SU1719660A1 - Method of rock hydraulic fracturing - Google Patents

Method of rock hydraulic fracturing Download PDF

Info

Publication number
SU1719660A1
SU1719660A1 SU904807328A SU4807328A SU1719660A1 SU 1719660 A1 SU1719660 A1 SU 1719660A1 SU 904807328 A SU904807328 A SU 904807328A SU 4807328 A SU4807328 A SU 4807328A SU 1719660 A1 SU1719660 A1 SU 1719660A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
roof
rocks
well
hydraulic fracturing
zone
Prior art date
Application number
SU904807328A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Владимирович Рашевский
Николай Иннокентьевич Шадрин
Геннадий Александрович Павлюшин
Владимир Иванович Штеле
Original Assignee
Красноярский Горный Отдел Института Горного Дела Со Ан Ссср
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 Красноярский Горный Отдел Института Горного Дела Со Ан Ссср filed Critical Красноярский Горный Отдел Института Горного Дела Со Ан Ссср
Priority to SU904807328A priority Critical patent/SU1719660A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1719660A1 publication Critical patent/SU1719660A1/en

Links

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано при ведении подземных горных, работ дл  разуплотнени  горного массива, например приуправлениитруднообрушающейс кров- лей. Цель -снижение трудоемкости направленного гидроразрыва горных пород. Скважину гидроразрыва пробуривают в зоне повышенных раст гивающих напр жений пород кровли, которые способствуют направленному распространению трещин гидроразрыва, Дл  инициировани  трещин расслоени  в кровле, участок, где буритс  скважина гидроразрыва, подрабатывают, например, путем сооружени  щелей в бортах выработки. Щели расслоени  используютс  как зародышевые при гидроразрыве. Они обеспечивают направленное распространение трещины гидроразрыва на большое рассто ние. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to the mining industry and can be used in the management of underground mining, for the decompression of a mountain range, for example, the administration of a hard-to-collapse roof. The goal is to reduce the complexity of directional hydraulic fracturing of rocks. The fracture well is drilled in the zone of increased tensile stresses of the roof rocks, which contribute to the directional propagation of hydraulic fractures. The lamination gaps are used as embryonic in fracturing. They provide directional crack propagation for a long distance. 3 hp f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано дл  разупрочнени  толщ горных пород, в основном при ведении подземных горных работ.The invention relates to the mining industry and can be used to soften rock strata, mainly in the conduct of underground mining.

Известен способ, включающий.бурение в кровлю из выработки шпура или скважины , установку в шпуре герметизатора и нагнетание в горный массив, жидкости под давлением.There is a method that includes drilling in the roof of the hole or hole, installing a sealer in the hole, and injecting pressure into the mountain range.

Недостатком способа  вл етс  высока  трудоемкость задани  направлени  трещине гидроразрыва путем нарезки в стенках щели пионерной щели.The disadvantage of this method is the high complexity of setting the direction of the fracture by cutting the pioneer gap in the slot walls.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ, включающий бурение скважины в кровлю из выработки шпура или скважины, установку герметизатора и нагнетание в горный массив жидкости под давлением.Closest to the present invention is a method that includes drilling a well into the roof from a hole or hole, installing a sealer and injecting pressurized fluid into a rock mass.

В этом способе также предусматриваетс  предварительна  нарезка кольцевой щели в скважине. Эта операци   вл етс  трудоемкой, требует много времени и использование оборудовани , которое серийно не выпускаетс .This method also provides for pre-cutting the annular gap in the well. This operation is laborious, time consuming and use of equipment that is not commercially available.

Цель изобретени  - снижение трудоемкости направленного гидроразрыва горных пород.The purpose of the invention is to reduce the complexity of directional hydraulic fracturing of rocks.

С этой целью, согласно известному способу, включающему бурение в кровлю из выработки скважины, установку в ней герметизатора и нагнетание в горные породы жидкости под давлением, определ ют положение зоны максимума раст гивающих напр жений в кровле выработки, бур т скважину перпендикул рно сло м горных пород кровли до плоскости контакта смещенных слоев горных пород, формируют до- полнительйые трещины расслоени  кровлиTo this end, according to a known method, which includes drilling into the roof from the well development, installing a sealer in it and injecting fluid into the rocks under pressure, determine the position of the maximum tensile stress zone in the roof of the mine, drill a well perpendicular to the layers of the roof rocks up to the plane of contact of displaced rock layers, form additional cracks of the roof delamination

ю о с оyoo

путем увеличени  площади ее подработки, а нагнетание жидкости осуществл ют после начала расслоени  пород кровли.by increasing the area of its undermining, and the injection of fluid is carried out after the beginning of the separation of the roof rocks.

Кроме того, зону максимума раст гивающих напр жений определ ют по величине прогиба кровли выработки, а скважину размещают по оси симметрии поперечного разреза прогиба кровли выработки.In addition, the zone of maximum tensile stresses is determined by the magnitude of the deflection of the roof of the excavation, and the well is placed along the axis of symmetry of the transverse section of the deflection of the roof of the excavation.

Кроме того, контроль формировани  трещин расслоени  осуществл ют через скважину.In addition, the control of the formation of fracture splits is carried out through the well.

Кроме того, площадь подработки кровли увеличивают с помощью нарезки щелей в бортах выработки.In addition, the area of underworking the roof is increased by cutting gaps in the sides of the mine.

На фиг.1 показана толща горных пород в районе предполагаемого гидроразрыва, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - то же, что на фиг.1 (при наличии слоев горных пород в кровле); на фиг.4 - расположение герметизатора в шпуре.Figure 1 shows the stratum of rocks in the area of the proposed hydraulic fracturing, section; figure 2 - section aa in figure 1; on fig.Z - the same as on figure 1 (in the presence of layers of rocks in the roof); figure 4 - the location of the sealer in the hole.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

При разработке, например, угольного пласта 1 проход т выработку 2. Над выработкой 2 в кровле 3 формируетс  зона раст гивающих напр жений 4 (показана эпюра напр жений). При горизонтальном залегании пласта 1 максимум этой зоны совпадаете вертикальной осью площади сечени  выработки 2. Из выработки 2 бур т шпур или скважину 5, которую располагают в зоне максимума раст гивающих напр жений . Затем в скважину 5 ввод т до упора герметизатор 6 и производ т нагнетание воды. При этом, учитыва  действие раст гивающих напр жений, способствующих формированию трещины перпендикул рно оси скважины 5 и то, что нагнетание воды осуществл етс  в дискообразный зазор 7, образованный между забоем скважины 5 герметизатором 6, трещина гидроразрыва распростран етс  параллельно пласту 1. В сложных горно-геологических ситуаци х положение максимума зоны 4 раст гивающих напр жений мощно определ ть с помощью инструментальных методов и - расчетных методов.In the development of coal seam 1, for example, production 2 is produced. Above production 2 in the roof 3, an area of tensile stress 4 is formed (stress diagram is shown). With the horizontal occurrence of formation 1, the maximum of this zone coincides with the vertical axis of the area of the production section 2. Of the generation 2, a hole is drilled or a well 5, which is located in the zone of maximum tensile stresses. Then, a sealer 6 is inserted into the well 5 until it stops and water is pumped out. At the same time, taking into account the effect of tensile stresses that contribute to the formation of a crack perpendicular to the axis of the borehole 5 and that water is injected into the disc-shaped gap 7 formed between the bottom of the borehole 5 by the sealer 6, the fracture fracture propagates parallel to the reservoir 1. In complex mining - geological situations, the position of the maximum of zone 4 of tensile stresses can be powerfully determined using instrumental methods and - computational methods.

В услови х разработки.осадочных месторождений и при незначительной тектонической нарушенности можно утверждать, что положение максимума раст гивающих напр жений совпадает с вертикальной осью 8 симметрии прогиба 9 кровли 3. Исход  из этого, место заложени  и направление скважины 5 можно определить после замеров величин прогиба 9 кровли 3 поперек выработки 2.Under the conditions of development of sedimentary deposits and with a slight tectonic disturbance, it can be argued that the position of the maximum tensile stress coincides with the vertical axis 8 of the symmetry of the deflection of the roof 9 3. From this, the location and direction of the well 5 can be determined after measuring the values of the deflection 9 roof 3 across the development of 2.

Дл  увеличени  раст гивающих напр жений в кровле 3 и формировани  за счет этого трещин 10 расслоени , которые по вл ютс  в основном на контакте слоев горных пород, увеличивают площадь подработки кровли 3, например, путем нарезки в бортах выработки 2 щелей 12In order to increase the tensile stresses in the roof 3 and the formation of 10 cracks due to this, stratification that appears mainly at the contact of the rock layers increases the area of the underworking of the roof 3, for example, by cutting 2 slots 12 in the production boards.

или путем выбуривани  угл  или расшир   выработку 2.or by drilling out coal or expanding production 2.

При формировании локальной зоны подработки путем нарезки щелей 12 в скважине устанавливают датчики по контролюDuring the formation of a local part-time zone by cutting slits 12 in the well, sensors are installed to control

рассто ни  пород кровли 3, а после регистрации начала расслоени  датчики удал ют, оснащают скажину 5 герметизатором бис помощью нагнетаемой жидкости инициру- ют развитие щели 10 на большой площади.Rocks of the roof rocks 3, and after registering the beginning of the delamination, the sensors are removed, equip the mouth of the sealer 5 with a bis sealer using the injected fluid to initiate the development of the slit 10 over a large area.

При этом целесообразно забой скважины 5 размещать на контакте слоев горных пород кровли, где высока веро тность по влени  щели 10 расслоени .It is advisable to place the bottom of the borehole 5 on the contact of the layers of the roof rock, where the probability of occurrence of the slit 10 of the delamination is high.

Затем в выработке 2 монтируетс  механизированный комплекс (не показан) и начинаетс  обработка выемочного столба. Наличие трещины гидроразрыва в кровле исключает ее зависание, что снижает динамические нагрузки на очистную крепь.Then, in generation 2, a mechanized complex (not shown) is mounted and processing of the extraction column begins. The presence of a fracture in the roof eliminates its freezing, which reduces the dynamic loads on the clearing lining.

Бурение скважины гидроразрыва в зону максимальных раст гивающих напр жений обеспечивает ее пересечение с трещиной 10, что способствует направленному развитию трещины гидроразрыва, Учитыва , что Drilling a hydraulic fracture well to the zone of maximum tensile stresses ensures its intersection with a fracture 10, which contributes to the directional development of a hydraulic fracture, considering that

трещина 10 всегда формируетс  на контакте слоев кровли, то бурение скважины гид- роразрыва осуществл етс  с их пересечением, что обеспечивает подсечку зародышевых трещин 10. Нагнетание воды и массив после формировани  зародышевых трещин расслоени  кровли обеспечивает снижение необходимого давлени  воды, так как разрыв осуществл етс  по наиболее слабому контакту слоев вthe crack 10 is always formed at the contact of the roof layers, then the drilling of the fracture well is carried out with their intersection, which provides hooking of the embryonic cracks 10. Water injection and massif after the formation of embryonic cracks of the roof splitting reduces the required water pressure, since the fracture occurs the weakest contact of the layers in

кровли, обеспечиваетс  высока  точность формировани  трещины гидроразрыва, так как зародышевые трещины расслоени  имеют заостренные кра .of the roof, high accuracy of fracture formation is ensured, since the embryonic fracture of the bundle has pointed edges.

Предлагаемый способ может быть использован при управлении труднообруша- ющейс  кровлей и дл  других технологических целей.The proposed method can be used in the management of a hard-breaking roof and for other technological purposes.

Дл  реализации способа могут быть использованы герметизаторы марки Таурус,To implement the method, Taurus brand sealers can be used.

высоконапорна  установка УНР-0,2, обеспечивающей давление 30 МПа.high-pressure installation UNR-0.2, providing a pressure of 30 MPa.

Claims (4)

Формула изобретени  1. Способ гидроразрыва горных пород, включающий бурение из выработки в кров- лю скважины, установку в ней герметизатора и нагнетание в скважину рабочей жидкости под давлением, отличающий- с   тем, что, с целью снижени  трудоемкости направленного гидроразрыва горныхClaim 1. A method of hydraulic fracturing of rocks, including drilling from a well in the wellbore, installing a sealer in it, and injecting a working fluid under pressure into the well, characterized in that, in order to reduce the labor intensity of directional hydraulic fracturing пород, определ ют положение зоны максимума раст гивающих напр жений в кровле выработки, бур т скважину перпендикул рно к сло м горных пород кровли до плоскости контакта смежных слоев горных пород, формируют дополнительные трещины расслоени  кровли путем увеличени  площади ее подработки, а нагнетание жидкости осуществл ют после начала расслоени  пород кровли.....rocks, determine the position of the maximum tensile stress zone in the roof of the mine, drill a well perpendicular to the layers of roof rocks to the plane of contact of adjacent layers of rocks, form additional cracks of the roof delamination by increasing the area of its underworking, and injecting fluid after the beginning of the stratification of the roof rocks ..... 2. Способ по п. 1, о т ли ч а ю щ и и с   тем, что зону максимума раст гивающих на02. The method according to claim 1, whether or not, so that the zone of maximum stretching is 0. пр жений определ ют по величине прогиба кровли выраббтки, а скважину размещают по оси симметрии поперечного разреза прогиба кровли выработки.The stresses are determined by the amount of deflection of the roof of the excavation, and the well is placed along the axis of symmetry of the transverse section of the deflection of the roof of the excavation. 3.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что контроль формировани  трещин расслоени  осуществл ют через скважину .3. A method according to claim 1, wherein the monitoring of the formation of fractures is carried out through the well. 4.Способ по п.1. о т л и ч а ю щ и и с   тем, что площадь подработки кровли увеличивают с помощью нарезки щелей в бортах выработки.4. The method according to claim 1. This is due to the fact that the area of underworking of the roof is increased by cutting slits in the sides of the working. Ш//////ШШ/////////,W ////// ШШ /////////, 1I1I 2 122 12 Фиг ЛFIG L А-АAa фуг.2fug.2
SU904807328A 1990-03-28 1990-03-28 Method of rock hydraulic fracturing SU1719660A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904807328A SU1719660A1 (en) 1990-03-28 1990-03-28 Method of rock hydraulic fracturing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904807328A SU1719660A1 (en) 1990-03-28 1990-03-28 Method of rock hydraulic fracturing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1719660A1 true SU1719660A1 (en) 1992-03-15

Family

ID=21504535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904807328A SU1719660A1 (en) 1990-03-28 1990-03-28 Method of rock hydraulic fracturing

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1719660A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772626C1 (en) * 2021-05-13 2022-05-23 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Method for hydraulic fracturing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Руководство по дегазации угольных шахт. М.: Недра, 1975. Авторское свидетельство СССР №825962,кл.Е21 С41/04, 1979. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2772626C1 (en) * 2021-05-13 2022-05-23 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Method for hydraulic fracturing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2263243C (en) Hydraulic fracturing of ore bodies
Huang et al. Cavability control by hydraulic fracturing for top coal caving in hard thick coal seams
AU2012272545B2 (en) Mining method for gassy and low permeability coal seams
CN106014407B (en) Utilize the roof fracture water method that reduction master control coal rock layer controls disaster in situ
CN108661641A (en) A method of preventing crossheading goaf top outstanding over long distances based on top release is cut
CN103899329B (en) A kind of administering method of large deformation breaking surrounding rock tunnel
CN112780340B (en) Method for preventing rock burst in advance in underground coal mine area
CN103498680B (en) Improve the method for fully mechanized coal face period of beginning mining top-coal recovery rate
CN110966002B (en) Roof cutting pressure relief method based on intensive drilling
CN102383728A (en) Coal mine rockburst defect segmentation and control method
CN103061732B (en) Hydraulic fracturing method of 2-3 meter hard medium sandstone stratum of roof of coal seam
CN112983418A (en) Method for hydraulic fracturing pressure relief of coal mine underground coal face withdrawal channel
RU2109948C1 (en) Method of optimized orientation of breakage faces, specifically on coal deposit
CN111677514B (en) Roof weakening method
CN111894602A (en) Hard rock roadway tunneling method
CN116771348A (en) Method for reducing dynamic pressure influence of main roadway in last mining and optimizing stoping line coal pillar
SU1719660A1 (en) Method of rock hydraulic fracturing
CN110985123A (en) High-pressure hydraulic pre-cracking dangerous impact ore pressure crossheading roadway drilling arrangement method
CN111022050A (en) Fully-closed blasting pressure relief and self-retained roadway method for grouting reconstruction of composite roof
CN112780276A (en) Fully-closed blasting pressure relief structure for grouting reconstruction of composite roof and self-retained roadway method
RU2646642C1 (en) Method for degassing overmined coal-bearing strata
RU2394991C1 (en) Procedure for solid coal weakening
RU2730688C1 (en) Method of directed hydraulic fracturing of coal bed
CN114215530A (en) Rapid roadway driving method for hard roof directional hydraulic fracturing gob-side roadway
AU720498B2 (en) Hydraulic fracturing of ore bodies