SU1553680A1 - Method of control of solid roof - Google Patents
Method of control of solid roof Download PDFInfo
- Publication number
- SU1553680A1 SU1553680A1 SU884430700A SU4430700A SU1553680A1 SU 1553680 A1 SU1553680 A1 SU 1553680A1 SU 884430700 A SU884430700 A SU 884430700A SU 4430700 A SU4430700 A SU 4430700A SU 1553680 A1 SU1553680 A1 SU 1553680A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- well
- pressure
- fluid
- zone
- roof
- Prior art date
Links
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при разработке пластовых месторождений дл управлени труднообрушаемыми кровл ми (ТК). Цель - создание управл емого процесса изменени прочностных и структурных свойств ТК и повышение эффективности трещинообразовани . Процесс разупрочнени ТК провод т в три этапа. На первом этапе скважина (С) находитс вне зоны опорного горного давлени очистного забо (ОГДОЗ). Производ т предварительное увлажнение породного массива и последующее взрывание торпед 8 в жидкости повышенной в зкости (ЖПВ). На втором этапе С находитс в зоне ОГДОЗ. Производ т нагнетание ЖПВ по заданным параметрам. На третьем этапе С находитс в зоне максимума ОГДОЗ. Производ т нагнетание ЖПВ с добавками ПАВ до тех пор, пока не произойдет прорыв жидкости по трещинам в выработанное пространство очистного забо , после чего разупрочнение ТК перенос т на следующую С по ходу отработки лапы. 7 ил.The invention can be used in the development of stratal deposits for the management of hard-to-damage roofs (TK). The goal is to create a controlled process of changing the strength and structural properties of the TC and increasing the efficiency of crack formation. The process of softening TC is carried out in three stages. At the first stage, the well (C) is located outside the zone of the reference rock pressure of the clearing hole (OGDOZ). The rock mass is preliminarily moistened and the torpedo 8 is subsequently detonated in a high viscosity fluid. In the second stage, C is in the OGDOZ zone. The injection of HPI is performed according to the specified parameters. In the third stage, C is located in the zone of maximum OGDOZ. The HPV is injected with surfactant additives until the liquid breaks through the cracks into the cleared area of the clearing slab, after which the TC is softened to the next C during the working out of the paw. 7 il.
Description
Изобретение относитс к горной промышленности и может быть использовано при разработке пластовых месторождений дл управлени труднообру- шаемыми кровл ми.The invention relates to the mining industry and can be used in the development of stratum deposits to control hard-to-collapse roofs.
Целью изобретени вл етс создание управл емого процесса изменени прочностных и структурных свойств пород кровли и повышение эффективности трещинообразовани за счет исключени влени степени раскрытссти трещин под действием опорного горного давлени на проникновение жидкости вглубь пород кровли.JThe aim of the invention is to create a controlled process of changing the strength and structural properties of roof rocks and to increase the efficiency of cracking by eliminating the degree of crack opening under the influence of the reference rock pressure on the penetration of fluid into the roof rocks.
На фиг.1 показана схема расположени скважины в выемочном столбе лавы , вид в плане; на фиг.2 - то же, в зоне вли ни опорного горного давлени ; на фиг.З - то же, в зоне мак- симума опорного горного давлени ; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.6 - сечение В-В на фиг.З; на фиг.7 - схема перемещений эпюры нап- р жений опорного горного давлени по отношению к скважине по мере подви- гани очистного забо .Fig. 1 shows the layout of a well in an extraction column of lava, a plan view; Figure 2 is the same in the zone of influence of the reference rock pressure; fig. 3 - the same, in the zone of maximum reference pressure; figure 4 - section aa in figure 1; figure 5 is a section bB in figure 2; figure 6 - section bb In fig.Z; Fig. 7 shows a diagram of the displacements of the stress profile of the reference rock pressure with respect to the well as it moves downward.
Способ осуществл етс следующим образом.The method is carried out as follows.
При разработке пластовых месторождений с труднообрушаемыми кровл ми или при переходах очистных забоев зон шовышенного горного давлени под целиками с оконтуривающей выработки 1 бур т скважины 2, пересекающие породы основной кровли по длине очистного забо 3. Бурение скважины 2 в первом случае производитс через требуемый шаг обрушени основной кровли, во втором - в зону концентрации напр жени под (над) целиками. После окончани бурени усть скважин 2 обсаживаютс трубами и герметизируютс пес- чано-цементной забойкой.When developing stratum deposits with hard-to-collapse roofs or when clearing the bottom zones of the seamy rock pressure below the pillars from the outlined production of 1 borehole 2, crossing the main roof rocks along the length of the clearing hole 3. The well 2 is drilled in the first case through the required collapse step roofs, in the second - to the stress concentration zone under (above) all the pillars. After completion of drilling, the wellhead 2 is cased with pipes and sealed with sand-cement cement.
До начала ведени взрывных работ производитс предварительное увлажнение пород кровли. В ближнюю к очистному забою 3 скважину 2 с помощью высоконапорной установки 4 нагнетают жидкость, например воду. Параметры нагнетани контролируют с помощью манометра 5 и расходомера 6, которыми оборудована высоконапорна установка 4. Нагнетание воды производ т от шахтного водостава 7, По окончании пред- варительного увлажнени пород кровли воду из скважины сливают и досылают на заданную глубину торпеду 8, снар Prior to the start of blasting operations, the roof rocks are pre-moistened. In the borehole 2, nearest to the clearing face 3, a fluid, for example water, is injected with a high-pressure unit 4. Injection parameters are monitored using a pressure gauge 5 and a flow meter 6, which is equipped with a high-pressure installation 4. Water is pumped from the mine reservoir 7. At the end of the pre-moistening of the roof rocks, the well water is drained and sent to a predetermined depth torpedo 8,
0 5 0 5
00
,„ 45, 45
5five
00
5five
женную зар дами ВВ. После этого устье скважины герметизируют противоударной приставкой и посредством высоконапорной установки нагнетают в скважину жидкость повышенной в зкости , чем при нагнетании жидкости при увлажнении пород кровли, из емкости 9, где ее предварительно размешивают до определенной консистенции. При нагнетании жидкости повышенной в зкости шланг от шахтного водостава заглушают. После заполнени скважины жидкостью повышенной в зкости производ т взрывание торпеды, причем взрывание производ т вне зоны 10 опорного горного давлени очистного забо .BB. After that, the wellhead is sealed with an anti-shock attachment and, through a high-pressure installation, a fluid of higher viscosity is injected into the well than with the fluid being injected when the roof rocks are moistened, from the tank 9, where it is pre-stirred to a certain consistency. When pumping a fluid of increased viscosity, the hose from the mine reservoir is silenced. After the well is filled with a fluid of higher viscosity, a torpedo blast is produced, and the blasting is performed outside zone 10 of the reference rock pressure of the clearing face.
При этом происходит закупорка пор и трещин массива вокруг скважины в зоне 11 радиальной трещиноватости, что преп тствует свободному дренированию воды, ранее закачанной при увлажнении пород кровли, обратно в скважину. Кроме того, жидкость повышенной в зкости под действием про- iIn this case, the pores and cracks of the array around the well in the radial fracture zone 11 are blocked, which prevents the free drainage of water previously pumped when the roof rocks are moistened back into the well. In addition, an increased viscosity fluid under the influence of
дуктов взрыва, проника в поры и трещины массива за счет расклинивающего действи самой жидкости, увеличивает их размеры и, воздейству на ранее закачанную воду , вытесн ет ее в глубь массива, тем самым значительно увеличива зону 12 наведенной трещинова- тости (микротрещиноватости) вокруг скважины.Due to the wedging effect of the fluid itself, the size of the explosives, penetrating into the pores and fractures of the array, and affecting the previously injected water, displaces it deep into the array, thereby significantly increasing the induced fracture zone 12 (microcracking) around the well.
По мере подвигани очистного забо скважина попадает в зону 13 все увеличивающегос опорного горного давлени . Дл того, чтобы сохранить трещины в зоне 11, созданные взрывом и гидроразрывом, в раскрытом состо нии и продолжить процесс образовани новых трещин в зоне 12, производитс дальнейшее нагнетание жидкости повышенной в зкости в скважину, при этом одновременно контролируют давление нагнетани по манометру и расход жид- когти расходомером. В процесс нагнетани в скважину жидкости поиытенной в зкости по мере изменени фильтрационных свойств массива измен ют параметры нагнетани жидкости. Так, при падении давлени в скважине, происход щего в момент раскрыти новых трещин, происходит увеличение проницаемости массива, тогда дл под- Держани расклинивающего действи жидкости повышенной в зкости на стенки трещин повышают расход и давление жидкости. При признаках гидроразрыва - резком увеличении давлени нагнетани и снижени расхода жидкости , происход щего в момент заполнени всех трещин жидкостью, высоконапорную установку отключают, а процесс образовани новых трещин и дальнейшее раскрытие существующих трещин происходит не только за счет расклинивающего действи самой в зкой- жидкости, но и за счет создани в скважине посто нного подпора, компенсирующего все возрастающее горное давление. В результате этого проис- ходит дальнейшее расширение зон 11 и 12 радиальной и наведенной трещино ватости вокруг скважины на более значительные рассто ни . As the mine clearing moves, the well enters zone 13 of the ever increasing reference rock pressure. In order to keep the cracks in zone 11 created by the explosion and hydraulic fracturing in the opened state and to continue the process of the formation of new cracks in zone 12, further injection fluid of high viscosity into the well is produced, while simultaneously monitoring the pressure of the pressure gauge and the flow rate of the fluid - claws flow meter. In the process of injection of well-tested viscosity fluid into the well, the parameters of fluid injection change as the filtration properties of the array change. Thus, when the pressure in the well, which occurs at the time of the opening of new cracks, increases, the permeability of the mass increases, then, to maintain the proppant effect of the increased viscosity fluid on the walls of the cracks, the flow rate and pressure of the fluid increase. With signs of hydraulic fracturing — a sharp increase in the injection pressure and a decrease in fluid flow occurring at the moment of filling all the cracks with liquid, the high-pressure installation is turned off, and the formation of new cracks and the further opening of the existing cracks occurs not only due to the viscous fluid, but and due to the creation in the well of a constant backwater, compensating for the ever-increasing rock pressure. As a result, there is a further expansion of zones 11 and 12 of radial and induced cracks around the well to more significant distances.
В момент подхода скважины к зоне 14 максимума опорного горного давлени очистного забо процесс трещино- образовани затухает, так как рас- крытость и скорость образовани трещин снижаетс вследствие воздействи повышенного горного давлени . Дл того , чтобы продолжить процесс трещино образовани даже в зоне повышенного горного давлени в нагнетаемую в зкую жидкость ввод т добавки ПАВ дл увеличени ее текучести с целью проникновени ее в более мелкие поры и трещины массива.At the moment when the well reaches the zone 14 of the maximum reference pressure of the clearing hole, the cracking process fades out, since the openness and rate of formation of cracks decreases due to the effect of increased rock pressure. In order to continue the process of crack formation, even in the zone of increased rock pressure, surfactant additives are added to the viscous fluid being injected to increase its fluidity in order to penetrate it into smaller pores and fractures of the massif.
Жидкость с добавками ПАВ, проника в образовавшиес трещины в кон- цевых ее част х, снижает поверхностное напр жение, способствует раскрытию и росту скорости образовани новых трещин при меньшем градиенте давлени нагнетани . Кроме того, смаз ка поверхности трещин в зкой жидкостью резко уменьшает угол трени на их контакте, уменьшает силу сцеплени между блоками и трещинами расслоений , что положительно оказывает- с на сдвижении блоков пород. При стремлении трещин к их закрытию под действием повышенного горного давлени жидкость повышенной в зкости, концентриру сь в неровност х плос- костей трещин и расслоений, тормозит и не дает возможности трещинам полностью закрытьс . При этом жидкость повышенной в зкости, облада большей динамической в зкостью, чем вода, , .практически не выдавливаетс при падении давлени нагнетани в сторону скважины, как это может произойти на первоначальном этапе обработкиA fluid with surfactant additives that penetrates into cracks formed in its end parts, reduces the surface stress, contributes to the opening and growth rate of new cracks with a lower discharge pressure gradient. In addition, lubricating the surface of cracks with a viscous fluid drastically reduces the friction angle at their contact, reduces the adhesion force between the blocks and the splitting cracks, which positively affects the movement of the rock blocks. When cracks tend to close under the effect of increased rock pressure, the fluid of increased viscosity, concentrating in the unevenness of the planes of cracks and delaminations, slows down and prevents the cracks from completely closing. At the same time, a fluid of increased viscosity, which has a greater dynamic viscosity than water, does not practically squeeze out when the injection pressure drops towards the well, as may occur at the initial stage of processing.
кровли, а расклинива трещины, задерживает воду. При увеличении гра- .диента давлени жидкость повышенной в зкости, облада уже более повышенной текучестью вследствие добавок в нее ПАВ, проникает в более мелкие поры и трещины не только массива в целом, но и во внутрь самого блока пород, наруша тем самым его сплошность и увеличива его расслаива- емость.roof, and wedging cracks, retains water. With an increase in the pressure gradient, the fluid of increased viscosity, having already increased flowability due to the addition of surfactants, penetrates into smaller pores and cracks not only of the array as a whole, but also inside the block of rocks itself, thereby violating its continuity and increasing its stratification.
По мере возрастани радиуса тре- щиноватости под воздействием нагнетани и вли ни опорного горного давлени , а также при выходе скважины за зону 14 максимума опорного горного давлени в момент прохождени очистным забоем створа забо скважины возрастает количество и рас крытость трещин и соответственно фильтрационные свойства массива. Кроме того, на величину раскрытости трещин вли ет степень сдвижени блоков пород относительно друг друга, возникающа при воздействии раст гивающих усилий при входе скважины в зону активных смещений. Поэтому дл расклинивани трещин, образованных сдвижением блоков пород, и поддержани их в раскрытом состо нии увеличивают расход и давление нагнетаемой жидкости с одновременным повышением ее в зкости, т.е в нагнетаемую жидкость прекращают подавать добавки ПАВ. Нагнетание жидкости повышенной в зкости уже без добавок ПАВ продолжают до тех пор, пока не произойдет резкое устойчивое падение давлени в скважине, происшедшее вследствие прорыва жидкости по трещинам в -выработанное пространство очистного забо . На этом процесс разупрочнени труднообрушаемой кровли на ближайшей к очистному забою скважине прекращают, оборудование демонтируют , кроме запорной арматуры на устье скважины, и переход т на следующий участок выемочного столба, т.е. на следующую скважину по ходу отработки лавы.As the radius of fracture increases under the influence of injection and the influence of the reference rock pressure, as well as the well reaches the maximum 14 zone of the reference rock pressure at the time the hole passes through the hole, the number and extent of fractures increases and, accordingly, the filtration properties of the massif. In addition, the magnitude of the opening of cracks is influenced by the degree of displacement of blocks of rocks relative to each other, which occurs when tensile forces are applied when a well enters the zone of active displacements. Therefore, to wedge the cracks formed by displacing the rock blocks and keep them open, they increase the flow rate and pressure of the injected fluid while simultaneously increasing its viscosity, i.e., surfactant additives are ceased to inject the fluid. Injection of a fluid of increased viscosity, without the addition of surfactants, is continued until a sharp steady pressure drop in the well occurs, resulting from the breakthrough of fluid through cracks into the exhausted well space. Thereupon, the process of weakening of the hard-to-collapse roof at the closest well to the bottom hole is stopped, the equipment is dismantled, except for stop valves at the wellhead, and is transferred to the next section of the excavation column, i.e. to the next well in the course of mining lava.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884430700A SU1553680A1 (en) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | Method of control of solid roof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884430700A SU1553680A1 (en) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | Method of control of solid roof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1553680A1 true SU1553680A1 (en) | 1990-03-30 |
Family
ID=21377259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884430700A SU1553680A1 (en) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | Method of control of solid roof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1553680A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102296958A (en) * | 2011-07-22 | 2011-12-28 | 山东科技大学 | Method for preventing rock burst by artificial space defect body |
-
1988
- 1988-05-26 SU SU884430700A patent/SU1553680A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 905463, кл. Е 21 С 41/04, 1979. Авторское свидетельство СССР № 615730, 1975. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102296958A (en) * | 2011-07-22 | 2011-12-28 | 山东科技大学 | Method for preventing rock burst by artificial space defect body |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4005750A (en) | Method for selectively orienting induced fractures in subterranean earth formations | |
CN108999634B (en) | Surface drilling realizes that a hole of water damage prevention and treatment and surface settlement control is mostly used method | |
RU2704997C1 (en) | Method and device for control of coal bed upper part collapse area due to application of technology of pulsed hydraulic fracturing of a formation | |
CN107313762B (en) | Shale hydraulic fracturing method | |
CN103306660B (en) | A kind of method of shale gas reservoir fracturing volume increase | |
US2970645A (en) | Producing multiple fractures in a well | |
US4398769A (en) | Method for fragmenting underground formations by hydraulic pressure | |
CN104790951B (en) | Weaken the method and device away from the high-order tight roofs of 100 ~ 350m of coal seam | |
CN105545307A (en) | Method for over-pit and under-pit cooperative control of roofs of far and near fields of extra-large stoping space | |
CN111520184A (en) | Comprehensive control system and method for coal mine rock burst and harmful gas | |
CN105351001A (en) | Gas extraction method for region reinforcement of gob-side entry retaining | |
CN115749713A (en) | Rock stratum frequency conversion pulse fracture network fracturing method and equipment | |
RU2311528C2 (en) | Method for hydraulic reservoir fracturing | |
CN110939404A (en) | Hydraulic joint cutting pressure relief device and method for coal mine tunnel broken surrounding rock roof | |
CN107191171A (en) | Based on roof fracture seam net hydraulic fracturing coal seam anti-reflection method | |
CN107724984B (en) | Method for improving oil and gas recovery ratio by using pulse shock waves | |
US3058521A (en) | Method of initiating fractures in earth formations | |
US4434848A (en) | Maximizing fracture extension in massive hydraulic fracturing | |
CN105041274A (en) | Short-range two-layer oil-gas reservoir commingled production technique | |
SU1553680A1 (en) | Method of control of solid roof | |
SU1507962A1 (en) | Method of hydraulic fracturing of formation | |
CN212318072U (en) | Colliery rock burst and harmful gas comprehensive control system | |
CN211008565U (en) | Hydraulic joint cutting pressure relief device for coal mine tunnel broken surrounding rock roof | |
SU1535992A1 (en) | Method of oriented rupture of rock | |
SU1206431A1 (en) | Method of isolating bottom water in oil well |