СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА К ОТРАБОТКЕ
METHOD TO PREPARE COAL BED FOR MINING

Способ относится к горному делу и может быть использован для подготовки угольных пластов к отработке в условиях высокой их метаноносности с целью повышения объемов добываемого угля по газовому фактору за счет интенсификации процесса извлечения метана из угольного массива и снижения метанообильности выемочных участков.
Известен способ обработки угольного пласта, который используют при извлечении метана из угольных пластов при его промысловой добыче.
Сущность изобретения по патенту заключается в воздействии на пласт угля колебаниями электромагнитных волн, которые создают излучателем, размещенным в скважине [1].
Недостатком этого способа является длительность времени обработки пласта, поскольку ее осуществляют в 5 этапов с различной частотой волн.
Известен способ подготовки угольного пласта к отработке на основе раскройки шахтного поля и бурения пластовых скважин. Суть его состоит в том, что в очистном забое измеряют среднесуточные объемы добываемого угля, расходы метана на выемочном участке, по данным которых устанавливают зависимость интенсивности метановыделения от объемов добытого угля [2].
К недостаткам этого способа относится неопределенность границ угольного пласта, в пределах которых производят измерения объемов добываемого угля и интенсивности метановыделения, в связи с этим невысокая точность оценки степени обработки пласта.
Наиболее близким по технической сути и достижению поставленной цели является способ дегазации пласта, включающий выделение на выемочном поле участков пласта, обуривание участков пласта скважинами и подключение их к дегазационному трубопроводу, отсос газа, извлечение угля в очистном забое, поочередное использование скважин для отсоса газа и увлажнения пласта [3].
Недостатками данного способа являются излишнее число операций, направленных на увлажнение пласта путем нагнетания жидкости через группу скважин и ее слив после образования трещин в массиве вблизи скважины, что не всегда целесообразно, поскольку на эти операции требуется время и снижаются темп и эффективность подготовки угольного пласта к отработке, тем более в условиях применения современных технологий и высокопроизводительной угледобывающей техники.
Целью изобретения является своевременная и эффективная подготовка угольного пласта к отработке за счет скважинной обработки угольного массива и пространственно-временных режимов измерений объемов добытого угля, расходов воздуха и концентрации метана в нем в процессе очистной выемки угля в зоне природного состояния угольного пласта, причем как вне зоны скважинной обработки пласта, так и в обработанной скважинами зоне пласта с последующим определением степени скважинной обработки пласта.
Указанная цель решается тем, что в способе подготовки угольного пласта, включающем выделение на выемочном поле двух участков пласта, извлечение угля с использованием механизированных комплексов, периодические измерения среднесуточных объемов добытого угля, расходов воздуха и концентраций метана в нем на выходе из очистного забоя, один из выделенных участков пласта обуривают пластовыми скважинами, на выделенных участках выявляют зависимости интенсивности метановыделения от среднесуточных объемов добытого угля, объемы добытого угля, расходы воздуха и концентрации метана на участках пласта измеряют в интервалах между внешней границей зоны естественного дренирования массива угля монтажной камерой и границей участка пласта на период, предшествующий посадке основной кровли, а степень скважинной обработки пласта оценивают величиной коэффициента
,
э
где К - степень скважинной обработки пласта, доли ед.;
с
К и К - коэффициенты при показателе среднесуточных объемов добытого угля, входящие в установленные на выделенных участках линейные зависимости интенсивности метановыделения от среднесуточных объемов добытого угля, соответственно на необработанном и обработанном скважинами участках пласта, доли ед.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 в условиях подготовленного к выемке участка пласта 1 схематично изображены монтажная камера 2, зона 3 пласта, дренированная монтажной камерой, зона 4 пласта, не подверженная влиянию горного давления от посадки основной кровли, скважины 5, пробуренные в плоскости пласта 1, дегазационный трубопровод 6.
На фиг.2 изображен выемочный участок по пласту 1, в пределах которого показаны местоположение монтажной камеры 2, зона 3 пласта, дренированная монтажной камерой, зона 4 пласта, не подверженного влиянию горного давления от посадки основной кровли, скважины 5, пробуренные в плоскости пласта 1 в пределах зоны 4 и за ее пределами, дегазационный трубопровод 6, к которому подключены скважины 5.
Способ осуществляют следующим образом.
На выделенных участках пласта 1 (фиг.1) согласно расчетам или опыту горных работ устанавливают границу зоны 3 естественного дренирования пласта монтажной камерой 2 и границу участка пласта на период, предшествующий посадке основной кровли. Этот участок, окаймленный штриховыми линиями, обозначен цифрой 4. За пределами участка 4 пласта 1 проводят пластовые дегазационные скважины 5.
На выделенном участке 4 пласта 1 (фиг.2) за пределами зоны 3 пласта 1 проводят пластовые дегазационные скважины 5, которые подключают к дегазационному трубопроводу 6. Последующие участки пласта за зоной 4 обуривают пластовыми скважинами 5, которые подключают к дегазационному трубопроводу 6. Схемы обуривания участков пласта 1 могут быть представлены скважинами, параллельными очистному забою, ориентированными на него либо перекрещивающимися.
В процессе работы очистных забоев на выделенных участках пласта производят периодические измерения среднесуточных объемов добытого угля, расходов воздуха и концентраций метана в нем на выходе из очистного забоя в интервалах между внешними границами зон естественного дренирования массивов угля монтажными камерами и границами участков пласта на период, предшествующий посадке основной кровли, на выделенных участках пласта выявляют линейные зависимости интенсивности метановыделения от среднесуточных объемов добытого угля, а степень скважинной обработки пласта оценивают величиной коэффициента
,
э
где К - степень скважинной обработки пласта, доли ед.;
с
К и К - коэффициенты при показателе среднесуточных объемов добытого угля, входящие в установленные на выделенных участках линейные зависимости интенсивности метановыделения от среднесуточных объемов добытого угля, соответственно на необработанном и обработанном скважинами участках пласта, доли ед.
Внедрение способа позволит повысить темпы и эффективность подготовки угольного пласта к отработке в условиях применения современных технологий интенсивной разработки метаноносных пластов угля, а также определить степень обработки угольного массива при различных схемах дегазации пласта скважинами.
Источники информации
7
1. Патент на изобретение РФ №2239054 С1, МПК Е21В 43/16, «Способ разработки залежи газа». 2004, Бюл. №30.
2. Методические основы проектирования дегазации на действующих и ликвидируемых шахтах. М.: ННЦ ГП - ИГД им. А.А.Скочинского, 2002. - 316 с.
3. Авторское свидетельство СССР №1809116 A1, E21F 7/00, Бюл. №14, 1993 г. (прототип).