation is foreseen from the mine workings ahead of the treatment work, the use of the same wells and holes to remove methane from the reservoir and the worked out space of the existing and extinguished lavas, as well as to carry out works in stages with their combination. Degassing wells are inclined drilled from specially designed workings of the well with horizontal endings of a larger diameter, turning into small-diameter degassing bore-holes on a coal seam. To prevent premature methane removal, a proppant plug is provided, which is subsequently eroded by water. With methane recovery, work cycles are respected. First, methane is pushed through water to the production wells through injection wells; at the end of the cycle, the order is changed to intensify - methane is pushed through production wells to injection wells.
Осуществление способа показано на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3. На фиг. 1 представлена предлагаемая схема отработки свиты пластов в вертикальном разрезе, на фиг. 2 - та же схема, вид сверху, с нанесением теоретических положений, на фиг. 3 - разрез по линии А-А.The implementation of the method is shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3. In FIG. 1 presents a proposed scheme for mining a formation suite in a vertical section, in FIG. 2 - the same diagram, top view, with the application of theoretical positions, in FIG. 3 - section along the line aa.
Из выработки 1 бурят наклонные скважины, переходящие в горизонтальные окончания и выходящие в отработанное пространство 2 (фиг. 1 и 2). При этом скважины размещают не в угольном пласте, а во вмещающих породах, как наиболее устойчивых и сохраняющих форму. По назначению скважины различают нагнетательные и добычные. Для интенсификации метаноизвлечения в нагнетательных горизонтальных скважинах 3 предусматривают поэтапное линейное гидрорасщепление прочных и слабопроницаемых пород почвы и кровли на отдельности в направлении от лавы через обсадную перфорированную трубу (фиг. 3). При отступающем порядке производства работ через перфорацию под давлением, необходимым для разрушения вмещающих пород, в массив подают флюид, в компонентный состав которого входят вода и поверхностно-активные вещества (ПАВ) с целью повышения эффективности проникновения образуемой трещины 4 в поровый объем массива. Сразу же после осуществления гидрорасщепления через ту же перфорацию подают воздух для осушения трещин. Далее трещину тампонируют пропантовой пробкой (заглушкой). Давление струи флюида зависит от физических свойств пород. При этом заглушка не позволяет метану уйти в свободное пространство, а временно задерживает его в трещине. За счет разгрузочного действия максимальное развитие трещин гидрорасщепления происходит при их ортогональном расположении к направлению действия максимальных горизонтальных тектонических составляющих горного давления 5 при их наличии в шахтном поле (Курленя М.В., Серяков В.М., Еременко А.А. Техногенные геомеханические поля напряжений. - Новосибирск: Наука, 2005. - 264 с., с. 40; Ромашов А.Н., Цыганков С.С. О природе тектонических напряжений в земной коре // Горный журнал. - 1996. - №7-8. - С. 41-44, с. 44). Таким образом, создают систему продольных и поперечных трещин, как показано на фиг. 2 и 3.From the development 1, inclined wells are drilled, turning into horizontal endings and going into the worked-out space 2 (Figs. 1 and 2). In this case, the wells are not placed in the coal seam, but in the host rocks, as the most stable and shape-preserving. By purpose, the wells are distinguished between injection and production. To intensify methane recovery in injection
Для обеспечения дополнительной газовой разгрузки угольного пласта 7 и отработанного пространства 8 одновременно с созданием наклонных скважин проводят заходки 6 на пласт в виде шпуров меньшего диаметра.To ensure additional gas unloading of the
Затем методом чередования через нагнетательные скважины 3 подают воду, растворяющую и размывающую заглушку и оттесняющую метан к добычным скважинам 9, через которые его извлекают на земную поверхность. Метод чередования подразумевает изменение порядка после осуществления первого цикла, а именно то, что впоследствии метан через добычные скважины оттесняют к нагнетательным скважинам. Расположение скважин определяют с учетом действия нависающих породных консолей 10 со стороны рабочей и погашенной лав, за счет чего достигается эффективность разгрузки от опорного горного давления 11, создаваемого этими консолями (фиг. 2), как со стороны погашенной, так и со стороны действующей лав.Then, by alternating method, water is injected through
В целях увеличения безопасности горных работ определяют зоны влияния надработки и подработки 12 от соседних пластов. Для чего в этих зонах проводят контрольные мероприятия - бурят скважины и устанавливают сенсоры 13, с лавного конвейера бурят дегазационную скважину 14, осуществляют мониторинг 15 путем подачи информации о горном давлении на регистрирующий компьютер, который сохраняет данные и направляет их на обработку оператору и по сети Internet - проектанту.In order to increase the safety of mining operations, zones of influence of the underwork and part-
Проведение комплекса мероприятий, изложенных в представленном изобретении, способствует увеличению производительности лавы и «абсолютной» безопасности работ в противоположность существующему на предприятиях принципу безопасности на основе «допустимого риска».Carrying out a set of measures described in the presented invention helps to increase the productivity of lava and the “absolute” safety of work, as opposed to the safety principle existing at enterprises based on “acceptable risk”.
Примером осуществления описанного способа может служить отработка свиты пологих пластов Воркутского месторождения. Объемный вес γ угля и предел прочности на сжатие соответственно 1,22 т/м3 и 14 МПа, малопроницаемые песчаники кровли и почвы имеют плотность - 2,7 т/м3, предел прочности на сжатие - 114 МПа, крепость по М.М. Протодьяконову f=11, проницаемость - менее 0,01 мкм2. Средняя природная метаноносность - 25 м3/т. Для массива, сложенного породами и углем с приведенными физическими свойствами, максимальное значение опорного горного давления на глубине порядка 1000 м со стороны рабочей лавы составляет 1,3 γН, со стороны погашенной - 1,6 γН. За счет снижения газоносности менее 8 м3/т можно ожидать увеличение нагрузки на лаву ориентировочно в 4 раза, эффективность дегазации при этом более 90%.An example of the implementation of the described method can be the development of a suite of shallow formations of the Vorkutskoye field. The volumetric weight of coal γ and the compressive strength are 1.22 t / m 3 and 14 MPa, respectively, low-permeable sandstones of the roof and soil have a density of 2.7 t / m 3 , the compressive strength is 114 MPa, and M. M strength . Protodyakonov f = 11, permeability - less than 0.01 μm 2 . The average natural methane content is 25 m 3 / t. For an array composed of rocks and coal with reduced physical properties, the maximum value of the reference rock pressure at a depth of about 1000 m from the side of the working lava is 1.3 γH, from the quenched side - 1.6 γH. Due to a decrease in gas content of less than 8 m 3 / t, we can expect an increase in the load on the lava by approximately 4 times, and the degassing efficiency is more than 90%.
В случае если вмещающие породы менее устойчивы и хорошо проницаемые, для осуществления мероприятий рекомендуем при наличии надработки, подработки пласта наклонные скважины с горизонтальными окончаниями бурить исключительно в почве или только в кровле соответственно.If the host rocks are less stable and well permeable, for the implementation of measures, we recommend that if there is an underwork, a part-time job, deviated wells with horizontal endings should be drilled exclusively in the soil or only in the roof, respectively.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014150407/03A RU2571464C1 (en) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | Preliminary degassing of coal series and worked-out area |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014150407/03A RU2571464C1 (en) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | Preliminary degassing of coal series and worked-out area |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2571464C1 true RU2571464C1 (en) | 2015-12-20 |
Family
ID=54871369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014150407/03A RU2571464C1 (en) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | Preliminary degassing of coal series and worked-out area |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2571464C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105927270A (en) * | 2016-07-05 | 2016-09-07 | 重庆大学 | Gas extraction method for parallel hole arrangement of L-shaped drilling and fracturing weakening top plate |
CN105971662A (en) * | 2016-07-05 | 2016-09-28 | 重庆大学 | Method for gas extraction by coal seam roof weakening through L-shaped drilling staged fracturing |
CN106545314A (en) * | 2016-12-09 | 2017-03-29 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | A kind of combination type hole sealing device |
RU2646642C1 (en) * | 2017-02-02 | 2018-03-06 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Method for degassing overmined coal-bearing strata |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU750108A1 (en) * | 1975-06-26 | 1980-07-23 | Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Method of degassing coal bed satellites |
SU796464A1 (en) * | 1976-04-16 | 1981-01-15 | Ордена Октябрьской Революции Иордена Трудового Красного Знамениинститут Горного Дела Им.A.A.Скочинского | Method of complex degassing of mine fields |
SU1049675A1 (en) * | 1982-06-15 | 1983-10-23 | Производственное Объединение По Добыче Угля "Стахановуголь" | Coal-bearing thickness degasing method |
US4544208A (en) * | 1984-07-23 | 1985-10-01 | Concoco Inc. | Degasification of coal |
SU1481432A1 (en) * | 1987-01-15 | 1989-05-23 | Институт горного дела им.А.А.Скочинского | Method of degassing overmined strata of beds mined in longwalls in the dip |
US4978172A (en) * | 1989-10-26 | 1990-12-18 | Resource Enterprises, Inc. | Gob methane drainage system |
SU1693264A1 (en) * | 1989-07-10 | 1991-11-23 | Государственный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и проектный угольный институт с экспериментальным заводом "Печорниипроект" | Method of drainage of satellite seams |
RU2339818C1 (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-27 | Геннадий Дмитриевич Задавин | Degassing method of set of contiguous coal beds for barrier method |
RU2453705C1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) | Method for degassing of coal beds |
-
2014
- 2014-12-12 RU RU2014150407/03A patent/RU2571464C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU750108A1 (en) * | 1975-06-26 | 1980-07-23 | Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Method of degassing coal bed satellites |
SU796464A1 (en) * | 1976-04-16 | 1981-01-15 | Ордена Октябрьской Революции Иордена Трудового Красного Знамениинститут Горного Дела Им.A.A.Скочинского | Method of complex degassing of mine fields |
SU1049675A1 (en) * | 1982-06-15 | 1983-10-23 | Производственное Объединение По Добыче Угля "Стахановуголь" | Coal-bearing thickness degasing method |
US4544208A (en) * | 1984-07-23 | 1985-10-01 | Concoco Inc. | Degasification of coal |
SU1481432A1 (en) * | 1987-01-15 | 1989-05-23 | Институт горного дела им.А.А.Скочинского | Method of degassing overmined strata of beds mined in longwalls in the dip |
SU1693264A1 (en) * | 1989-07-10 | 1991-11-23 | Государственный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и проектный угольный институт с экспериментальным заводом "Печорниипроект" | Method of drainage of satellite seams |
US4978172A (en) * | 1989-10-26 | 1990-12-18 | Resource Enterprises, Inc. | Gob methane drainage system |
RU2339818C1 (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-27 | Геннадий Дмитриевич Задавин | Degassing method of set of contiguous coal beds for barrier method |
RU2453705C1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) | Method for degassing of coal beds |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105927270A (en) * | 2016-07-05 | 2016-09-07 | 重庆大学 | Gas extraction method for parallel hole arrangement of L-shaped drilling and fracturing weakening top plate |
CN105971662A (en) * | 2016-07-05 | 2016-09-28 | 重庆大学 | Method for gas extraction by coal seam roof weakening through L-shaped drilling staged fracturing |
CN106545314A (en) * | 2016-12-09 | 2017-03-29 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | A kind of combination type hole sealing device |
RU2646642C1 (en) * | 2017-02-02 | 2018-03-06 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) | Method for degassing overmined coal-bearing strata |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2012272545B2 (en) | Mining method for gassy and low permeability coal seams | |
RU2373398C1 (en) | Method of degasification and softening of rocks | |
RU2571464C1 (en) | Preliminary degassing of coal series and worked-out area | |
US7493951B1 (en) | Under-balanced directional drilling system | |
RU2419723C1 (en) | Degasation method of developed coal beds | |
CN106014407A (en) | Method for controlling disasters by utilizing roof crevice water to weaken main control coal seams and rock strata in situ | |
RU2402681C1 (en) | Method for development of narrow sloping and inclined ore bodies | |
CN102536240A (en) | Method for preventing rock burst by adopting high-pressure fracturing | |
RU2447290C1 (en) | Method for degassing of coal beds | |
CN104612644A (en) | Gas phase fracturing and fast gas extraction method for low permeability coal bed | |
RU2564888C1 (en) | Method of hydraulic coal mining from gas-bearing formations | |
CN103032059A (en) | Directional hydraulic fracturing connected mining method | |
CN114352277B (en) | Coal mine composite dynamic disaster prevention and control method based on controllable shock waves | |
RU2394991C1 (en) | Procedure for solid coal weakening | |
RU2757619C1 (en) | Method for developing low-powered steel ore bodies | |
RU2388911C2 (en) | Complex method for development of beds that are dangerous by gas and dust, disposed to mountain bumps and spontaneous emissions | |
RU2730689C1 (en) | Method of hydraulic fracturing of coal bed | |
RU2672296C1 (en) | Method of developing adjacent of coal seams | |
Klishin et al. | Development of device for interval-by-interval hydraulic fracture | |
RU2415266C1 (en) | Method of coal extraction from chambers with pre-production mining of methane | |
SU1693264A1 (en) | Method of drainage of satellite seams | |
RU2599121C1 (en) | Method of protection from rock bumps and sudden emissions | |
US20240141770A1 (en) | Methods of improved cavern rubblization for enhanced potash recovery | |
RU2730471C1 (en) | Method for underground development of gently sloping and inclined ore bodies | |
EA017030B1 (en) | Hard mineral resource mining method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201213 |