книги из ГПНТБ / Савенко Л.В. Дегазация спутников угольных пластов

Пласт і'г

^ 8 5 ° Z '85

Рис. 28. Скважины шахты «Анненская».

Ill

При работе скважины с ß = 28° не было заметного повышения содержания газа на вен­ тиляционном штреке, хотя пласт /3 дегазиро­ вался недостаточно.

Для лучшей дегазации этих пластов можно бурить скважины отдельно на каждый пласт, но при этом вместо одной скважины длиной 75 м надо пробурить скважины суммарной длиной 52 + 42 = 94 м.

На основе проведенных опытов и изучения работы большого количества скважин на дру­ гих шахтах Донбасса рекомендуется следую­ щее.

В том случае, если желательно получить газ как можно скорее после прохода лавы, следует пользоваться формулой И. М. Печука, беря величину Ь с добавлением 15—10 м, так как это гарантирует быстрое проникнове­ ние газа к скважине. Если же спутник лежит далеко от рабочего пласта и нет непосредст­ венной угрозы прорыва газа в рабочие вы­ работки, то следует отказаться от этого резер­ ва, что значительно сократит длину скважины, а следовательно, стоимость и время бурения и увеличит срок ее службы.

Скважины, пробуренные со слишком боль­ шим углом, не всегда являютсяпотерянными. Они могут дать газ через несколько месяцев. Например, на шахте «Пролетарка-Глубокая», треста Макеевуголь, была пробурена через це­ лик 82 м скважина для дегазации второй се­ верной лавы пласта ІІ Софиевский.

Спутник лежит выше рабочего пласта в 51 м. Длина скважины 133 м, угол наклона к горизонту ß = 24°30', угол падения пласта 2°.

112

Если скважину бурить не по линии паде­ ния или восстания, а с разворотом от нее на 70—75°, то она будет лежать почти парал­ лельно бутовой полосе, осядет вместе с поро­ дами над ней и не нарушится. Опыт работы шахт «Пролетарка-Глубокая», № 1—2, треста Макеевуголь, показывает, что пробуренные таким образом скважины работают высоко­ производительно при опережении их лавой на 160—170 м. Обычные же скважины, направ­ ленные по линии падения, приходится бурить через 15—35 м.

Недостатками таких скважин являются их значительная длина и возможность подсоса воздуха при некрепких породах междупла-

стья.

При бурении скважин на нижележащие спутники следует учитывать, что поднятие по­ род почвы происходит не только впереди за­ боя лавы, но также ниже и выше проекции лавы по линии падения. Скважины можно бу­ рить с ббльшим углом у, не опасаясь попада­ ния их в неразгруженную зону. При этом дли­ на скважин значительно сокращается, а срок их службы и содержание метана в газе увели­ чиваются.

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1.Рекомендованные проф. И. М. Печуком величины угла у обеспечивают попадание сква­ жин в район достаточного расслоения пластов

ирастягивающих усилий, что способствует проникновению к скважинам значительных ко­ личеств газа.

2.Значения эти несколько занижены и мо­

114

гут быть рекомендованы при необходимости получить газ сразу после отхода лавы от про­ екции скважины.

3. При далеко лежащих спутниках реко­ мендуется отказаться от запаса 10—15 м в формуле, что приведет к уменьшению длины скважины и увеличению срока ее существо­

вания.

4. Ни в коем случае не следует занижать угол против рассчитанного с резервом 10— 15 м, особенно при слабых породах междупластья, так как это приводит к срезу скважин.

5.Скважины, пробуренные с завышенным углом y=95 -j- 100°, дают газ через 3—3,5 мес. после прохода лавы при крепких породах междупластья.

6.Анализ места выхода на пласт скважин, пробуренных с различным углом, показал, что применяемый за рубежом угол ß = 60° (при бурении с вентиляционного штрека) дает хо­ рошие результаты только для спутников, от­

70—75° от линии падения, работают высоко­ производительно в течение длительного вре­ мени. Бурение таких скважин экономичес­ ки выгодно, несмотря на увеличение их дли­ ны, если скважины не защищены целиком угля.

8. При -расчете угла наклона скважин, бу­ римых для дегазации нижележащих спутни­ ков, следует принимать у — 90° и не брать за­ паса 10—15 м.

115

ОШИБКИ В ВЕДЕНИИ ПРОЦЕССА ДЕГАЗАЦИИ

Недостаточная разработка теории процес­ са дегазации спутников приводила к ряду оши­ бок в практике дегазации.

За границей вплоть до 1953 г. считали, что для дегазации следует бурить скважины и с откаточного и с вентиляционного штреков. Эта ошибка вызвана ложным представлением, будто метан попадает к скважинам за счет повышенной проницаемости, и одна скважина не может дегазировать всю лаву. В действи­ тельности же метан течет по свободному кана­ лу малого сопротивления и одной скважины совершенно достаточно.

Проводилось бурение на очень удаленные нижележащие спутники. Так, на руднике «Хейг» бурили скважины на спутник, располо: женный в 24,4 м ниже рабочего пласта. Дав­ ление было 4,9 ат, а газа выходило очень мало

у спутника была очень малой толщины и рав­ новесное давление очень близко к пластовому (см. выше). Поэтому не рекомендуется про­ ектировать бурение на спутники, лежащие ниже 18 м, так как газа будет мало, а опас­ ности для лавы они обычно не представляют и суфляров уже не дают (Рр < Р011).

Исключение составляет случай, когда ни­ же рабочего пласта залегает несколько спут­ ников, близких друг к другу. Так, например, на шахте № 1-2, треста Макеевуголь, бурят­

116

ся скважины до последнего спутника (с от­ носительным расстоянием до 40 лі) таким образом, чтобы они пересекли остальные два в зоне разгрузки. Как показал опыт, третий спутник дает газ в течение длительного вре­ мени.

Бурение скважин на расстоянии 10—35 м друг от друга проводили за границей и на ча­ сти наших шахт, где скважины не были защи­ щены целиками. Причиной этого является представление, что дегазация идет только из пустоты Вебера, которая, как уже упомина­ лось, закрывается в течение месяца. Кроме того, считают, что если редко бурить скважи­ ны, то не заберешь весь газ. В брошюре было показано, что даже при сравнительно неболь­ ших расстояниях до вышележащих спутников (где междупластье более трещиновато) потеря давления в полости в сотни раз меньше давле­

существует полость, расстояние между пра­ вильно пробуренными скважинами опреде­ ляется лишь ее сопротивлением.

Что же касается того, что из нескольких скважин пойдет больше газа, чем из одной, то эта разница очень невелика, так как обычно рост суммарного дебита сдерживается про­ пускной способностью трубопровода. Так, на­

9,1 м3/мин, а при одной скважине ближайшей к забою — 8,3 м31мин. На шахте «Анненская» при трех скважинах выделялось 7,41, а при

одной 6,82 мУмин метана, т. е. меньше всего

на 4%.

В литературе, особенно иностранной, часто появлялись высказывания, что скважины не должны быть соединены между собой. Однако именно тогда, когда скважины соединены сво­ бодным каналом, а не только за счет прони­ цаемости, они выдают максимальное количе­ ство газа, откачивая его со всей огромной пло­ щади обнажения угля.

Не следует бояться соединения скважин, а напротив, надо с помощью описанных в бро­ шюре простых опытов выяснить длину полости на данной шахте и не допускать ее пережатия (при длительных остановках лавы, при остав­ лении промежуточных целиков).

При методе «Гиршбах» первоначально бу­ рили целую серию скважин по углю спутника. Оказалось, что эти скважины на выход газа совершенно не влияют. Это связано с тем, что площадь обнажения скважин во много раз меньше площади обнажения пласта в полости и не может существенно повлиять на выход газа. Например, на руднике «Гиршбах» было с одного ив штреков пробурено около 1500 м скважин, площадь которых составила пример­ но 360 м2. В то же время площадь обнажения пласта оценивается тысячами квадратных мет­ ров.

При ведении горных работ не всегда учи­ тывается возможность выделения газа из спут­ ников. Как уже указывалось, поднятие пород над нижележащим спутником при небольшой толщине междупластья (до 6—8 м) происхо­ дит впереди лавы. Если породы трещинова­

118

ты, в забое откаточного штрека может воз­ никнуть очень мощный суфляр, который будет питать вся нижняя полость. Поэтому не реко­ мендуется иметь опережение штрека менее 60 м. Появление суфляров при малом опере­ жении наблюдалось, например, на той же шахте «Анненская».

Следует так же учитывать характер выде­ ления метана. Так, на шахте № 6-6-бис «Брянка», треста Кддиевуголь, ниже рабочего пла­

ста і\ лежит пропласток /г.

Пока штреки вели с нижней подрывкой, на них были небольшие частые суфлярчики. По­ сле перехода на верхнюю подрывку суфляры прекратились, но примерно через месяц про­ изошел разрыв пород с образованием мощно­ го суфляра.

Такого явления следовало ожидать, так как при переходе на верхнюю подрывку увеличи­ лась толщина междупластья, и метан не выхо­ дил небольшими порциями, а скапливался в полости, пока давление его не достигло опас­ ной величины и он не прорвал породы.

При проведении дегазации не всегда учи­ тывается влияние величины относительного расстояния до спутника. Между тем, процесс накопления и прорыва газа идет совершенно различно при разных относительных расстоя­

ниях.

Так, если относительное расстояние до вы­ шележащего спутника больше 30—35 (в за­ висимости от пород междупластья), то по­ лость не соединена трещинами с выработан­ ным пространством, а если меньше — то со­ единена.