17.3.6 Бурение и оборудование скважины для спуска воды
В погашенных горных выработках (обычно очистных) скапливается вода, которая является угрозой для планового и безопасного ведения горных (очистных) работ на нижележащих горизонтах. Спуск воды из этих работ и контроль за зонами затопления осуществляется обычно по углю через скважины. Порядок бурения скважин в этих случаях регламентируется соответствующими инструктивными документами. Обычно бурится не менее двух наблюдательных скважин, которые контролируют положение затопленной зоны. Давление и объем воды в затопленных выработках определяются по положению наиболее высоких абсолютных отметок затопленной зоны, площади затопленных горных работ, умноженной на мощность разрабатываемого угольного пласта. Следует иметь в виду следующее:
давление столба воды высотой 10 м соответствует 1 атм.;
объем воды в затопленных выработках считается для полной
мощности разрабатываемого угольного пласта с учетом практической несжимаемости воды.
Диаметр наблюдательных скважин не должен превышать 76 мм с тем, чтобы в последующем можно было опускать в скважину колонну труб диаметром не менее 50 мм, уровнемер, желонки для отбора проб воды и чистки скважины. Нижняя фильтровая часть колонны перфорируется отверстиями диаметром 5-10 мм на участке с протяженностью, соответствующей трехкратной мощности угольного пласта в месте установки фильтра. Водоспускные скважины бурят при подходе действующих выработок к затопленным на расстоянии ширины барьерного целика, рассчитанного в соответствии с правилами безопасности. Принципиальная схема оборудования водоспускной скважины приведена на рисунке 17.11.
Ведение буровых работ по спуску воды из затопленной зоны осуществляется по специальному проекту, в котором оговаривается место бурения, ожидаемый напор, глубина скважины, геологический разрез и конструкция скважины, наличие газа в затопленной выработке, способ крепления обсадной трубы ("кондуктора") в устье скважины, методика выхода скважины в затопленную выработку, тип станка и схема его установки в выработке.
Диаметр бурения после крепления обсадной трубы не должен превышать 76 мм. Перед пробоем скважины в затопленную выработку (за 5-10 м) замеряется содержание газов (СН4, СО2, СО, H2S) и члены буровой бригады включаются в изолирующие самоспасатели. При высоком ожидаемом напоре пробой в затопленную выработку осуществляется буровым наконечником минимально возможного для применяемых бурильных труб диаметра. При пробое в затопленную выработку рабочие не должны находиться вблизи оси бурения, гидрозадвижки (рисунок 17.11) должны быть открыты. Обычно после пробоя (вскрытия) в затопленную горную выработку не удается сразу извлечь полностью буровой инструмент из скважины - это делается позже и постепенно, после уменьшения напора. Разновидностью водоспускных скважин являются дренажные. В дренажных скважинах вода поступает по стволу скважины на протяжении всего пересекаемого ею водоносного горизонта (обычно это водоносные трещиноватые известняки и песчаники) с небольшим напором.
1 - бурильная труба; 2 - сальниковый уплотнитель; 3 – тамбур; 4 –
тройник; 5- кондуктор; 6 – скважина; 7 - цементируемый зазор;
8 – сальниковое уплотнение; 9 - упорный флянец; 10 - отводной
рукав; 11 – задвижки
Рисунок 17.11 - Принципиальная схема оборудования
водоспускной скважины