Способ скважинной гидродобычи свиты угольных пластов

 

Изобретение относится к способу скважинной гидродобычи свиты угольных пластов. Сущность изобретения: проходят штреки параллельно простиранию в породах лежачего бока за зоной сдвижения пород. Бурят восстающие добычные скважины под углом, большим 5^o к горизонту, вкрест простиранию на всю мощность свиты угольных пластов от крайнего угольного пласта к штрекам. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке способом скважиной гидродобычи свиты угольных пластов, особенно сближенных, когда одновременная разработка их подземным способом затруднена или невозможна или когда разработка одного из них осложняет дальнейшую разработку других.

Известен способ разработки крутых угольных пластов, в котором подготовку участка осуществляют пластовыми штреками, бурение из них восстающих скважин, размещение в них гидродобычного оборудования и гидравлическую выемку угольного пласта.

Указанный способ эффективен при отработке одного крутого мощного пласта. Однако в условиях свиты сближенных угольных пластов, когда подработка одного из них влечет перераспределение горного давления и охватывает зону всей свиты, отработка остальных пластов в свите становится затруднительной или совсем невозможной. Проведение штреков по угольному пласту кроме осложнений с его поддержанием на время гидравлической выемки вызывает необходимость оставления защитных целиков угля в нижней части добычных скважин. Отмеченное выше приводит к неоправданным потерям угля и дает возможность применять способ только на одиночных мощных крутых пластах.

Цель изобретения повышение эффективности скважинной гидродобычи за счет расширения области применения способа на свитах угольных пластов и снижения потерь угля при гидравлической выемки.

Цель достигается тем, что в способе скважиной гидродобычи, включающем подготовку участка штреками, бурение восстающих добычных скважин, размещение в скважинах гидродобычного оборудования и гидравлический размыв угольных пластов, штреки проходят параллельно простиранию в породах лежачего бока за зоной сдвижения пород, расстояние между смежными штреками по падению устанавливают не меньшим эффективной разрушающей способности гидромониторных струй, бурение восстающих добычных скважин осуществляют под углом, большим 5^o к горизонту вкрест простирания на всю мощность свиты угольных пластов, гидравлический размыв ведут в отступающем порядке от крайнего угольного пласта к штрекам.

На фиг. 1 представлен вертикальный разрез (по падению) свиты угольных пластов, отрабатываемых скважинной гидродобычей; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1.

Способ осуществляют следующим образом.

На участке свиты угольных пластов 1 в породах лежачего бока параллельно линии простирания пластов проходят штреки 2. Из штреков вкрест простирания угольных пластов 1 бурят восстающие добычные скважины 3. Величину угла наклона скважины 3 к горизонту задают в зависимости от угла падения b свиты пластов, однако, минимальное значение угла a устанавливают больше 5^o. Каждой скважиной 3 вскрывают все пласты свиты.

В добычных скважинах 3 размещают гидродобычное оборудование, состоящее из колонны труб 4 с гидромонитором 5 на конце. На штреках 2 к гидродобычному оборудованию подводят жидкость под высоким давлением и начинают гидравлический размыв угольных пластов. Отработку свиты осуществляют в отступающем порядке, начиная от крайнего угольного пласта к штрекам 2.

Отступающий порядок ведения очистных работ в каждой скважине от крайнего угольного пласта к штрекам 2 обеспечивает постоянное расположение колонны труб 4 и гидромонитора 5 под защитой пород междупластья 6 со стороны не отработанной части свиты пластов.

Расстояние между штреками 2 по падению (как и между скважинами 3) устанавливают так, чтобы его величина была не меньше эффективной разрушающей способности гидромониторных струй. В этом случае каждый пласт в свите отрабатывается наиболее эффективно из условия максимального объема угля, извлекаемого из каждой скважины 2, так как размеры добычной камеры 7 между смежными скважинами 3 будут максимальными. В случае недостаточной устойчивости отрабатываемого угля выработанное пространство камер 7 может быть защищено временным угольным целиком 8, предотвращающим попаданием обрушенных пород 9 в камеры 7 при ведении очистных работ. Целики 8 отрабатываются на заключительной стадии очистных работ в каждом пласте всей свиты.

При гидравлическом размыве пластов образуется угольная пульпа, которая самотеком из выработанного пространства 7 по добычным скважинам 3 поступает в полевые штреки 2 и далее на поверхность.

Бурение добычных скважин 3 под углом a, большим 5^o к горизонту, обеспечивает минимально необходимые условия для эффективного самотечного гидротранспортирования угольной пульпы к штрекам 2, которые являются аккумулирующими выработками для дальнейшего напорного гидротранспорта пульпы на поверхность или служат местом для размещения устройств для обезвоживания угольной пульпы.

Бурение добычных скважин 3 под углом, большим 5^o, не зависит от угла падения b свиты пластов, который может находиться в пределах 0-90^o. В случае b= 0, т. е. при горизонтальном залегании свиты пластов, угол a может быть близок к 90^o, что определяется конкретными горно-геологическими условиями залегания.

Проходку штреков 2 параллельно простиранию свиты угольных пластов в породах лежачего бока осуществляют на расстоянии от почвы ближайшего угольного пласта в свите с таким расчетом, чтобы при его отработке граница зоны сдвижения пород 10 не затронула контуры штреков, тем самым обеспечиваются безопасные условия при демонтажных работах гидродобычного оборудования после окончания очистных работ. Кроме того, такое расположение штреков исключает оставление и потерю предохранительных целиков угля в ближайшем к штрекам пласте.

Применение способа особенно весьма эффективно при отработке сближенных угольных пластов, так как одной добычной скважиной вскрываются все угольные пласты и в процессе добычи скорость размыва каждого пласта задается такой (варьируется давлением на гидромониторе, углом наклона и диаметром добычных скважин), чтобы скорость движения зоны сдвижения пород отставала от фронта движения очистных работ в каждой скважине.

Формула изобретения

Способ скважинной гидродобычи свиты угольных пластов, включающий подготовку участка штреками, бурение восстающих добычных скважин, размещение в скважинах гидродобычного оборудования, гидравлический размыв угольных пластов, перепуск угольной пульпы по скважинам в штрек и подъем ее на поверхность, отличающийся тем, что штреки проходят параллельно простиранию в породах лежачего блока за зоной сдвижения пород, расстояние между смежными штреками по падению устанавливают не меньшим эффективной разрушающей способности гидромониторных струй, бурение восстающих добычных скважин осуществляют под углом большим 5^o к горизонту вкрест простирания на всю мощность свиты угольных пластов, гидравлический размыв ведут в отступающем порядке от крайнего угольного пласта к штрекам.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2