RU2802466C1 - Method for isolating mine working from rock mass - Google Patents
Method for isolating mine working from rock mass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2802466C1 RU2802466C1 RU2022131877A RU2022131877A RU2802466C1 RU 2802466 C1 RU2802466 C1 RU 2802466C1 RU 2022131877 A RU2022131877 A RU 2022131877A RU 2022131877 A RU2022131877 A RU 2022131877A RU 2802466 C1 RU2802466 C1 RU 2802466C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mine
- hydraulic fracturing
- rock mass
- cracks
- rock
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к горному делу и может быть использовано при дегазации угольных пластов в шахтных условиях для снижения подсосов воздуха из горных выработок в дегазационные скважины, повышения эффективности извлечения и использования угольного метана, а также при эксплуатации подземных сооружений, тоннелей для повышения эффективности их гидроизоляции, защиты от поступления пластовых вод.The proposed technical solution relates to mining and can be used in degassing coal seams in mine conditions to reduce air leaks from mine workings into degassing wells, increasing the efficiency of extraction and use of coalbed methane, as well as during the operation of underground structures and tunnels to increase the efficiency of their waterproofing , protection from the influx of formation water.
Защита горной выработки, тоннеля от поступления пластовых вод является важным элементом безопасной эксплуатации подземных сооружений. Изоляция горной выработки от зоны дренирования угольного пласта дегазационной скважиной является важным элементом дегазации угольных пластов и служит для предотвращения фильтрации воздуха в дегазационную скважину через породный массив. Повышение концентрации воздуха в извлекаемой скважиной газовой смеси снижает эффективность дегазации угольного пласта и затрудняет промышленное использование угольного метана.Protection of a mine working and a tunnel from the influx of formation water is an important element of the safe operation of underground structures. Isolation of a mine working from the drainage zone of a coal seam by a degassing well is an important element of degassing of coal seams and serves to prevent air filtration into the degassing well through the rock mass. An increase in air concentration in the gas mixture extracted by a well reduces the efficiency of coal seam degassing and complicates the industrial use of coalbed methane.
Для уменьшения подсосов воздуха в дегазационные скважины используют различные способы изоляции горных выработок, в том числе создание в породном массиве непроницаемых экранов, заполненных жидкими или твердеющими изоляционными составами, например эластичными полимерами.To reduce air leaks into degassing wells, various methods of isolating mine workings are used, including the creation of impenetrable screens in the rock mass filled with liquid or hardening insulating compounds, for example, elastic polymers.
Известен способ герметизации дегазационных скважин по патенту РФ № 2108464 (МПК E21F 7/00, опубл. 10.04.1998, бюл. 31), включающий обсадку участка скважины и установку герметизатора, отличающийся тем, что перед обсадкой на участке скважины между устьем и местом установки герметизатора производят поинтервальный ориентированный гидроразрыв, а полученные трещины заполняют твердеющим составом, например, водными растворами гелеобразующих составов, и создают в окружающем массиве воздухонепроницаемые экраны, после чего производят обсадку скважины и устанавливают герметизатор. Использование известного способа в объеме приведенных признаков позволяет снизить подсосы воздуха и повысить содержание метана в извлекаемой из породного массива газовой смеси.There is a known method for sealing degassing wells according to RF patent No. 2108464 (MPC E21F 7/00, publ. 04/10/1998, bulletin 31), including casing a section of the well and installing a sealer, characterized in that before casing in the section of the well between the wellhead and the installation site In the sealer, interval-oriented oriented hydraulic fracturing is carried out, and the resulting cracks are filled with a hardening composition, for example, aqueous solutions of gel-forming compositions, and airtight screens are created in the surrounding mass, after which the well is cased and a sealer is installed. The use of a known method in the scope of the given characteristics makes it possible to reduce air leaks and increase the methane content in the gas mixture extracted from the rock mass.
Недостатком известного способа по патенту РФ № 2108464 является возможность частичного нарушения сплошности воздухонепроницаемого экрана после отвердевания изоляционного состава, например под действием техногенных или природных деформационных процессов в окружающем породном массиве, что приводит к нарушению герметизации дегазационной скважины.The disadvantage of the known method according to RF patent No. 2108464 is the possibility of partial disruption of the continuity of the airtight screen after hardening of the insulating composition, for example, under the influence of man-made or natural deformation processes in the surrounding rock mass, which leads to a violation of the sealing of the degassing well.
Кроме того, в известном способе по патенту № 2108464 непроницаемые экраны создают путем проведения гидроразрывов на участке дегазационной скважины между герметизатором и ее устьем, что ограничивает область размещения экранов в породном массива. При этом в интервалах пересечения горной выработки естественными и искусственными нарушениями породного массива, например трещиноватыми зонами, фильтрация воздуха из горной выработки в зону дренирования угольного пласта дегазационной скважиной может проходить через всю поверхность выработки в интервале пересечения, включая ее кровлю, подошву, в том числе в обход локальной области породного массива, содержащей созданные воздухонепроницаемые экраны, что приводит к нарушению герметизации дегазационной скважины.In addition, in the known method according to patent No. 2108464, impermeable screens are created by carrying out hydraulic fracturing in the area of the degassing well between the sealer and its mouth, which limits the area where the screens are placed in the rock mass. At the same time, in the intervals where the mine workings intersect with natural and artificial disturbances of the rock mass, for example, fractured zones, the filtration of air from the mine workings into the drainage zone of the coal seam by a degassing well can pass through the entire surface of the workings in the intersection interval, including its roof, base, including bypassing a local area of the rock mass containing created airtight screens, which leads to a violation of the sealing of the degassing well.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ герметизации дегазационных скважин по патенту РФ №2641555 (МПК Е21F 7/00, Е21В 33/10, опубл. 22.03.2018 г., бюл. 9), включающий выполнение ориентированного гидроразрыва горных пород, создание в окружающем массиве воздухонепроницаемых экранов, например из вспомогательных скважин, пробуренных параллельно дегазационной скважине, создание слоя горных пород, препятствующего фильтрации воздуха в рабочую часть дегазационной скважины, между двумя параллельно расположенными воздухонепроницаемыми экранами за счёт пропитывания горных пород жидкостью с пластовым давлением выше давления воздуха в горной выработке.The closest to the proposed solution in terms of technical essence and achieved result is the method of sealing degassing wells according to RF patent No. 2641555 (MPK E21F 7/00, E21B 33/10, publ. 03.22.2018, bullet. 9), including performing oriented hydraulic fracturing rocks, creating airtight screens in the surrounding massif, for example from auxiliary wells drilled parallel to the degassing well, creating a layer of rocks that prevents the filtration of air into the working part of the degassing well, between two parallel airtight screens due to the impregnation of rocks with a liquid with a reservoir pressure higher air pressure in the mine workings.
Из описания патента РФ № 2641555 следует, что вспомогательные скважины бурят на глубину 4–8 м на расстоянии 0.5-1 м от герметизируемой дегазационной скважины, а гидроразрывы проводят поперек вспомогательных скважин на расстоянии не более 0.2 м от их забоев с закачкой рабочей жидкости в объеме 8/π1/2*KIC*(1-v2)/E*R5/2, где R – радиус создаваемого противофильтрационного экрана равный 5-10 м, KIC – критический коэффициент интенсивности напряжений, Па*м1/2, v – коэффициент Пуассона, E – модуль упругости породы, Па. Таким образом, наиболее близкий к горной выработке противофильтрационный экран создают на удалении (L) не менее 3.8 м от ее поверхности, что в полтора раза превышает половину среднего диаметра (D) поперечного сечения горных выработок, из которых бурят дегазационные скважины на угледобывающих шахтах. На таком удалении разгрузка породного массива выработкой незначительно влияет на форму и объем создаваемой трещины гидроразрыва, что позволяет использовать приведенную в описании патента РФ № 2641555 формулу для расчета необходимого объема рабочей жидкости для получения дисковой трещины заданного радиуса.From the description of the RF patent No. 2641555 it follows that auxiliary wells are drilled to a depth of 4–8 m at a distance of 0.5–1 m from the sealed degassing well, and hydraulic fracturing is carried out across the auxiliary wells at a distance of no more than 0.2 m from their bottoms with the injection of working fluid in volume 8/π 1/2 *K IC *(1-v 2 )/E*R 5/2 , where R is the radius of the created anti-filtration screen equal to 5-10 m, K IC is the critical stress intensity factor, Pa*m 1/ 2 , v – Poisson’s ratio, E – rock elastic modulus, Pa. Thus, the anti-filtration screen closest to the mine opening is created at a distance (L) of at least 3.8 m from its surface, which is one and a half times greater than half the average diameter (D) of the cross section of the mine openings from which degassing wells are drilled in coal mines. At such a distance, the unloading of the rock mass by workings has little effect on the shape and volume of the created hydraulic fracturing crack, which makes it possible to use the formula given in the description of RF patent No. 2641555 to calculate the required volume of working fluid to obtain a disk crack of a given radius.
Противофильтрационные экраны по патенту РФ № 2641555 перекрывают подсосы воздуха через прилегающий к дегазационной скважине слой пород, нарушенных процессом ее бурения, но в местах пересечения горной выработки естественными и искусственными нарушениями породного массива, например трещиноватыми зонами, фильтрация воздуха может проходить по нарушениям породного массива в обход экранов. Схема путей фильтрации воздуха в дегазационную скважину при наличии и в отсутствии противофильтрационного экрана, созданного способом по патенту РФ № 2641555, поясняется фиг. 1. Наличие экрана 6 удлиняет путь фильтрации воздуха по нарушениями породного массива 1 примерно в Ф1/Ф2 раза, где Ф1≈[(R-D/2)2+(L+D/2)2]1/2+R, Ф2=L - максимально в 4.8 раза при значениях параметров R=10 м, L=3.8 м, D=5 м. Поскольку разница давлений воздуха в горной выработке 2 и газа в интервале дегазационной скважины 4 изолированной герметизатором 5 мало зависят от наличия экрана, то удлинение пути фильтрации воздуха противофильтрационным экраном по патенту РФ №2641555 снижает подсосы воздуха в дегазационную скважину 3 не более, чем в 5 раз. Ограниченные возможности изоляции горной выработки известным способом по патенту РФ № 2641555 являются его существенным недостатком.Anti-filtration screens according to RF patent No. 2641555 block air leaks through the layer of rock adjacent to the degassing well, disturbed by the drilling process, but in places where the mine opening intersects with natural and artificial disturbances of the rock mass, for example, fractured zones, air filtration can take place along the disturbances of the rock mass, bypassing screens. The diagram of air filtration paths into the degassing well in the presence and absence of an anti-filtration screen created by the method according to RF patent No. 2641555 is illustrated in Fig. 1. The presence of screen 6 lengthens the path of air filtration through disturbances in rock mass 1 by approximately Ф1/Ф2 times, where Ф1≈[(RD/2) 2 +(L+D/2) 2 ] 1/2 +R, Ф2=L - maximum 4.8 times with parameter values R=10 m, L=3.8 m, D=5 m. Since the difference in air pressure in mine workings 2 and gas in the interval of degassing well 4 isolated by sealer 5 depends little on the presence of a screen, the lengthening of the path air filtration with an anti-filtration screen according to RF patent No. 2641555 reduces air leaks into the degassing well 3 by no more than 5 times. The limited possibilities of isolating a mine opening using the known method according to RF patent No. 2641555 are its significant drawback.
Техническая задача, решаемая с помощью предлагаемого способа, заключается в повышении эффективности изоляции горной выработки за счет увеличения охвата контура горной выработки непроницаемыми экранами.The technical problem solved using the proposed method is to increase the efficiency of mine opening isolation by increasing the coverage of the mine opening contour with impenetrable screens.
Поставленная задача решается тем, что в способе изолирования горной выработки от породного массива, включающем создание в породном массиве непроницаемых экранов путем бурения скважин из горной выработки, выполнения гидроразрыва горных пород для формирования трещин в породном массиве и заполнение трещин изолирующим составом, согласно техническому решению, гидроразрывы проводят на удалении от поверхности горной выработки равном 0.1-0.3 величины среднего диаметра выработки, задавая начальное развитие трещин поперек направления действующего в плоскости поперечного сечения горной выработки максимального сжатия пород и заполняют каждую созданную трещину эластичным полимером под давлением равным давлению распространения трещины в объеме не менее 70*KIC*(1-v2)/E*D5/2, м3, где D – средний диаметр поперечного сечения горной выработки, м, KIC – критический коэффициент интенсивности напряжений, Па*м1/2, v – коэффициент Пуассона, E – модуль упругости породы, Па для формирования дугообразного непроницаемого экрана, охватывающего не менее половины контура поперечного сечения горной выработки.The problem is solved by the fact that in the method of isolating a mine opening from a rock mass, which includes creating impenetrable screens in the rock mass by drilling wells from a mine opening, performing hydraulic fracturing of rocks to form cracks in the rock mass and filling the cracks with an insulating composition, according to the technical solution, hydraulic fracturing carried out at a distance from the surface of the mine workings equal to 0.1-0.3 of the average diameter of the workings, setting the initial development of cracks across the direction of the maximum rock compression acting in the cross-sectional plane of the mine workings and filling each created crack with an elastic polymer under pressure equal to the crack propagation pressure in a volume of at least 70 *K IC *(1-v 2 )/E*D 5/2 , m 3 , where D is the average diameter of the cross-section of the mine opening, m, K IC is the critical stress intensity factor, Pa*m 1/2 , v – Poisson's ratio, E – modulus of elasticity of the rock, Pa for the formation of an arc-shaped impenetrable screen covering at least half of the contour of the cross-section of the mine workings.
Указанная совокупность существенных признаков обеспечивает криволинейное развитие трещин гидроразрыва по дуге вокруг горной выработки с охватом не менее половины ее контура и формирование совпадающих с трещинами непроницаемых экранов после заполнения объема созданных трещин гидроразрыва изолирующим составом. Формирование огибающих по дуге горную выработку трещин при проведении гидроразрыва в зоне разгрузки породного массива горной выработкой подтверждено результатами математического и физического моделирования гидроразрыва породного массива в окрестности цилиндрической полости (Сердюков С.В., Азаров А.В., Рыбалкин Л.А., Патутин А.В. О форме трещин гидроразрыва породного массива в окрестности цилиндрической полости // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2021г. № 6. С.72-84. [1]). Форма образующихся трещин зависит от напряженного состояния породного массива, расстояния до поверхности горной выработки, упругих и прочностных свойств пород. В случае, когда вне зоны влияния горной выработки сжатие породного массива неоднородно, развитие трещины происходит в энергетически выгодном направлении по дуге вокруг горной выработки до тех пор, пока направление ее роста не становится перпендикулярным проекции минимального сжатия пород на плоскость поперечного сечения горной выработки. По достижении этого положения энергетически более выгодным становится распространение трещины вдоль продольной оси горной выработки, вследствие чего трещина разворачивается и начинает распространяться по этому направлению. В результате образуется трещина, форма которой показана на фиг. 2 [1].This set of essential features ensures the curvilinear development of hydraulic fracturing cracks in an arc around the mine working, covering at least half of its contour and the formation of impenetrable screens coinciding with the cracks after filling the volume of the created hydraulic fracturing cracks with an insulating composition. The formation of cracks enveloping an arc of a mine opening during hydraulic fracturing in the zone of unloading of a rock mass by a mining opening is confirmed by the results of mathematical and physical modeling of hydraulic fracturing of a rock mass in the vicinity of a cylindrical cavity (Serdyukov S.V., Azarov A.V., Rybalkin L.A., Patutin A.V. On the shape of hydraulic fracturing cracks in a rock mass in the vicinity of a cylindrical cavity // Physico-technical problems of mining minerals, 2021, No. 6, pp. 72-84. [1]). The shape of the resulting cracks depends on the stressed state of the rock mass, the distance to the surface of the mine workings, and the elastic and strength properties of the rocks. In the case when, outside the zone of influence of the mine opening, the compression of the rock mass is non-uniform, the development of the crack occurs in an energetically favorable direction along an arc around the mine opening until the direction of its growth becomes perpendicular to the projection of the minimum compression of the rocks onto the cross-sectional plane of the mine opening. Upon reaching this position, propagation of the crack along the longitudinal axis of the mine opening becomes energetically more favorable, as a result of which the crack turns around and begins to propagate in this direction. As a result, a crack is formed, the shape of which is shown in Fig. 2 [1].
В случае, когда вне зоны влияния горной выработки сжатие породного массива однородно (гидростатическое напряженное состояние породного массива), образуется изогнутая по дуге вокруг горной выработки дискообразная трещина [1].In the case where, outside the zone of influence of the mine opening, the compression of the rock mass is uniform (hydrostatic stress state of the rock mass), a disk-shaped crack curved in an arc around the mine opening is formed [1].
По мере удаления инициатора гидроразрыва от горной выработки ее влияние на напряженное состояние породного массива уменьшается, трещины становятся более прямолинейными и эффект охвата ими контура горной выработки пропадает [1]. Условием достаточной разгрузки породного массива горной выработкой для формирования криволинейной трещины, охватывающей не менее половины контура горной выработки, является проведение гидроразрыва на удалении от поверхности горной выработки не более 0.3*D. На удалении менее 0.1*D возможны повышенные утечки рабочей жидкости гидроразрыва в нарушенные проходкой горной выработки породы, прилегающие к ее поверхности, что затрудняет получение трещин, требуемых размеров и формы. Для формирования криволинейной трещины, охватывающей не менее половины контура горной выработки, гидроразрывы проводятся на удалении от поверхности горной выработки равном (0.1-0.3)*D.As the hydraulic fracturing initiator moves away from the mine opening, its influence on the stress state of the rock mass decreases, the cracks become more linear and the effect of them enveloping the contour of the mine opening disappears [1]. The condition for sufficient unloading of the rock mass by the mine opening for the formation of a curvilinear crack covering at least half of the contour of the mine opening is to carry out hydraulic fracturing at a distance from the surface of the mine opening no more than 0.3*D. At a distance of less than 0.1*D, increased leakage of hydraulic fracturing fluid into rocks disturbed by mining and adjacent to its surface is possible, which makes it difficult to obtain cracks of the required size and shape. To form a curved crack covering at least half of the mine opening contour, hydraulic fracturing is carried out at a distance from the mine working surface equal to (0.1-0.3)*D.
Трещина гидроразрыва, заполненная рабочей жидкостью под давлением, деформирует поверхность рядом расположенной горной выработки, что увеличивает раскрытие трещины по направлению к выработке [2]. В результате объем трещины гидроразрыва в зоне разгрузки породного массива горной выработкой больше, чем такой же по площади трещины вне этой зоны. Общим остается вид функциональной зависимости объема трещины (V) от свойств породы и радиуса трещины V~KIC*(1-v2)/E*R5/2. С учетом размеров непроницаемых экранов согласно техническому решению для формирования дугообразного непроницаемого экрана, охватывающего не менее половины контура горной выработки, требуется заполнить созданную трещину гидроразрыва изолирующим составом, например эластичным полимером, под давлением, равным давлению распространения трещины, в объеме не менее 70*KIC*(1-v2)/E*D5/2, м3.A hydraulic fracture filled with working fluid under pressure deforms the surface of a nearby mine working, which increases the opening of the crack towards the working [2]. As a result, the volume of a hydraulic fracturing crack in the zone of unloading of the rock mass by a mine working is greater than the same crack area outside this zone. The general form remains of the functional dependence of the crack volume (V) on the rock properties and crack radius V~K IC *(1-v 2 )/E*R 5/2 . Taking into account the dimensions of the impermeable screens, according to the technical solution for the formation of an arcuate impermeable screen covering at least half of the mine opening contour, it is necessary to fill the created hydraulic fracturing crack with an insulating composition, for example an elastic polymer, under pressure equal to the crack propagation pressure, in a volume of at least 70*K IC *(1-v 2 )/E*D 5/2 , m 3 .
Гидроразрыв породного массива представляет собой технологическую операцию, которую проводят в скважине, изолируя в ней герметизатором интервал разрыва и нагнетая в этот интервал рабочую жидкость под высоким давлением, достаточным для образования трещины в окружающей скважину породе. Развитие трещины поперек проекции максимального сжатия пород на плоскость поперечного сечения горной выработки в предлагаемом способе может быть задано использованием скважин, пробуренных из горной выработки как по нормали к ее поверхности, так и параллельно ее продольной оси.Hydraulic fracturing of a rock mass is a technological operation that is carried out in a well, isolating the fracture interval in it with a sealant and injecting working fluid into this interval at high pressure, sufficient to form a crack in the rock surrounding the well. The development of a crack across the projection of the maximum compression of the rocks onto the cross-sectional plane of the mine opening in the proposed method can be specified by using wells drilled from the mine opening both normal to its surface and parallel to its longitudinal axis.
Сущность предлагаемого способа изоляции горной выработки и возможность его осуществления с использованием скважин различной ориентации поясняются фиг. 3, 4.The essence of the proposed method for isolating mine workings and the possibility of its implementation using wells of different orientations are illustrated in Fig. 3, 4.
На фиг. 3 представлена схема изоляции горной выработки 2 от породного массива 1 с проведением гидроразрыва в скважинах 8, 9, пробуренных параллельно продольной оси горной выработки 2 в плоскости ее осевого сечения, компланарного вектору максимального сжатия пород Sxx. В интервале пересечения горной выработки естественными и искусственными нарушениями породного массива длину интервала разрыва скважин выбирают из условия перекрытия интервала пересечения выработки нарушениями породного массива. Для повышения охвата контура горной выработки непроницаемыми экранами 6, 7 гидроразрывы могут проводиться в двух симметрично расположенных по разные стороны горной выработки скважинах пробуренных параллельно продольной оси выработки в плоскости ее осевого сечения, компланарного вектору максимального сжатия пород.In fig. Figure 3 shows a diagram of isolation of mine working 2 from rock mass 1 with hydraulic fracturing in wells 8, 9 drilled parallel to the longitudinal axis of mine working 2 in the plane of its axial section, coplanar to the vector of maximum rock compression S xx . In the interval of intersection of the mine working with natural and artificial disturbances of the rock mass, the length of the well fracturing interval is selected from the condition of overlapping the interval of intersection of the working with disturbances of the rock mass. To increase the coverage of the mine opening contour by impermeable screens 6, 7, hydraulic fracturing can be carried out in two symmetrically located wells on opposite sides of the mine opening, drilled parallel to the longitudinal axis of the opening in the plane of its axial section, coplanar to the vector of maximum rock compression.
На фиг. 4, 5 представлены схемы реализации предлагаемого способа изоляции горной выработки в случае ее пересечения естественными и искусственными нарушениями 10 породного массива 1 при проведении гидроразрыва в скважинах 8, 9, пробуренных из горной выработки 2 в поперечном и осевом сечении горной выработки соответственно.In fig. 4, 5 show diagrams of the implementation of the proposed method for isolating a mine opening in the event of its intersection with natural and artificial disturbances 10 of the rock mass 1 during hydraulic fracturing in wells 8, 9 drilled from the mine opening 2 in the transverse and axial section of the mine opening, respectively.
Направление трещин на начальном этапе развития поперек скважин может быть задано различными способами, например с помощью щелевого инициатора, нарезанного на стенках скважины щелеобразователем по патенту РФ №2602634 (МПК Е21В 43/26, опубл. 20.11.2016 г.) или за счет дополнительного осевого нагружения по патенту РФ №2522677 (МПК E21B 43/26, опубл. 10.04.2014 г.). Для повышения охвата контура горной выработки непроницаемыми экранами 6, 7 гидроразрывы могут быть проведены в паре скважин 8, 9, пробуренных из горной выработки в диаметрально противоположных направлениях вдоль проекции вектора максимального сжатия пород на плоскость поперечного сечения горной выработки. Предлагаемый способ изоляции горной выработки обеспечивает охват непроницаемым экраном интервала горной выработки протяженностью вдоль оси не менее 0.3*D.The direction of cracks at the initial stage of development across the wells can be set in various ways, for example, using a slot initiator cut on the walls of the well with a slot former according to RF patent No. 2602634 (MPK E21B 43/26, published November 20, 2016) or through additional axial loading according to RF patent No. 2522677 (IPC E21B 43/26, published 04/10/2014). To increase the coverage of the mine opening contour by impermeable screens 6, 7, hydraulic fracturing can be carried out in a pair of wells 8, 9, drilled from the mine opening in diametrically opposite directions along the projection of the vector of maximum rock compression onto the cross-sectional plane of the mine opening. The proposed method of isolating a mine opening ensures that an impenetrable screen covers a mine opening interval with an axial length of at least 0.3*D.
В случае, когда интервал пересечения горной выработки естественными и искусственными нарушениями 10 породного массива 1 имеет протяженность по оси выработки более 0.3*D, трещины гидроразрыва могут быть созданы с использованием нескольких пар скважин, разнесенных вдоль продольной оси горной выработки на расстояние равное (0.1-0.2)*D. Количество пар скважин выбирают исходя из условия полного перекрытия непроницаемыми экранами интервала ее пересечения естественными и искусственными нарушениями породного массива.In the case where the interval of intersection of the mine opening with natural and artificial disturbances 10 of the rock mass 1 has a length along the axis of the mine opening of more than 0.3*D, hydraulic fracturing can be created using several pairs of wells spaced along the longitudinal axis of the mine opening at a distance equal to (0.1-0.2 )*D. The number of pairs of wells is selected based on the condition of complete coverage by impenetrable screens of the interval of its intersection with natural and artificial disturbances of the rock mass.
В результате применения заявляемого способа повышается эффективность изоляции горной выработки, включая интервалы ее пересечения естественными и искусственными нарушениями породного массива.As a result of the application of the proposed method, the efficiency of isolating mine workings increases, including intervals of its intersection with natural and artificial disturbances of the rock mass.
Рассмотренное показывает, что изобретение осуществимо и обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности изоляции горной выработки за счет увеличения охвата контура горной выработки непроницаемыми экранами.The above shows that the invention is feasible and ensures the achievement of a technical result, which consists in increasing the efficiency of isolation of mine workings by increasing the coverage of the contour of the mine workings with impenetrable screens.
Источники информации.Information sources.
1. Сердюков С.В., Азаров А.В., Рыбалкин Л.А., Патутин А.В. О форме трещин гидроразрыва породного массива в окрестности цилиндрической полости // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2021г. № 6. С.72-84.1. Serdyukov S.V., Azarov A.V., Rybalkin L.A., Patutin A.V. On the shape of hydraulic fracturing cracks in a rock mass in the vicinity of a cylindrical cavity // Physico-technical problems of mining minerals. 2021 No. 6. P.72-84.
2. Азаров А.В., Сердюков С.В., Патутин А.В. Исследование роста трещины гидроразрыва вблизи горной выработки // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2019. Т.6. №.1. С. 26-31.2. Azarov A.V., Serdyukov S.V., Patutin A.V. Study of the growth of a hydraulic fracturing crack near a mine working // Fundamental and applied issues of mining sciences. 2019. Vol.6. No.1. pp. 26-31.
Claims (7)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2802466C1 true RU2802466C1 (en) | 2023-08-29 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4442897A (en) * | 1980-05-23 | 1984-04-17 | Standard Oil Company | Formation fracturing method |
| SU1467214A1 (en) * | 1986-11-18 | 1989-03-23 | Карагандинское отделение Восточного научно-исследовательского института по безопасности работ в горной промышленности | Method of hydraulic treatment of coal seam |
| US6123394A (en) * | 1998-03-02 | 2000-09-26 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Hydraulic fracturing of ore bodies |
| RU2496005C1 (en) * | 2012-04-05 | 2013-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of mine insulation |
| RU2507378C1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (ИГД СО РАН) | Method of sealing degassing holes |
| RU2641555C9 (en) * | 2016-12-01 | 2018-03-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (ИГД СО РАН) | Method for sealing degassing wells |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4442897A (en) * | 1980-05-23 | 1984-04-17 | Standard Oil Company | Formation fracturing method |
| SU1467214A1 (en) * | 1986-11-18 | 1989-03-23 | Карагандинское отделение Восточного научно-исследовательского института по безопасности работ в горной промышленности | Method of hydraulic treatment of coal seam |
| US6123394A (en) * | 1998-03-02 | 2000-09-26 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Hydraulic fracturing of ore bodies |
| RU2496005C1 (en) * | 2012-04-05 | 2013-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of mine insulation |
| RU2507378C1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (ИГД СО РАН) | Method of sealing degassing holes |
| RU2641555C9 (en) * | 2016-12-01 | 2018-03-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (ИГД СО РАН) | Method for sealing degassing wells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110939442B (en) | Method for treating rock burst by pressure relief source in ground fracturing area | |
| RU2108464C1 (en) | Method for sealing of degassing well | |
| EA030263B1 (en) | Mining method for gassy and low permeability coal seams | |
| CN109162731B (en) | Water inrush grouting treatment method for deep mining of iron mine area | |
| CN111520184A (en) | Comprehensive control system and method for coal mine rock burst and harmful gas | |
| CN105041344A (en) | High-pressure gas seam-expanding, grouting and water-plugging method for precutting trough of microfissure surrounding rock | |
| CN107060773B (en) | A kind of underground chamber drilling and blasting method damping excavation method of static(al) explosion presplitting shock insulation | |
| CN112160792A (en) | Staged hydraulic fracturing working method for underground hard top plate | |
| Shilova et al. | Protection of operating degassing holes from air inflow from underground excavations | |
| CN114607338A (en) | Method and device for preventing and controlling coal, rock and gas composite power disasters in underground coal mine | |
| Wu et al. | Analytical solutions for mechanical response of circular tunnels with double primary linings in squeezing grounds | |
| RU2802466C1 (en) | Method for isolating mine working from rock mass | |
| CN109236353A (en) | A kind of exposed coal protrusion-dispelling construction method in high methane Tunnel Passing coal seam | |
| Jeffrey et al. | Sand Propped hydraulic fracture stimulation of horizontal in-seam gas drainage holes at Dartbrook Coal Mine | |
| CN212318072U (en) | Colliery rock burst and harmful gas comprehensive control system | |
| RU2150006C1 (en) | Method of underground fire control | |
| Itoh et al. | A new urban tunnelling method adopted to the soft ground with high groundwater level | |
| RU2507378C1 (en) | Method of sealing degassing holes | |
| RU2133342C1 (en) | Method for preventing flooding of potassium mines | |
| CN113123771A (en) | Fracturing method of coal bed gas cluster well | |
| RU2687725C1 (en) | Processing method of insulation of mine working at thermal development of oil deposits | |
| RU2095574C1 (en) | Method for construction of mine shafts in watered unstable rocks | |
| CN114607378B (en) | Coal-based solid waste overlying strata isolation grouting filling water-retention coal mining method | |
| SU1710699A1 (en) | Drill hole plugging-back method | |
| RU2328600C2 (en) | Process of breakdown site isolation |