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.