SU1081356A1 - Method of preventing sudden outbursts of coal and gas - Google Patents

Method of preventing sudden outbursts of coal and gas Download PDF

Info

Publication number
SU1081356A1
SU1081356A1 SU823555879A SU3555879A SU1081356A1 SU 1081356 A1 SU1081356 A1 SU 1081356A1 SU 823555879 A SU823555879 A SU 823555879A SU 3555879 A SU3555879 A SU 3555879A SU 1081356 A1 SU1081356 A1 SU 1081356A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
pressure
well
liquid
coal
zone
Prior art date
Application number
SU823555879A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Никитич Зорин
Анатолий Павлович Клец
Владимир Григорьевич Колесников
Сергей Павлович Минеев
Иван Акзамович Гайнутдинов
Виктор Степанович Лапко
Original Assignee
Институт Геотехнической Механики Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Геотехнической Механики Ан Усср filed Critical Институт Геотехнической Механики Ан Усср
Priority to SU823555879A priority Critical patent/SU1081356A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1081356A1 publication Critical patent/SU1081356A1/en

Links

Abstract

СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА, включающий бурение скважины, ее герметизацию , установку в устье скважины генератора колебаний давлени , заполнение ее жидкостью, нагнетание в скважину жидкости при статическом давлении, создание в столбе жидкости колебаний давлени . i«:iEi:oj03H ii «ATtJITHO. 13 TtXHflMeCKA iHMKOTEVA отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности предотвращени  внезапных выбросов путем создани  вокруг скважины зоны равномерной трещиноватости и увеличени  радиуса вли ни  скважины, во врем  бурени  скважины определ ют величину зоны пластических деформаций, герметизацию скважины производ т в наиболее крепкой пачке угольного пласта, располага  фильтрующую часть скважины за зоной пластических деформаций в перем той ослабленной пачке с пересечением ее на всю мощность, а нагнетание в скважину жидкости при статическом давлении и создание в столбе жидкости колебаний давлени  производ т одновременно , при этом амплитуда колебаний давлени  не превыщает величины горного давлени  на глубине разработки пласта, а i частота колебаний составл ет 20 -1000 Гц (Л при статическом давлении нагнетани , не превыщающем давление газа в обрабатываемом жидкостью угольном пласте.A METHOD FOR PREVENTION OF EMERGENCY COAL AND GAS EMISSIONS, including drilling a well, sealing it, installing a pressure generator at the wellhead, filling it with a liquid, pumping a liquid into the well at a static pressure, creating pressure in the liquid column. i ": iEi: oj03H ii" ATtJITHO. 13 TtXHflMeCKA iHMKOTEVA characterized in that, in order to increase the effectiveness of preventing sudden outbreaks by creating around the well a uniform fracture zone and increasing the radius of the influence of the well, the size of the plastic deformation is determined during the drilling of the well, produced in the strongest coal reservoir , the filtering part of the well is located behind the zone of plastic deformations in a weakened pack with its intersection at full capacity, and the injection of liquid into the well at The static pressure and the creation of pressure oscillations in the liquid column are simultaneous, while the pressure oscillation amplitude does not exceed the magnitude of the rock pressure at the reservoir depth, and i the oscillation frequency is 20-1000 Hz (L at a static injection pressure not exceeding the gas pressure in processed by the liquid coal seam.

Description

0000

СлЭ елSLE eaten

О5 Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано при разработке угольных пластов сложного строени , склонных к внезапным выбросам угл  и газа. Известен способ предварительного ослаблени  массива горных пород, заключаюш,ийс  в воздействии на массив горных пород направленными встречными импульсами механических колебаний 1. Недостатком способа  вл етс  неравномерность разгрузки горного массива на границах обрабатываемых участков, что приводит к повышению его выбросоопасности. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  способ предотвраш,ени  газодинамических  влений, включающий бурение скважины, установку в устье скважины генератора колебаний давлени , заполнение ее жидкостью, нагнетание в скважину жидкости при статическом давлении, создание в столбе жидкости колебаний давлени , при этом волны генерируют с длиной и амплитудой , обеспечивающей пр мое и обратное прохождение в скважине каждой волны к моменту возбуждени  новой волны до падени  жидкости в скважине, после которой осуществл ют подпитку ее жидкостью, параллельно с нагнетанием в соседних скважинах производ т дегазацию пласта 2. Недостатком способа  вл етс  то, что при его использовании скважины дл  нагнетани  жидкости в массиве располагают; без учета изменени  горно-геологических характеристик массива, а именно, его нарушенности и неоднородности, что снижает эффективность способа за счет уменьшени  зоны разгрузки пласта. Кроме того, осуществление нагнетани  жидкости последовательно в начале под статическим давлением, а затем с использованием динамического эффекта приводит к увеличению времени обработки пласта, так как колебание давлени  происходит в столбе жидкости, в котором созданное давление не поддерживаетс  посто нным , в св зи с чем после падени  давлени  жидкости в скважине осуществл ют подпитку ее жидкостью. Целью изобретени   вл етс  повыщение эффективности предотвращени  внезапных выбросов путем создани  вокруг скважины зоны равномерной трещиноватости и увеличени  -радиуса вли ни  скважины. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, включающему бурение скважины, ее герметизацию, установку в устье скважины генератора колебаний давлени , заполнение ее жидкостью, нагнетание в скважину жидкости при статическом давлении , создание в столбе жидкости колебаний давлени , во врем  бу рени  скважины определ ют величину зоны пластических деформаций, производ т герметизацию скважины в наиболее крепкой пачке угольного пласта, располага  фильтрующую часть скважины за зоной пластических деформаций в перем той ослабленной пачке с пересечением ее на всю мощность, а нагнетание в скважину жидкости при статическом давлении и создание в столбе жидкости колебаний давлени  производ т одновременно, при этом амплитуда колебаний давлени  не превышает величины горного давлени  на глубине разработки пласта, а частота колебаний составл ет 20-1000 Гц при статическом давлении нагнетани , не превышающем давление газа в обрабатываемом жидкостью угольном пласте. Способ осуществл етс  следую1цим образом . Из забо  очистной или подготовительной выработки в наиболее крепкой пачке угл  бур т скважину, поинтервально через 0,5- 1,0 м, измер   начальную скорость газовыделени . По результатам поинтервальных измерений газовыделени  определ ют величину зоны пластических деформаций. Скважину ориентируют таким образом, чтобы ее герметизируема  часть размещалась в наиболее крепкой пачке угл , а фильтрующа  - за зоной пластических деформаций в выбросоопасной пачке угл , пересека  ее на всю мощность. Скважину герметизируют гидрозатвором , на выходе которого размещают генератор колебаний давлени , и затем высоконапорной насосной установкой производ т нагнетание жидкости под статическим давлением , не превышающим давление газа в конкретном угольном пласте. Одновременно производ т виброобработку горного массива, совмеща  статический и динамический режимы нагнетани  путем наложени  на нагнетаемую жидкость колебаний давлени  амплитудой , достигающей величины горного давлени  на данной глубине с частотой 20- 1000 Га. При подаче расчетного количества жидкости нагнетание прекращают, гидрозатвор извлекают из скважины и производ тконтроль за эффективностью способа, например , по динамике газовыделени . Пример. Предлагаемый способ выполн ют в пластовой подготовительной выработке на глубине Н 1000 м. Величина горного давлени  Р Н 25,0 МПа (К 2,5 X X 10 Н/м - объемный вес вышележащих пород). В сечении выработки выбросоопасный угольный пласт сложного строени . Угол падени  пласта 60°, обща  мощность пласта 1,2 м, давление газа в пласте 9,5 МПа, газообильность 25 . Из забо  выработки в наиболее крепкой пачке угл  бур т скважину диаметром 45 мм. Скважину ориентируют таким образом, чтобы ее герметизируема  часть размещалась в наиболее крепкой пачке угл , а фильтрующа  - за зоной пластических деформаций в выбросоопасной пачке угл , пересека  ее на всю мощность . Во врем  бурени  скважины поинтервально через 0,5-1,0 м измер ют началь ную скорость газовыделени . По результатам поинтервальных измерений газовыделени  определ ют величину зоны пластических деформаций. В приводимом примере величина зоны пластических деформаций составл ет 4,0 м. Скважину бур т длиной 6,0 м и герметизируют ее на глубину 4,0 м. Герметизацию осуществл ют гидрозатвором ГАС-45, на выходе которого размещен генератор колебаний давлени  жидкости с техническими параметрами: давление на входе генератора 11,5 МПа, статическа  составл юща  давлени  нагнетани  9,5 МПа, амплитуда колебаний давлени  нагнетани  25 МПа, частота колебаний 300 Гц. Производ т сборку и проверку высоконапорных трубопроводов и затем нагнетание высоконапорным насосом УГН под статическим давлением РСТ 9,5 МПа дл  заполнени  скважины жидкостью и при поддержании посто нного давлени  жидкости в скважине производ т импульсное воздействие на столб жидкости. Статическа  составл юща  давлени  нагнетаемой жидкости не превышает давлени  газа в конкретном угольном пласте дл  исключени  закупоривани  жидкостью газа в естественных пустотах угл , а также увеличение давлени  газа. Амплитуда колебаний давлени  жидкости достигает величины горного давлени  на данной глубине дл  эффективной виброобработки горного массива и не превышает ее дл  исключени  гидроразрыва угольного пласта. Нижний предел частоты 20 Гц - ограничен частотой собственных колебаний угольных пластов,.а верх- НИИ - 1000 Гц - уменьшением эффективности виброобработки горного массива выше этой частоты. При подаче расчетного количества жидкости нагнетание прекращают и производ т контроль эффективности способа . Применение предлагаемого способа позволит , во-первых, повысить эффективность противовыбросных меропри тий за счет равномерности разгрузки и дегазйции обрабатываемого горного массива. , Во-вторых, улучшаютс  экономические показатели противовыбросных меропри тий за счет увеличени  в несколько раз, по сравнению с примен емыми в насто щее врем  способами, объема гидрообработанного угольного массива через одну скважину и сокращение времени обработки массива.O5 The invention relates to the mining industry and can be used in the development of complex coal seams prone to sudden outbursts of coal and gas. A known method of preliminary weakening of an array of rocks involves the impact of mechanical vibrations on the rock mass with directional counter impulses 1. The disadvantage of this method is the uneven unloading of the rock mass at the boundaries of the areas being processed, which leads to an increase in its outbreak risk. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a method of preventing gas-dynamic phenomena, including drilling a well, installing a pressure oscillator at the wellhead, filling it with liquid, pumping a liquid into the well at static pressure, creating pressure oscillations in the liquid column, in this case, the waves generate with a length and amplitude that ensures the forward and reverse passage in the borehole of each wave to the moment of the initiation of a new wave before the liquid falls into the well ine, after which it is carried out feeding a liquid, in parallel with the injection wells surrounding manufac t degassing reservoir 2. The disadvantage of this method is that when it is used for fluid injection wells in the array a; without taking into account changes in the mining and geological characteristics of the array, namely, its disturbance and heterogeneity, which reduces the efficiency of the method by reducing the zone of discharge of the reservoir. In addition, the implementation of fluid injection sequentially at the beginning under static pressure, and then using a dynamic effect, leads to an increase in the treatment time of the reservoir, since pressure fluctuations occur in a column of fluid in which the created pressure is not kept constant, therefore the drop in fluid pressure in the well is replenished with fluid. The aim of the invention is to increase the effectiveness of preventing sudden outbursts by creating a uniform fracture zone around the well and increasing the radius of influence of the well. The goal is achieved in that according to the method, including drilling a well, sealing it, installing a pressure oscillator at the wellhead, filling it with a liquid, pumping a liquid into the well at static pressure, creating pressure oscillations in the liquid column the size of the zone of plastic deformations, the well is sealed in the strongest bundle of the coal seam, the filtering part of the well is located behind the zone of plastic deformations in the water is weakened A bundle with its intersection at full capacity, and the injection of liquid at static pressure into the well and the creation of pressure oscillations in the liquid column are performed simultaneously, while the amplitude of pressure fluctuations does not exceed the magnitude of rock pressure at the depth of the reservoir development, 1000 Hz at a static injection pressure not exceeding the gas pressure in the coal bed treated with liquid. The method is carried out as follows. From the bottom of the clearing or preparatory workings in the strongest coal packet, a well was drilled, interval by 0.5–1.0 m, to measure the initial rate of gas release. According to the results of interval measurements of gas emission, the size of the zone of plastic deformations is determined. The well is oriented in such a way that its sealing part is located in the strongest coal bundle, and the filtering part is located behind the zone of plastic deformations in the outburst hazardous bundle of coal that crosses it to its full capacity. The well is sealed with a hydraulic lock, at the outlet of which a pressure oscillator is placed, and then a high-pressure pumping unit is pressurized with a fluid at a static pressure not exceeding the gas pressure in a particular coal seam. At the same time, vibroprocessing of the mountain massif is performed, combining the static and dynamic modes of injection by applying pressure oscillations to the injected fluid with an amplitude reaching the magnitude of the mountain pressure at a given depth with a frequency of 20-1000 hectares. When a calculated amount of fluid is supplied, the injection is stopped, the hydraulic lock is removed from the well and the monitoring of the efficiency of the method is carried out, for example, according to the gas release dynamics. Example. The proposed method is performed in a reservoir preparatory development at a depth of 1000 m. The magnitude of the rock pressure is P H 25.0 MPa (K 2.5 X X 10 N / m is the volume weight of the overlying rocks). In the cross section of the production of outburst coal seam complex structure. The dip angle is 60 °, the total thickness of the formation is 1.2 m, the gas pressure in the formation is 9.5 MPa, and the gas richness is 25. From the bottom of the hole in the strongest coal mine, a well is drilled with a diameter of 45 mm. The well is oriented in such a way that its sealing part is located in the strongest coal bundle, and the filtering part is located behind the zone of plastic deformations in the outburst hazardous bundle of coal that crosses it to its full capacity. During drilling of a well, the initial outgassing rate is measured interval by 0.5-1.0 m. According to the results of interval measurements of gas emission, the size of the zone of plastic deformations is determined. In the example, the size of the zone of plastic deformations is 4.0 m. The borehole is 6.0 m long and sealed to a depth of 4.0 m. Sealing is carried out with the hydraulic seal GAS-45, at the output of which a pressure oscillator with technical parameters: generator inlet pressure of 11.5 MPa, static injection pressure of 9.5 MPa, amplitude of pressure of discharge pressure of 25 MPa, oscillation frequency of 300 Hz. High-pressure pipelines are assembled and tested and then pumped with a high-pressure pump UGN under static pressure of PCT 9.5 MPa to fill the well with fluid and maintain a constant pressure of fluid in the well to produce a pulsed effect on the fluid column. The static pressure component of the injected fluid does not exceed the gas pressure in a particular coal seam to prevent the liquid from blocking the gas in the natural voids of the coal, as well as an increase in the gas pressure. The amplitude of pressure fluctuations of the fluid reaches the magnitude of the rock pressure at a given depth for efficient vibro-processing of the rock mass and does not exceed it to exclude hydraulic fracturing of the coal seam. The lower limit of the frequency of 20 Hz is limited by the frequency of natural oscillations of coal seams, and the upper limit of the research institute is 1000 Hz by a decrease in the efficiency of vibroprocessing of the rock mass above this frequency. When a calculated amount of liquid is supplied, the injection is stopped and the efficiency of the method is monitored. The application of the proposed method will allow, firstly, to increase the efficiency of the blowout preventive measures due to the uniformity of discharge and degassing of the mountain massif. Secondly, the economic indicators of anti-blowout measures are improved by increasing several times, compared to the methods currently used, the volume of hydrotreated coal mass through one well and reducing the processing time of the mass.

Claims (1)

СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВНЕЗАПНЫХ ВЫБРОСОВ УГЛЯ И ГАЗА, включающий бурение скважины, ее герметизацию, установку в устье скважины генератора колебаний давления, заполнение ее жидкостью, нагнетание в скважину жидкости при статическом давлении, создание в столбе жидкости колебаний давления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности предотвращения внезапных выбросов путем создания вокруг скважины зоны равномерной трещиноватости и увеличения радиуса влияния скважины, во время бурения скважины определяют величину зоны пластических деформаций, герметизацию скважины производят в наиболее крепкой пачке угольного пласта, располагая фильтрующую часть скважины за зоной пластических деформаций в перемятой ослабленной пачке с пересечением ее на всю мощность, а нагнетание в скважину жидкости при статическом давлении и создание в столбе жидкости колебаний давления производят одновременно, при этом амплитуда колебаний давления не превышает величины горного давления на глубине разработки пласта, а g частота колебаний составляет 20—1000 Гц “ при статическом давлении нагнетания, не превышающем давление газа в обрабатываемом жидкостью угольном пласте.METHOD FOR PREVENTING SUDDEN COAL AND GAS EMISSIONS, including drilling a well, sealing it, installing a pressure oscillation generator at the wellhead, filling it with liquid, injecting liquid into the well at static pressure, creating pressure oscillations in the liquid column, characterized in that, in order to increase the effectiveness of preventing sudden outbursts by creating a zone of uniform fracturing around the well and increasing the radius of the influence of the well, while drilling the well, the size of the plastic zone is determined deformation, the well is sealed in the strongest bundle of the coal seam, the filtering part of the well behind the zone of plastic deformations in the crushed weakened bundle with its intersection at its full capacity, and the injection of fluid into the well at static pressure and the creation of pressure fluctuations in the fluid column are performed simultaneously. the amplitude of the pressure fluctuations does not exceed the rock pressure at the depth of the reservoir development, and g the oscillation frequency is 20-1000 Hz “at a static pressure of Netanya not exceeding the gas pressure of the liquid to be treated the coal seam. SU „„1081356SU „„ 1081356
SU823555879A 1982-12-16 1982-12-16 Method of preventing sudden outbursts of coal and gas SU1081356A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823555879A SU1081356A1 (en) 1982-12-16 1982-12-16 Method of preventing sudden outbursts of coal and gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823555879A SU1081356A1 (en) 1982-12-16 1982-12-16 Method of preventing sudden outbursts of coal and gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1081356A1 true SU1081356A1 (en) 1984-03-23

Family

ID=21050827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823555879A SU1081356A1 (en) 1982-12-16 1982-12-16 Method of preventing sudden outbursts of coal and gas

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1081356A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115450599A (en) * 2022-09-14 2022-12-09 中国地质大学(武汉) Method for determining fracturing target point interval of ground well for coal seam outburst prevention

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 317797, кл. Е 21 С 39/00, 1971. 2, Авторское свидетельство СССР № 834352, кл. Е 21 F 5/00; Е 21 F 7/00, 1976 (прототип). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115450599A (en) * 2022-09-14 2022-12-09 中国地质大学(武汉) Method for determining fracturing target point interval of ground well for coal seam outburst prevention
CN115450599B (en) * 2022-09-14 2023-07-14 中国地质大学(武汉) Method for determining fracturing target point spacing of ground well for outburst prevention of coal seam

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180080320A1 (en) Method for over-pit and under-pit cooperative control of roofs of far and near fields of an extra-large stoping space
RU2373398C1 (en) Method of degasification and softening of rocks
CN108999596B (en) Method for gas explosion fracturing of coal rock mass by supercritical CO2 point-type jet flow
SU1081356A1 (en) Method of preventing sudden outbursts of coal and gas
UA11709U (en) Method for intensifying degassing and extraction of methane from loaded coal beds
SU883509A1 (en) Method of conducting hydraulic treatment of coal bed
RU2513805C1 (en) Method to increase permeability of coal bed via wells drilled from mines
RU2188322C1 (en) Method of hydraulic treatment of coal seam
RU2283945C1 (en) Method for hydrocarbon deposit development at later stage
SU1550174A1 (en) Method of degassing a rock body
RU2379508C1 (en) Destruction method of rocks and device for its implementation
Overchenko et al. Influence of mining-geological conditions and technogenic factors on blastholes stability during open mining of apatite-nepheline ores
RU2015341C1 (en) Method for degassing of coal seams and rock masses
RU2152518C1 (en) Method of outgassing of chipped coal-bearing thickness
RU2707825C1 (en) Coal bed degassing intensification method
RU2163968C2 (en) Method of cover caving
RU2311533C1 (en) Rock failure method and device
RU1789732C (en) Method for prevention of coal and gas outburst in driving mine working
SU1744271A1 (en) Method for degassing coal seams
RU1804556C (en) Method for stress relief of rock mass
SU1827007A3 (en) Method for hydraulic fracturing of a rock block
EA017030B1 (en) Hard mineral resource mining method
Klishin et al. Controlling coal rock massif hydro-treating process by instrumental and geophysical methods
RU2046956C1 (en) Method to prevent gasdynamic events during preliminary workings driving
RU2703021C1 (en) Method of hydraulic fracturing of coal bed