Способ дегазации угольного пласта

(51) Е 21 С 41/18 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ горной выработки бурятся параллельные скважины,в одну из которых подается вода под высоким напором 1,5 Н, а соседняя или две соседние с ней скважины подключаются к отводящему газ трубопроводу. Положительный эффект Способ позволяет обеспечить безопасные условия ведения горных работ на обработанных этим способом участках высокогазоносных угольных пластов.(54) СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА(57) Цель Сокращение сроков дегазации,повышение эффективности дегазации до 70-80,снижение затрат на дегазацию. Сущность Достигается тем, что непосредственно перед выемкой участка шахтного поля из 20701 Известны способы дегазации угольного пласта,включающие бурение с горной выработки серии скважин по газоносному пласту и подключение скважин к дегазационному трубопроводу,находящегося под вакуумом (см. книгу А.Д. Рубан и др. Метан в шахтах и рудниках России, стр.8287 М. ИПКОН РАН, 2006). Известны также способы дегазации, включающие бурение скважин с поверхности на угольный пласт,высоконапорное нагнетание воды или растворов с поверхности под высоким давлением (гидроразрыв пласта), последующую откачку воды из скважины и подключение скважины к дегазационному трубопроводу (прототип) (см. книга С.В. Сластунов Заблаговременная дегазация и добыча метана из угольных месторождений, стр. 57-64, изд. МГГУ,Москва, 1996). Известные способы весьма трудоемки,высокозатратны, растянуты по времени на несколько месяцев и малоэффективны. Коэффициент дегазации не превышает 30. Предлагаемый способ ставит своей целью исключить эти недостатки и решить задачи существенно ускорить процесс дегазации и повысить его эффективность, снизить затраты на дегазацию. Способ включает выполнение следующих операций (см. фиг.1, фиг.2, фиг.3) бурение параллельных скважин из горной выработки 12 по угольному пласту на участке шахтного поля непосредственно перед его отработкой, подачу в одну из скважин воды под высоким давлением (до 1,5, где- средняя плотность горных пород, Н - глубина ведения горных работ) и отвод газа, выдавливаемого из пласта через одну (или две) соседние скважины,подключаемые к отводящему трубопроводу 13. Интервал между скважинами определяется газовой проницаемостью пласта и составляет 4-8 м. Технология дегазации пласта по предлагаемому способу осуществляется следующим способом. От высоконапорного насоса 1 вода через расходомер 6 подается в одну из скважин 2, оборудованную герметизатором 3. Поступая в пласт через поры,трещины и другие коллекторы природного или техногенного характера, вода выдавливает газ в соседние скважины 4, 5 и замещает газ в угольном пласте. При появлении в одной из газоотводящих скважин воды с расходом,близким к производительности насоса,эта скважины закрывается. Закачка воды в среднюю скважину продолжается до появления воды в третьей скважине. Отводящие газ скважины к трубопроводу подключаются через отстойники воды 7, газомеры 8 и задвижки 9. Такую обработку пласта производят на участке угольного пласта непосредственно перед его выемкой. В процессе закачки воды в пласт в угольном массиве могут остаться однородные(не нарушенные) участки угля, где в порах может быть не замещение газа водой. Однако они не представляют опасности, так как в однородном массиве имеется ограниченный объем свободного и сорбированного газа и не может образоваться выброс газа в выработку. Минимальный объем воды, который необходимо закачать в пласт, определяется по формулеПК где- объем угля, подлежащий к выемке П - пористость угля,К 1,5-2,0 - коэффициент, учитывающий неоднородности угольного пласта, а также необходимость увлажнения дополнительного объема угля 11 за контурами предполагаемого объема выемки 10. Схемы размещения скважин представлены на фиг.2 и фиг.3. Таким образом, предлагаемый способ позволит обработать массив угля в пласте непосредственно перед его выемкой. Закачка воды в пласт под высоким давлением 1,5-2,0 Н и отвод с вытесненного из угольного пласта в одну или две других скважины, которые подключаются к отводящему трубопроводу. При необходимости такая обработка может производиться одновременно на соседних участках шахтного поля таким же способом. Предлагаемый способ позволяет существенно снизить время дегазации и повысить коэффициент дегазации до 80-90. Исключается потребность в вакуумных станциях. При ведении горных работ по обработанному таким способом угольному массиву, исключаются выбросы газа. Одновременно снижается до безопасных значений запыленность воздуха при выемке угля. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ дегазации угольного пласта,включающий бурение параллельных скважин в пласте из горной выработки и закачку высоконапорной воды в пласт через скважину,отличающийся тем, что скважины бурятся в участке шахтного поля непосредственно перед его отработкой, а подачу воды под давлением не менее 1,5 Н в одну из двух или трех скважин, а соседняя с ней скважина или две соседние скважины подключаются к отводящему газ трубопроводу. Причем объем закачиваемой воды должен быть не менееП К где - объем угля, подлежащий к выемке П - пористость угля.К-коэффициент, учитывающий неоднородности угольного пласта, а так же дополнительный объем увлажнения за контурами участка, подлежащего выемке.