ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2024
Просмотров: 63
Скачиваний: 0
скорость выделения газа в полость опреде ляется не скоростью сорбции, которая очень велика, а скоростью проникновения газа из глубины пласта к плоскости обнажения).
Однако, если такая скважина пробуривает ся на близкий спутник (например /3), то она, как видно из рисунка, попадает в неразгру женную зону и не дает газа. Поэтому приме няемый за границей угол нельзя считать уни версальным. При удаленности спутника буре ние под углом 60° излишне удлиняет скважи ну, а при близких спутниках скважина вообще может не дать газа.
Поэтому при расчете углов ß надо следо вать указаниям проф. И. М. Печука, а имен но: для более далеких спутников брать боль шую величину у, а для более близких — мень шую. Он рекомендует принимать следующий угол у (5) в зависимости от расстояния до спутника:
Расстояние до |
Т° |
спутника, м |
|
3—10 |
70 |
10—30 |
75 |
30—80 |
80 |
С целью экспериментальной проверки фор мулы и рекомендованных углов на шахте «Ан ненская» были пробурены скважины с углами наклонов ß больше и меньше проектных. По проекту величина ö = 15-f-2-|-8—|—10=35 м и вы численный угол наклона ß = 1 9 ° при у = 75°
для скважины, пробуренной на спутник і\.
Ускважины № 281 с 8-го северного штрека
Чс южного уклона угол ß был равен 17°.
108
С бурением запаздывали, и когда лава опе редила проекцию скважины на 17 м, она была срезана, и буровой инструмент зажат. При его извлечении оказалось, что срез произошел на 25-м метре скважины; угол среза составил 94°20' по отношению к границе бутовой по лосы.
Подобный случай произошел на скважине № 272-а, пробуренной под углом 17° с 8-го
южного штрека і\ с южного уклона. Она была срезана, когда лава находилась на 11 ж юж нее ее проекции и воздух через скважину по шел на вентиляционный штрек. Срез ее при меньшем отходе лавы, чем на севере, вызван, видимо, наличием ослабленных пород в этом районе.
Как показали работы на модели Н. М. Зо ри (ДПИ), угол, под которым образуются тре щины в массиве, различен для пород различ ной крепости. Он больше для песчаников и меньше для глинистых сланцев. Поэтому при определении угла наклона скважины надо учи тывать не только геометрические факторы, но и характер преобладающих пород. Этот во прос однако еще не изучен настолько, чтобы можно было дать количественные коэффи циенты.
Скважины под углом 28° оказались очень эффективными. Они давали газ в течение дли тельного периода, расслоение пород в районе их выхода на спутник составляло около 200 мм и скважины не были нарушены. Это было установлено, поскольку, через 3,5—4 мес. зало женные в них глубинные реперы также хо рошо вибрировали при изменении натяжения
109
проволоки, как и в первое время после за кладки.
Скважины под углом 19° работали менее длительное время, но газа сначала давали больше примерно в 1,3 раза. Это объясняется тем, что скважина с ß = 19° попадала в район хорошего расслоения как по пласту /3, так и по
пласту /з (см. рис. 28) и газ легко выходил в нее. Зато крупные подвижки кровли в райо не пласта /3 срезали скважину и она начала подсасывать воздух.
Скважина же с ß = 28° попадала в район максимальных растягивающих усилий и хоро
шего расслоения по пласту /3, но проходила за границей предполагаемого расслоения по пласту /3 и отсасывала газ из этого района лишь по трещинам. Поэтому количество отса сываемого газа в единицу времени было пони женное. Общее же количество газа, каптиро ванного этой скважиной за время ее существо вания, значительно больше, чем каптирован ного скважиной с углом ß = 19°.
Скважина с ß = |
19° |
давала |
в |
среднем |
||
6 м3/мин 75%-ного газа в течение |
месяца и |
|||||
от 2,5 до 1 м31мин 35%-ного |
газа |
в |
течение |
|||
полумесяца: |
|
|
|
|
|
|
6X0,75X30X24X60 = 214 000 |
м? метана |
|||||
2X0,35X 15X 24X 60= |
15 100 |
» |
» |
|
|
|
И т о г о |
229 000 м3 |
метана |
|
|||
Скважина с ß = |
28° |
давала |
в |
среднем |
||
5,5 м3/мин 70%-ного газа в течение 3,5 мес., т. е.
каптировала всего 5,5Х0>7ХЗ,5X30X24X60= = 580 000 м3 метана.
по
Пласт і'г
^ 8 5 ° Z '85
-20m -
- 1 6 m |
■18 m ■ |
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
В данном случае по условиям работы падение пласта обратное, и формула приобретает вид
(ß а) |
N |
Nctg(7 — а) + Ь ’ |
где Ь = 82+ 16+ 12+ 10= 120 |
м; |
|||
0,488 |
51 |
|
|
|
51 X ctg(f — 2) + 120- |
||||
|
||||
c t g ( т — 2 ) = |
51 — 0,488X 120 |
= — 0,314; |
||
|
51 X 0,488 |
|
|
|
|
у — — 19025', |
|
|
|
т. е. угол у в этом случае равнялся 90 + |
19 = |
= 109°. Скважина начала давать газ, |
когда |
лава опередила ее на 160 м.
Подобная картина была на шахте 7/8 «Основная», треста Краснолучуголь. Скважи на № 29 была пробурена с 3-го западного штрека для дегазации 4-й восточной лавы. Она не давала газа в течение 3,5 мес. и была закрыта, как негодная, а в мае 1958 г. стала давать высокопроцентный газ под давлением. Подсчеты показывают, что угол у для этой скважины равен 103°.
Обычно любую дегазационную скважину стараются защитить целиком, чтобы только ее окончание попадало в район оседания и рас слоения пород. Однако при бурении с откаточ ного или вентиляционного штрека рабочей ла вы это условие не может быть соблюдено. Приходится искусственно оставлять целики около штреков в местах бурения скважин, что очень удорожает и усложняет работы, а ино гда и вообще невозможно.
из
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
даленных от рабочего пласта не |
менее чем |
на 30 мощностей рабочего пласта. |
разворотом |
7. Скважины, пробуренные с |
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
