CC BY
97
ГОРНОЕ ДЕЛО И ГЕОТЕХНОЛОГИИ
УДК 622.257
М.Г. Коряга
Представительство в г. Новокузнецке Кемеровской области ОАО «Г азпром промгаз»
ПРИМЕНЕНИЕ СТАНКОВ ПОДЗЕМНОГО НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЙ МЕТАНА И БОРЬБЫ С САМОВОЗГОРАНИЕМ УГЛЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МОЩНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
Слоевая разработка мощных пластов сопряжена с рядом трудностей, связанных с высокой газоносностью угля и склонностью его к самовозгоранию. Требования по газоносности, предъявляемые к пластам, намеченным к подземной разработке [1], вынуждают применять как заблаговременную, так и предварительную дегазацию.
Борьба с самовозгоранием угля ведется из-за перемычек или через дополнительно пробуренные скважины. Методики борьбы с самовозгоранием угля на практике [2] заключаются в снижении содержания кислорода в атмосфере выработанного пространства до концентрации, не поддерживающей горение, или в изоляции поверхности горения от притока кислорода путем покрытия ее различными реагентами и смесями.
Для бурения скважин различного назначения отечественная и зарубежная промышленность выпускает целый ряд станков для условий шахт. Ассортимент современной буровой техники для направленного бурения в шахтных условиях постоянно расширяется. Совместное закрытое акционерное общество «Новинка», входящее в состав Группы ФИД [3], предлагает буровой станок ПБС-3, предназначенный для направленного бурения и ремонта скважин глубиной не менее 1000 м из горных выработок нефтешахт.
ООО «Пайпер Интернешнл» (Piper International) [4] предлагает комплексы оборудования для направленного бурения в условиях шахт. В основе комплекса могут быть буровые установки GDS 20*40R или ADS T-15/38 с номинальной длиной бурения до 1500 м.
Реализация такой техники для бурения скважин подземной дегазации и предотвращения самовозгорания угля дает возможность увеличивать функциональность каждой скважины.
На рисунке показана схема применения станка направленного бурения и расположения многоцелевой скважины.
В процессе проведения выработок 1, 2 и 3 первого слоя из штрека следующего комплексно механизированного забоя (КМЗ) бурится скважина, ствол 7 которой проходит через охранный целик 6 и, изгибаясь по заданной траектории под штреками 2, 3 и выемочным столбом 5, располагается в середине второго слоя мощного пласта. Линия 4 - граница отрабатываемого слоя. Бурение заканчивается при прохождении скважины над выработкой 3. Далее устье оборудуется превентором 9. При необходимости в скважине возможно проведение гидравлического разрыва пласта или других методов интенсификации газопритока [5]. Для сохранения целостности сечения ствола на весь срок работы скважины возможна обсадка ее перфорированной трубой из полимерных материалов, которая при выемке угля комбайном будет разрушена шнеком. Для дегазации пласта скважина подключается к трубопроводу 10, проложенному от вакуум-насосной станции на поверхности.
После прохождения над скважиной комплексно механизированного забоя и обрушения кровли 12 устье отсоединяют от дегазационного трубопровода и подключают к газопроводу 11 подачи азота. Нагнетание азота [6] в выработанное пространство первого слоя 13
< 1 1
3 4 Г 2 к
7
I-----------------------------------------------------------------------//-------------------------------------------------------------------------------------------------//---------------------------------------------------------
I----------------ё-----------------------И-------------
Работы по извлечению метана и борьбе с самовозгоранием угля
будет производиться через трещины разгрузки второго слоя. Закачка азота в скважины ведется до снижения фоновых значений содержания в воздухе изолированного пространства и в приповерхностном слое водорода и оксида углерода, а также до уменьшения температуры воды и воздуха до 25 °С [7].
Достоинствами такой схемы применения многофункциональных скважин направленного бурения являются:
- расположение буровой техники и трубопроводов в выработке, не задействованной непосредственно в процессе работы КМЗ;
- возможность использования скважины для дегазации некоторое время даже после прохода над ней КМЗ;
- применение средств направленного бурения позволяет выполнить веерное бурение через одно устье, что увеличит эффект от дегазации;
- минимизация времени между образованием выработанного пространства и началом закачки азота с целью предотвращения самовозгорания угля.
Выводы. Предложенная схема позволяет поэтапно использовать скважину для дегазации и последующей профилактики самовозгорания угля посредством закачки азота в выработанное пространство через трещины разгрузки первого слоя.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Федеральный закон Российской Федерации от 26 июля 2010 г. № 186-ФЗ «О государственном регулировании в области добычи
и использования угля, об особенностях социальной защиты работников организаций угольной промышленности»: [Электрон-
ный ресурс]: Российская газета Федеральный выпуск № 5244 от 28 июля 2010 г. -Режим доступа свободный: http://www. rg.ru/ 2010/07/28/dobycha-uglia-dok.html
2. Пожарная профилактика: [Электронный
ресурс]: Горная энциклопедия - Режим доступа свободный: http://www.mmmg-
enc. ru/p/pozharnaya-profilaktika/
3. СЗАО «Новинка». Оборудование для работы в шахтных условиях: [Электронный ресурс]: продукция и услуги. - Режим доступа свободный: http://www.fidnov.com/prod/
4. Piper International: [Электронный ресурс]: Буровые установки для подземного направленного бурения. - Режим доступа свободный: http://piperint.com/
5. Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт: РД-15-09-2006. / Отв. разраб. А.Д. Рубан и др. - М.: Промышленная безопасность, 2007. - 255 с.
6. Самоходные азотные станции (на шасси): [Электронный ресурс]: продукция Краснодарского компрессорного завода. - Режим доступа свободный: http://www.kkzav.ru/ samohodnye-stancii/azot
7. Инструкция по предупреждению и тушению подземных эндогенных пожаров в шахтах Кузбасса / ФГУП РосНИИГД и др.
- Кемерово: Б. И., 2007. - 77 с.
© 2013 г. М.Г. Коряга Поступила 16 января 2013 г.
