Научная статья на тему 'ТЕХНОЛОГИЯ ГЛУБОКОЙ ДЕГАЗАЦИОННОЙ ПОДГОТОВКИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА НА БАЗЕ ЕГО ГИДРОРАСЧЛЕНЕНИЯ ЧЕРЕЗ СКВАЖИНЫ С ПОВЕРХНОСТИ'

ТЕХНОЛОГИЯ ГЛУБОКОЙ ДЕГАЗАЦИОННОЙ ПОДГОТОВКИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА НА БАЗЕ ЕГО ГИДРОРАСЧЛЕНЕНИЯ ЧЕРЕЗ СКВАЖИНЫ С ПОВЕРХНОСТИ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
168
30
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КОМПЛЕКСНАЯ ПЛАСТОВАЯ ДЕГАЗАЦИЯ / ГИДРОРАЗРЫВ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА / ГИДРОРАСЧЛЕНЕНИЕ ПЛАСТА / МЕХАНИЗМ ДОСТИЖЕНИЯ ЭФФЕКТА / СНИЖЕНИЕ ГАЗОНОСНОСТИ ПЛАСТА / БЛОКИРОВАНИЕ МЕТАНА В ПОРОВОМ ПРОСТРАНСТВЕ / ЗАМЕЩЕНИЕ МЕТАНА В ПЛАСТЕ ВОДОЙ / ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА КОМПЛЕКСНОЙ ДЕГАЗАЦИИ / ТЕХНОЛОГИЯ ГИДРОРАСЧЛЕНЕНИЯ / COMPREHENSIVE IN-SITU DRAINAGE / HYDRAULIC FRACTURING / HYDRAULIC SPLITTING / EFFECT MECHANISM / COAL SEAM GAS CONTENT DECREASE / METHANE BLOCKING IN PORE SPACE / METHANE SUBSTITUTION BY WATER IN COAL SEAM / INTEGRATED DRAINAGE FLOW CHART / HYDRAULIC SPLITTING TECHNOLOGY

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Сластунов С.В., Мазаник Е.В., Садов А.П., Хаутиев А.М.-Б.

Раскрыт механизм обеспечения эффективной пластовой дегазации на основе применения комплексного подхода и реализации гидродинамической обработки разрабатываемого угольного пласта с помощью его гидрорасчленения через скважины, пробуренные с поверхности, и через скважины, пробуренные из подземных выработок. Комплексная дегазация направлена на обеспечение равномерности и высокой эффективности пластовой дегазации. Обоснован механизм достижения эффекта при применении комплексной пластовой дегазации. Снижение газообильности очистного забоя и уменьшение поступления в него метана из разрабатываемого угольного пласта обеспечивается за счет снижения газоносности пласта вследствие интенситвного извлечения метана пластовыми дегазационными скважинами в зонах гидроразрыва и гидрорасчленения, а также за счет увеличения остаточной газоносности пласта в зоне гидрообработки вследствие блокирования части метана водой в мельчайших порах и трещинах угольного пласта. Углубление дегазации также происходит вследствие замещения метана водой в сорбционном объеме разрабатываемого угольного пласта. Дана информация о проведении первого этапа работ по дегазационной подготовке угольного пласта Болдыревский скважинами ГРП, пробуренными с поверхности. Приведена технологическая схема первых поисковых работ на поле шахты им. С.М. Кирова. Даны отличия испытываемой технологии от известной, изложенной в основных руководящих документах по дегазации угольных шахт.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Сластунов С.В., Мазаник Е.В., Садов А.П., Хаутиев А.М.-Б.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Comprehensive gas drainage technology by hydraulic splitting of coal seam using surface holes

The mechanism of efficient in-situ drainage based on an integrated approach and hydrodynamic treatment of a coal seam by means of its hydraulic splitting using holes drilled from the surface and from underground excavations is disclosed. The integrated drainage is aimed to ensure uniform and highly efficient in-situ degassing. The mechanism of efficient integrated in-situ drainage is justified. Reduction in gas content at coal face and decrease in methane emission from coal seam under mining is ensured by high-rate methane drainage using in-seam degassing holes in the zones of hydraulic fracturing and hydraulic splitting, as well as increased residual gas content of coal seam in the zone of hydraulic treatment owing to blocking of methane by water in the infinitesimal pores and fissures in coal seam. Deepening of degassing also occurs as a consequence of methane substitution by water in the absorptive volume of the coal seam under mining. The information on gas drainage phase I implementation in Boldyrevsky coal seam using holes drilled from surface is given. The flow chart of primary exploration in the field of the Kirov Mine is presented. The differences between the test technology and conventional approach described in the main regulations on coal mine degasification are described.

Текст научной работы на тему «ТЕХНОЛОГИЯ ГЛУБОКОЙ ДЕГАЗАЦИОННОЙ ПОДГОТОВКИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА НА БАЗЕ ЕГО ГИДРОРАСЧЛЕНЕНИЯ ЧЕРЕЗ СКВАЖИНЫ С ПОВЕРХНОСТИ»

ГИАБ. Горный информационно-аналитический бюллетень / MIAB. Mining Informational and Analytical Bulletin, 2020;(1):5-14 ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL PAPER

УДК 622.817.47 DOI: 10.25018/0236-1493-2020-1-0-5-14

ТЕХНОЛОГИЯ ГЛУБОКОЙ ДЕГАЗАЦИОННОЙ ПОДГОТОВКИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА НА БАЗЕ ЕГО ГИДРОРАСЧЛЕНЕНИЯ ЧЕРЕЗ СКВАЖИНЫ С ПОВЕРХНОСТИ

С.В. Сластунов1, Е.В. Мазаник2, А.П. Садов2, А.М.-Б. Хаутиев2

1 ГИ НИТУ «МИСиС», Москва, Россия, e-mail: slastunovsv@mail.ru 2 АО «СУЭК-Кузбасс», Ленинск-Кузнецкий, Россия

Аннотация: Раскрыт механизм обеспечения эффективной пластовой дегазации на основе применения комплексного подхода и реализации гидродинамической обработки разрабатываемого угольного пласта с помощью его гидрорасчленения через скважины, пробуренные с поверхности, и через скважины, пробуренные из подземных выработок. Комплексная дегазация направлена на обеспечение равномерности и высокой эффективности пластовой дегазации. Обоснован механизм достижения эффекта при применении комплексной пластовой дегазации. Снижение газообильности очистного забоя и уменьшение поступления в него метана из разрабатываемого угольного пласта обеспечивается за счет снижения газоносности пласта вследствие интенситвного извлечения метана пластовыми дегазационными скважинами в зонах гидроразрыва и гидрорасчленения, а также за счет увеличения остаточной газоносности пласта в зоне гидрообработки вследствие блокирования части метана водой в мельчайших порах и трещинах угольного пласта. Углубление дегазации также происходит вследствие замещения метана водой в сорбционном объеме разрабатываемого угольного пласта. Дана информация о проведении первого этапа работ по дегазационной подготовке угольного пласта Болдырев-ский скважинами ГРП, пробуренными с поверхности. Приведена технологическая схема первых поисковых работ на поле шахты им. С.М. Кирова. Даны отличия испытываемой технологии от известной, изложенной в основных руководящих документах по дегазации угольных шахт. Ключевые слова: комплексная пластовая дегазация, гидроразрыв угольного пласта, гидрорасчленение пласта, механизм достижения эффекта, снижение газоносности пласта, блокирование метана в поровом пространстве, замещение метана в пласте водой, технологическая схема комплексной дегазации, технология гидрорасчленения.

Для цитирования: Сластунов С. В., Мазаник Е. В., Садов А. П., Хаутиев А. М.-Б. Технология глубокой дегазационной подготовки угольного пласта на базе его гидрорасчленения через скважины с поверхности // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2020. - № 1. -С. 5-14. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-1-0-5-14.

Comprehensive gas drainage technology by hydraulic splitting of coal seam

using surface holes

S.V. Slastunov1, E.V. Mazanik2, A.P. Sadov2, A.M.-B. Khautiev2

1 Mining Institute, National University of Science and Technology «MISiS», Moscow, Russia,

e-mail: slastunovsv@mail.ru 2 Joint-stock company «SUEK-Kuzbass», Leninsk-Kuznetsky, Russia

© С.В. Сластунов, Е.В. Мазаник, А.П. Садов, А.М.-Б. Хаутиев. 2020.

Abstract: The mechanism of efficient in-situ drainage based on an integrated approach and hydro-dynamic treatment of a coal seam by means of its hydraulic splitting using holes drilled from the surface and from underground excavations is disclosed. The integrated drainage is aimed to ensure uniform and highly efficient in-situ degassing. The mechanism of efficient integrated in-situ drainage is justified. Reduction in gas content at coal face and decrease in methane emission from coal seam under mining is ensured by high-rate methane drainage using in-seam degassing holes in the zones of hydraulic fracturing and hydraulic splitting, as well as increased residual gas content of coal seam in the zone of hydraulic treatment owing to blocking of methane by water in the infinitesimal pores and fissures in coal seam. Deepening of degassing also occurs as a consequence of methane substitution by water in the absorptive volume of the coal seam under mining. The information on gas drainage phase I implementation in Boldyrevsky coal seam using holes drilled from surface is given. The flow chart of primary exploration in the field of the Kirov Mine is presented. The differences between the test technology and conventional approach described in the main regulations on coal mine degasifi-cation are described.

Key words: comprehensive in-situ drainage, hydraulic fracturing, hydraulic splitting, effect mechanism, coal seam gas content decrease, methane blocking in pore space, methane substitution by water in coal seam, integrated drainage flow chart, hydraulic splitting technology. For citation: Slastunov S. V., Mazanik E. V., Sadov A. P., Khautiev A. M.-B. Comprehensive gas drainage technology by hydraulic splitting of coal seam using surface holes. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2020;(1):5-14. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-1-0-5-14.

Введение

Проблема борьбы с газом в угольных шахтах весьма актуальна. Это связано с тем, что подземные горные работы уходят на глубину (глубина отработки угольных пластов в среднем в год увеличивается на 10—15 м, при этом закономерно растет газоносность разрабатываемых угольных пластов и газовыделение из них при разрушении угля.

Основная тенденция подземной угледобычи — рост нагрузок на очистные забои, что также приводит к повышению газообильности очистных работ. Все более актуальными являются проблемы, связанные с непосредственно пластовой дегазацией. На современных глубинах разработки ее эффективность редко превышает 10—15%. Именно газовыделение из интенсивно отрабатываемого высокогазоносного угольного пласта является в этих условиях основным ограничителем предельно допустимых нагрузок на очистной забой по газовому фактору. Вопросы повышения эффективности пластовой дегазации на основе различных

скважинных технологий весьма актуальны и нашли достаточно широкое освещение в научных работах [1—5].

В последнее время нами велись исследования в области предварительной дегазации разрабатываемых угольных пластов с использованием активных воздействий на них через скважины, пробуренные из подземных выработок, в частности, с применением различных технологических схем пневмо- и гидродинамических воздействий. Естественным развитием этих работ по подземному гидроразрыву, достаточно детально изложенным в [6—9] и подтвердившим свою работоспособность, высокую эффективность и перспективность, являются более масштабные работы по заблаговременной дегазации угольных пластов через скважины, пробуренные с поверхности (ЗДП).

Преимущества

разрабатываемой технологии

Эта технология наиболее перспективна, так как обладает основными преи-

муществами при устранении энергетического и временного барьеров для достижения высокой эффективности пластовой дегазации. ЗДП по определению осуществляется минимум за 3 года до начала ведения основных горных работ и может предусматривать применение более мощной нагнетательной техники, так как не ограничена ни сравнительно малыми объемами подземного пространства угольной шахты, ни средствами доставки техники к объекту дегазационных работ.

Сущность

разрабатываемой технологии

Принципиальные особенности технологии заблаговременной дегазации угольных пластов через пробуренные с поверхности скважины с их гидрорасчленением достаточно полно изложены в [10—12]. Однако по ряду причин на шахтах РФ до настоящего времени технология ЗДП, заложенная в основном руководящем документе по дегазации [12], практически не применялась. Основным сдерживающим моментом являлась необходимость обеспечения весьма существенных инвестиций за несколько лет до начала ведения основных горных работ.

Отличительной особенностью проведенных на шахте им. С.М. Кирова АО «СУЭК-Кузбасс» поисковых работ по комплексной дегазационной подготовке угольного пласта с его гидрорасчленением через скважины, пробуренные с поверхности, явилась попытка обеспечить высокий дегазационный эффект в относительно короткий период времени. Этого эффекта предполагалось достичь применением комплексной дегазации, включающей в себя на первом этапе работ гидрорасчленение угольного пласта с поверхности (ГРП), на втором этапе — его гидроразрыв (гидрорасчленение) через подземные пластовые скважины, пробу-

ренные из подготовительной выработки (ПодзГРП), и на третьем этапе — извлечение метана из пласта скважинами типовой подземной пластовой дегазации (ППД) [12].

При таком подходе энергетический барьер существенно снижается ввиду того, что первый основной этап — проведение ГРП через скважины с поверхности — позволяет беспрепятственно применять мощную нагнетательную технику, при этом можно без помех для ведения основных горных работ размещать ее на поверхности вне ограниченного пространства горных выработок.

Временной барьер является наиболее важным, так как необходимо существенное время для высвобождения метана, находящегося в угольном пласте в связанном состоянии (до 90 и более процентов метана находится в сорбци-онном объеме угля), и его переноса по трещиновато-пористой структуре не разгруженного от горного давления мало проницаемого угольного пласта. В усредненных условиях неразгруженных угольных пластов указанный процесс лишь только в виде фильтрации, не говоря уже о диффузии, занимает многие месяцы и даже годы. Это позволяет сделать относительно простой вывод, что для реализации глубокой дегазации нужна существенная степень заблаговременности дегазационных работ.

Эффективность

разрабатываемой технологии

В разрабатываемой и исследуемой технологии высокая эффективность дегазации обеспечивается не столько за счет извлечения метана из подготавливаемого к безопасной и интенсивной разработке угольного пласта, сколько за счет ряда других, не менее важных, факторов, в частности:

• повышения остаточной метанонос-ности угольного пласта и уменьшения

метановыделения из последнего при его разрушении. Это обеспечивается блокированием метана в мельчайших порах и трещинах угольного пласта жидкостью, проникающей туда за счет сил самодвижения (в основном, капиллярных сил), что особенно ощутимо в условиях применения нисходящих дегазационных скважин;

• отвода метана из угольного пласта за пределы выемочного участка вентиляционной струей подготовительной выработки, из которой пробурены скважины гидроразрыва, вследствие интенсивного притока в эту выработку метана по созданному высоко проницаемому техногенному коллектору, в котором метан находится под высоким пластовым давлением.

Кроме этого, снижение метаноносно-сти угольного пласта и газовыделения из него при отработке происходит не только вследствие предварительного извлечения метана из искусственно созданного в результате гидроразрыва газопроницаемого техногенного коллектора, но также за счет замещения метана водой в сорбционном объеме угольного пласта.

Обоснование механизма замещения метана водой в сорбционном объеме

Последний фактор основывается на том, что вода является более активным агентом и замещает метан в сорбционном объеме угольного пласта. Рассмотрим общие аспекты взаимодействия в системе «уголь-жидкость-газ» после нагнетания воды в угольный пласт и ее последующей выдержки в массиве.

При адсорбции компонентов бинарной газовой или жидкой смеси имеются две параллельные реакции взаимодействия метана и жидкости А и В со свободной поверхностью адсорбента (угольного пласта). Предполагается [10], что молекулы Н2О и СН4 адсорбируются на одних

и тех же свободных местах поверхности угля, т.е.:

• молекула АН О в газе (жидкость плюс свободное место на поверхности — адсорбционный комплекс А);

• молекула Всн (газ плюс свободное место на поверхности — адсорбционный комплекс В).

Уравнения равновесия для каждого компонента имеют вид

К = ^/Р х (1" О." 02)], (1)

К = 02/[Р2 х (1 - 0! - 02)], (2) где О1 и О2 — заполнение поверхности компонентами А и В; Р1 и Р2 — парциальные давления паров этих компонентов.

Величина (1 — О1 — О2) выражает долю свободной поверхности при совместной адсорбции А и В. Из уравнений (1) и (2) можно найти величину отношения концентраций компонентов в слое адсорбента:

Q1/Q2 = К ■ РЛК2 • Р2), (3)

т.е. величины заполнений поверхности компонентов А и компонентов В в газовой смеси относятся как произведения соответствующих констант равновесия для адсорбции индивидуальных компонентов на их парциальные давления в смеси.

Полагая в уравнениях (1) и (2)

ИТ

= КН20 = Я « = «ом, = q2

_,лм2/ ят

(4)

(5)

где д1, ц2 — энтропийный фактор; АИ1 = = 41,9 кДж/моль — теплота адсорбции воды на угле; ДИ2 = 24,7 кДж/моль — теплота адсорбции метана на угле, при д1 = д2 и Р1 = 2,2 кПа и Р2 = 98 кПа имеем:

О,/02 = 1000/1, (6)

где Р1 — парциальное давление паров воды при температуре 293 К. Исходя из этих теоретических предпосылок, ад-

сорбция воды на углях на три порядка выше адсорбции метана.

Приведенные расчеты показывают, что с термодинамической точки зрения вода замещает метан в сорбционном объеме угля, что является весьма положительным фактором повышения эффективности пластовой дегазации вследствие перевода метана из сорбированного состояния в свободное и удаления его из угольного пласта через дегазационные скважины.

Этот вывод подтверждается многочисленными исследованиями зон гидродинамического воздействия, где газоносность угля ниже обычно наблюдаемой на 3,5^4,8 м3/т, что можно связывать с замещением метана водой в сорбцион-ном объеме угля [13]. Установлено, что во всех случаях взаимодействия воды с углем происходит снижение метанонос-ности последнего.

Аналитически обосновано, экспериментами подтверждено, что предварительное увлажнение позволяет обеспечить замещение водой части метана в сорбционном объеме угля. Также снижается фазовая проницаемость угля для метана, уменьшается газовыделение из него. Отметим также повышение квазипластичности угольного пласта и, тем самым, снижения напряженности и выбро-соопасности углегазоносного массива. Как дополнительный положительный фактор необходимо отметить снижение пы-леобразующей способности угля вследствие того, что влагонасыщение угольных пластов в режиме фильтрации позволяет смочить природную (материнскую) пыль и поверхности трещин, что приводит к слипанию пылинок и их осаждению.

Объект экспериментальных работ

На исследуемом поисковом объекте работ по комплексной пластовой дегазации на шахте им. С.М. Кирова скважины ГРП были заложены на выемочном

участке 24—63 через 180 м друг от друга на расстоянии 50 м от контура будущей конвейерной печи 24—63. Расстояние в 180 м друг от друга скважин ГРП обосновывалось следующими соображениями. Эти скважины должны использоваться впоследствии при подходе лавы к ним в качестве вертикальных куполовых скважин для дегазации выработанного пространства. Расстояние между куполовы-ми скважинами по проекту на данном выемочном участке составляет 60 м. Скважины ГРП заменяют каждую третью из них, этим и обосновывается шаг заложения скважин ГРП в 180 м. Предполагается, что скважины ГРП будут работать как на снижение газообильности лавы, так и на снижение газообильности конвейерной печи 24—63 при ее проведении.

Дегазация прилегающей к вентиляционной печи 24—63 части выемочного участка от его серединной части будет осуществляться скважинами подземного гидроразрыва (ПодзГРП), буримых из этой печи, а также типовыми скважинами подземной пластовой дегазации (ППД).

Описание

экспериментальных работ

Первые поисковые работы по гидрорасчленению угольного пласта Болды-ревский через скважины, пробуренные с поверхности, были проведены в мае 2019 г. на скважине 1 ГРП. Места заложения и планируемые сроки проведения работ (май—октябрь 2019 г.) на скважине 1 ГРП и следующих скважинах гидрорасчленения показаны на рис. 1.

Поисковые

экспериментальные работы

Приведем следующую информацию о первых поисковых работах. Глубина скважины 1 ГРП до кровли пласта составила 583,5 м. Обсадка трубой 0159 мм

В случае прорыва воды в ранее отбуренные скважины пластовой дегазации лавы 24-63 переход на скважины ГРП лавы 24-64

Рис. 1. Объекты дегазационных работ по ГРП на пласте Болдыревский (выемочные участки 24—63 и 24—64) Fig. 1. Objects of degassing works on hydraulic fracturing on the Boldyrevsky formation

произведена на всю глубину с заходом в пласт ниже на 1 м кровли пласта для исключения утечек воды при гидровоздействии по контакту угольного пласта и кровли. Цементирование рабочей колонны 0159 мм произведено на всю глубину.

После цементирования произведена опрессовка скважины 1 ГРП. Через фланцевое соединение установлена устьевая головка для ГРП с кранами высокого давления с функцией гидрозатвора для дистанционного открытия и закрытия скважины. От устьевой головки смонтированы две нагнетательные линии к блоку манифольдов. Комплекс оборудования собирается согласно технологической схеме, приведенной на рис. 2.

Через блок манифольдов скважина 1 ГРП подключается к насосным установкам. Гибкими рукавами осуществляется обвязка технологических емкостей ПТЕ-50 с всасывающими патрубками на установке манифольдов. После заполнения емкостей ПТЕ-50 производится гидрообработка пласта.

Отличительными особенностями технологии дегазационной подготовки разрабатываемого угольного пласта Болды-ревский в условиях первого поискового эксперимента по пластовой дегазации на основе гидрорасчленения пласта на поле шахты им. С.М. Кирова являлись следующие.

На первых скважинах было применено совершенное вскрытие угольного пласта. Обсадная колонна входила в пласт не более, чем на 1 м. Ввиду ограниченного времени проектом не предусматривалось освоение скважин ГРП традиционными способами, а именно с использованием погружных насосов и станков-качалок типа СК или эрлифтом. Повышения фазовой проницаемости угольного пласта для газа в условиях существенного заводнения пласта рабочей жидкостью предполагалось достигать спуском воды в подготовительную выработку выемочного участка 24—63, а именно, в конвейерную печь 24—63.

По той же причине выдержка воды в угольном пласте после окончания ГРП

Рис. 2. Схема подключения оборудования на скважине ГРП Fig. 2. Connection of the equipment at the hydraulic fracturing well

была ограничена сроком от нескольких дней (зона скважины 1 ГРП) до 1—2 месяцев на следующих скважинах ГРП.

Гидродинамическое воздействие на пласт Болдыревский было произведено 24 мая 2019 г. Согласно программе и методике проведения экспериментальных испытаний технологии ГРП темп закачки рабочей жидкости плавно повышался по зависимости:

qpo= 5 х 10-4 х t, м3/с (7)

где t — время от начала закачки, мин (0 < t < 0,40); 0 — общий объем закачки рабочей жидкости, м3.

Общее время обработки составило 3 ч 34 мин (214 мин). Во время закачки был плавный выход на режим с незначительным перепадом давления 1—2 бар.

Основные параметры ГРП:

Темп закачки — 0,09—6,16 м3/мин (1,5—102,7 л/с).

Давление — максимальное 127 бар.

Объем закачки — 746 м3.

После проведения гидрорасчленения спустя непродолжительное время в шахте в вентиляционном штреке 24—63 наблюдался выход воды возле люковой печи 24—62—9. От места заложения скважины расстояние равняется 430 м. Затем спустя некоторое время в отрезке между ПК 202 и 207 на расстоянии 323 м от скважины через 17 анкеров с кровли наблюдался струйный выход жидкости. Спустя 1—2 суток водопроявления существенно снизились, оставался незначительный капеж через 7 анкеров.

По полученным результатам изменения давления при проведении гидровоз-

действия и наблюдениям за водопрояв-лениеми можно констатировать реализацию режима гидрорасчленения с плавным раскрытием трещин по направлению основной системы трещиноватости пласта.

Результаты первой апробации работ по комплексной пластовой дегазации на основе гидрорасчленения угольного пласта через скважины, пробуренные с поверхности, приведены в следующей нашей публикации.

Заключение

Проведены первые на шахтах АО «СУЭК-Кузбасс» поисковые работы по дегазационной подготовке угольного пласта с использованием технологии гидрорасчленения через скважины, пробуренные с поверхности.

Успешно апробирована усовершенствованная технология гидродинамического воздействия на угольный пласт, предусмативающая его совершенное вскрытие скважинами, пробуренными с поверхности и нагнетание рабочей жидкости в пласт с рекомендуемыми параметрами.

Идентифицирован режим нагнетания рабочей жидкости в угольный пласт в процессе гидродинамического воздействия как гидрорасчленение угольного пласта.

Испытанная технология не предусматривала освоения скважин путем удаления рабочей жидкости на поверхность и была ориентирована на последующее удаление рабочей жидкости в горную выработку.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Hu C., Wu D. A novel gas drainage technology for lower protected coal seams: Application and verification in Xinzhuangzi coal mine, Huainan coalfield // IPPTA: Quarterly Journal of Indian Pulp and Paper Technical Association, 2018, vol. 30(7), pp. 801-808.

2. Zhang L., Zhang H., Guo H. A case study of gas drainage to low permeability coal seam // International Journal of Mining Science and Technology, 2017, vol. 27(4), pp. 687-692. DOI: 10.1016/j.ijmst.2017.05.014.

3. Zhao Z.M., Wang G. The research of gas drainage technology in daning coal mine // Applied Mechanics and Materials. 2014, vol. 580-583, pp. 2558-2563 DOI: 10.4028/www.sci-entific.net/AMM.580-583.2558.

4. Szott W., Siota-Valim M., Goiqbek A., Sowizdzai K. Numerical studies of improved methane drainage technologies by stimulating coal seams in multi-seam mining layouts // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2018, vol. 108, pp. 157-168. DOI: 10.1016/j. ijrmms.2018.06.

5. Kurlenya M. V., Serdyukov S. V., Shilova T. V., Patutin A. V. Procedure and equipment for sealing coal bed methane drainage holes by barrier shielding // Journal of Mining Science. 2014, vol. 50(5), pp. 994-1000. DOI: 10.1134/S1062739114050196011.

6. Сластунов С. В., Ютяев Е. П., Мазаник Е. В., Садов А. П., Понизов А. В. Шахтные испытания усовершенствованной технологии подземной пластовой дегазации с использованием гидроразрыва // Уголь. - 2016. - № 11. - С. 32-37.

7. Сластунов С.В., Ютяев Е.П., Мазаник Е.В., Ермак Г.П. Исследование эффективности усовершенствованной технологии подземного гидроразрыва угольного пласта для его дегазации // Горный журнал. - 2018. - № 1. - С. 83-87.

8. Сластунов С. В., Ютяев Е. П. Обоснованный выбор технологии пластовой дегазации для обеспечения безопасности подземных горных работ при интенсивной добыче угля // Записки горного института. - 2017. - Т. 223. - С. 125-130.

9. Ютяев Е. П., Садов А. П., Мешков А. А., Хаутиев А. М., Тайлаков О. В., Уткаев Е. А.Оценка фильтрационных свойств угля в гидродинамических испытаниях дегазационных пластовых скважин // Уголь. - 2017. - № 11. - С. 24-29.

10. Ножкин Н.В. Заблаговременная дегазация угольных месторождений. - М.: Недра, 1979. - 271 с.

11. Временное руководство по заблаговременной подготовке шахтных полей к эффективной разработке скважинами с поверхности с пневмогидровоздействием на свиту угольных пластов. - М.: МГИ, 1991. - 92 с.

12. Инструкция по дегазации угольных шахт. Ростехнадзор РФ, 2013.

13. Малышев Ю. Н., Айруни А. Т., Зверев И. В. Высокопроизводительная технология дегазации метаноносных угольных пластов на больших глубинах // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 1997. - № 6. - С. 78-87. ti^

REFERENCES

1. Hu C., Wu D. A novel gas drainage technology for lower protected coal seams: Application and verification in Xinzhuangzi coal mine, Huainan coalfield. IPPTA: Quarterly Journal of Indian Pulp and Paper Technical Association, 2018, vol. 30(7), pp. 801-808.

2. Zhang L., Zhang H., Guo H. A case study of gas drainage to low permeability coal seam. International Journal of Mining Science and Technology, 2017, vol. 27(4), pp. 687-692. DOI: 10.1016/j.ijmst.2017.05.014.

3. Zhao Z. M., Wang G. The research of gas drainage technology in daning coal mine. Applied Mechanics and Materials. 2014, vol. 580-583, pp. 2558-2563 DOI: 10.4028/www.scientific. net/AMM.580-583.2558.

4. Szott W., Stota-Valim M., Got^bek A., Sowizdzat K. Numerical studies of improved methane drainage technologies by stimulating coal seams in multi-seam mining layouts. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2018, vol. 108, pp. 157-168. DOI: 10.1016/j. ijrmms.2018.06.

5. Kurlenya M. V., Serdyukov S. V., Shilova T. V., Patutin A. V. Procedure and equipment for sealing coal bed methane drainage holes by barrier shielding. Journal of Mining Science. 2014, vol. 50(5), pp. 994-1000. DOI: 10.1134/S1062739114050196011.

6. Slastunov S. V., Yutyaev E. P., Mazanik E. V., Sadov A. P., Ponizov A. V. Mine testing improved technology underground reservoir degassing with the use of hydraulic fracturing. Ugol'. 2016, no 11, pp. 32-37. [In Russ].

7. Slastunov S. V., Yutyaev E. P., Mazanik E. V., Ermak G. P. Study of the effectiveness of enhanced technology of underground hydraulic fracturing of a coal seam for the decontamination. Gornyy zhurnal. 2018, no 1, pp. 83-87. [In Russ].

8. Slastunov S. V., Yutyaev E. P. Reasonable choice of technology for reservoir degassing to ensure the safety of underground mining-intensive coal mining. Zapiski gornogo instituta. 2017. Vol. 223, pp. 125-130. [In Russ].

9. Yutyaev E. P., Sadov A. P., Meshkov A. A., Khautiev A. M., Taylakov O. V., Utkaev E. A.Evaluation of filtration properties of coal in hydrodynamic testing of reservoir degassing wells. Ugol'. 2017, no 11, pp. 24-29. [In Russ].

10. Nozhkin N. V. Zablagovremennaya degazatsiya ugol'nykh mestorozhdeniy [Advance degassing of coal deposits], Moscow, Nedra, 1979, 271 p.

11. Vremennoe rukovodstvo po zablagovremennoy podgotovke shakhtnykh poley k effek-tivnoy razrabotke skvazhinami s poverkhnosti s pnevmogidrovozdeystviem na svitu ugol'nykh plastov [Interim guidance for pre-preparation of the mining fields to the effective development of wells with the surface pneumohydrodrives the retinue of coal seams], Moscow, MGI, 1991, 92 p.

12. Instruktsiya po degazatsii ugol'nykh shakht. Rostekhnadzor RF [Manual for the degassing of coal mines. The Rostechnadzor of the Russian Federation], 2013. [In Russ].

13. Malyshev Yu. N., Ayruni A. T., Zverev I. V. High-performance degassing metronomic coal seams at big depths. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 1997, no 6, pp. 78—87. [In Russ].

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Сластунов Сергей Викторович — д-р техн. наук, профессор, ГИ НИТУ «МИСиС», e-mail: slastunovsv@mail.ru, Мазаник Евгений Васильевич1 — канд. техн. наук, директор по аэрологической безопасности подземных горных работ, e-mail: mazanikev@suek.ru, Садов Анатолий Петрович1 — канд. техн. наук, директор Управления дегазации и утилизации метана, e-mail: Sadovap@suek.ru,

Хаутиев Адам Магомет-Баширович1 — канд. техн. наук, инженер-технолог Управления дегазации и утилизации метана, e-mail: khautievam@suek.ru, 1 АО «СУЭК-Кузбасс».

Для контактов: Сластунов С.В., e-mail: slastunovsv@mail.ru.

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

S.V. Slastunov, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Mining Institute, National University of Science and Technology «MISiS», 119049, Moscow, Russia, e-mail: slastunovsv@mail.ru, E.V. Mazanik1, Cand. Sci. (Eng.),

Director of the Aerological Safety of Underground Mining, e-mail: mazanikev@suek.ru, A.P. Sadov1, Cand. Sci. (Eng.),

Director of the Office of Degassing and Methane Utilization, e-mail: Sadovap@suek.ru,

A.M.-B. Khautiev1, Cand. Sci. (Eng.), Process Engineer, e-mail: khautievam@suek.ru, 1 Joint-stock company «SUEK-Kuzbass», Leninsk-Kuznetsky, Russia.

Corresponding author: S.V. Slastunov, e-mail: slastunovsv@mail.ru.

Получена редакцией 25.07.2019; получена после рецензии 25.08.2019; принята к печати 20.12.2019. Received by the editors 25.07.2019; received after the review 25.08.2019; accepted for printing 20.12.2019.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.