RU2480589C2 - Method for degassing of coal bed - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: method includes drilling of degassing wells in a processed massif perpendicularly to direction of breaking face movement, performance of hydraulic ruptures of a coal bed from them and subsequent gas pumping. At the same time degassing wells are drilled as through with the lower mine to the upper one, and hydraulic ruptures are carried out by movement of a drilling rod in a reverse direction.

EFFECT: increased area of gas release and reduced time of degassing works.

3 dwg

Description

Техническое решение относится к горному делу, а именно к разработке пологопадающих угольных пластов, и может быть использовано для их дегазации.The technical solution relates to mining, namely to the development of gently dipping coal seams, and can be used for their degassing.

Известен способ обработки угольного пласта (патент РФ №2232899, E21F 7/00, Е21В 43/26, опубл. 20.07.2004 г.), который используют для дегазации угольного пласта. Способ включает бурение скважин с поверхности и создание нескольких равномерно размещенных по мощности пласта пар вертикальных щелей. Каждая вышележащая пара щелей смещена относительно нижележащей в горизонтальной плоскости на одинаковый острый угол.A known method of treating a coal seam (RF patent No. 2232899, E21F 7/00, ЕВВ 43/26, publ. July 20, 2004), which is used for degassing a coal seam. The method includes drilling wells from the surface and creating several pairs of vertical slots evenly spaced along the formation power. Each overlying pair of slots is offset relative to the underlying in the horizontal plane by the same acute angle.

Недостатком этого способа является сложность его реализации, которая заключается в том, что при бурении скважин с поверхности трудно попасть в нужное место и создать в пласте щели с заданными параметрами. Кроме этого, бурение скважин на большую глубину значительно повышает себестоимость способа.The disadvantage of this method is the complexity of its implementation, which consists in the fact that when drilling wells from the surface it is difficult to get to the right place and create cracks in the reservoir with specified parameters. In addition, drilling wells to great depths significantly increases the cost of the method.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ дегазации угольного пласта (авт. св. СССР №1712629, E21F 7/00, опубл. 15.02.1992 г.), включающий бурение скважины с дневной поверхности на угольный пласт, нагнетание в него рабочей жидкости с темпом, превышающим естественную приемистость пласта, бурение серии подземных скважин в зону гидрообработки, соединение всех скважин с газоотсасывающими системами и отсос газа из подземных скважин. Серию подземных скважин бурят из полевых выработок, которые проходят в почве пласта одновременно с гидрообработкой через один выемочный столб до начала ведения подготовительных работ на участке шахтного поля, при этом подземные скважины бурят перпендикулярно к оси выработки, причем интервал бурения скважин определяют по установленной зависимости.The closest in technical essence and the set of essential features is the method of degassing a coal seam (ed. St. USSR No. 1712629, E21F 7/00, publ. 02/15/1992), including drilling a well from the surface onto a coal seam, injection into it working fluid with a rate exceeding the natural injectivity of the formation, drilling a series of underground wells into the hydroprocessing zone, connecting all wells to gas suction systems and sucking gas from underground wells. A series of underground wells are drilled from field workings that pass in the soil of the formation simultaneously with hydroprocessing through one excavation column before the start of preparatory work on the mine field section, while underground wells are drilled perpendicular to the axis of the production, and the interval of drilling is determined by the established relationship.

Недостатком этого способа является то, что для его реализации требуется бурение дорогостоящих скважин с дневной поверхности, проведение сложных расчетов по определению интервалов между скважинами. Кроме этого, в предлагаемом способе трудно произвести и проконтролировать процесс гидроразрыва вследствие большой протяженности дегазационных скважин и сложности схемы их заложения. Эти недостатки приводят к снижению эффективности способа и повышению его себестоимости.The disadvantage of this method is that for its implementation requires the drilling of expensive wells from the surface, carrying out complex calculations to determine the intervals between wells. In addition, in the proposed method, it is difficult to carry out and control the hydraulic fracturing process due to the large extent of the degassing wells and the complexity of the layout. These disadvantages lead to a decrease in the efficiency of the method and increase its cost.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение эффективности и снижение себестоимости дегазации угольного пласта за счет изменения схемы заложения дегазационных скважин, проведения из них поинтервальных гидроразрывов, обеспечивающих увеличение площади газовыделения, и сокращения времени работ по дегазации.The technical task of the proposed solution is to increase the efficiency and reduce the cost of degassing a coal seam by changing the layout of degassing wells, conducting interval fractures from them to increase the gas release area, and reducing the time of degassing work.

Поставленная задача достигается тем, что в способе дегазации угольного пласта, включающем бурение дегазационных скважин в обрабатываемом массиве перпендикулярно направлению движения очистного забоя, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа, согласно техническому решению дегазационные скважины бурят сквозными с нижней выработки на верхнюю, а гидроразрывы проводят, перемещая буровой став в обратном направлении.The problem is achieved in that in a method of degassing a coal seam, including drilling degassing wells in the processed array perpendicular to the direction of movement of the face, conducting hydraulic fractures of the coal seam and subsequent pumping of gas, according to the technical solution, the degassing wells are drilled through from the bottom to the top, and hydraulic fractures are carried out by moving the drill string in the opposite direction.

Бурение дегазационных скважин сквозными, с нижней выработки на верхнюю, позволяет более точно выдерживать схему их заложения, а поинтервальные гидроразрывы значительно увеличивают площадь газовыделения. Проведение гидроразрывов из дегазационных скважин путем перемещения бурового става в обратном направлении после выполнения сквозных дегазационных скважин позволяет сократить время работ по дегазации угольного пласта. Благодаря этому повышается эффективность способа дегазации угольного пласта и снижается себестоимость работ.Drilling of degassing wells through, from the bottom to the top, allows you to more accurately maintain the pattern of their laying, and interval hydraulic fractures significantly increase the area of gas release. Fracturing from degassing wells by moving the drill string in the opposite direction after performing through degassing wells reduces the time required to degass the coal seam. This increases the efficiency of the method of degassing a coal seam and reduces the cost of work.

Сущность технического решения поясняется примером реализации способа дегазации угольного пласта и чертежами фиг.1-3, где на фиг.1 представлена схема реализации данного способа, большой стрелкой показано направление движения очистного забоя; на фиг.2 показана замена буровой коронки на герметизирующее устройство после бурения дегазационной скважины и на фиг.3 показано проведение гидроразрывов из дегазационной скважины.The essence of the technical solution is illustrated by an example implementation of the method of degassing a coal seam and drawings 1-3, where Fig.1 shows a diagram of the implementation of this method, a large arrow shows the direction of movement of the face; figure 2 shows the replacement of the drill bit with a sealing device after drilling a degassing well, and figure 3 shows the fracturing of a degassing well.

Способ дегазации угольного пласта реализуют следующим образом.The method of degassing a coal seam is implemented as follows.

Станком 1 бурят сквозную дегазационную скважину 2 (далее - скважина 2) в угольном пласте 3 с нижней выработки 4 на верхнюю выработку 5 (фиг.1). Затем меняют буровую коронку 6 на герметизирующее устройство 7 (фиг.2), а буровой став 8 через гибкий трубопровод 9 присоединяют к насосной установке 10. После этого буровой став 8 перемещают вниз на шаг L (фиг.3) и от насосной установки 10 через гибкий трубопровод 9 (фиг.2) в герметизирующее устройство 7 под давлением подают рабочую жидкость - происходит герметизация области скважины 2, находящейся между уплотнительными элементами (на фиг.2, 3 не показаны) герметизирующего устройства 7. При превышении уровня давления, на которое настроено герметизирующее устройство 7, происходит подача рабочей жидкости в загерметизированную область скважины 2, и производят гидроразрыв угольного пласта 3. Затем давление рабочей жидкости сбрасывают, и уплотнительные элементы принимают исходную форму. Весь комплекс снова перемещают вниз на шаг L и вновь производят гидроразрыв. Таким образом обрабатывают всю скважину 2. После этого нижнюю часть скважины 2 герметизируют пакером 11 (фиг.1), а верхнюю присоединяют к магистральному газоводу 12 и производят откачку газа из скважины 2. Аналогично производят дегазацию угольного пласта из следующих скважин 2.Machine 1 drill a through degassing well 2 (hereinafter - well 2) in a coal seam 3 from the lower mine 4 to the upper mine 5 (Fig. 1). Then, the drill bit 6 is changed to a sealing device 7 (Fig. 2), and the drill string 8 is connected to the pump unit 10 through the flexible pipe 9. After that, the drill bit 8 is moved down to step L (Fig. 3) and from the pump unit 10 through flexible pipe 9 (Fig. 2) pressurizes the working fluid into the sealing device 7 — the area of the well 2 located between the sealing elements (not shown in FIGS. 2, 3) of the sealing device 7 is sealed. If the pressure level is adjusted to seal The working device 7, the working fluid is supplied to the sealed area of the well 2, and the coal seam 3 is fractured. Then the pressure of the working fluid is relieved, and the sealing elements take their original shape. The whole complex is again moved down to step L and hydraulic fracturing is performed again. Thus, the entire well 2 is treated. After that, the lower part of the well 2 is sealed with a packer 11 (Fig. 1), and the upper part is connected to the main gas line 12 and the gas is pumped out of the well 2. The coal seam is degassed from the following wells 2 in the same way.

Claims (1)

Способ дегазации угольного пласта, включающий бурение дегазационных скважин в обрабатываемом массиве перпендикулярно направлению движения очистного забоя, проведение из них гидроразрывов угольного пласта и последующую откачку газа, отличающийся тем, что дегазационные скважины бурят сквозными с нижней выработки на верхнюю, а гидроразрывы проводят, перемещая буровой став в обратном направлении. A method of degassing a coal seam, including drilling degassing wells in the processed array perpendicular to the direction of movement of the face, conducting hydraulic fractures of the coal seam and subsequent pumping of gas, characterized in that the degassing wells are drilled through from the bottom to the top, and the fractures are carried out by moving the drill string in the opposite direction.

Images