автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Разработка технологии интенсивной подготовки высокогазоносных пластов с использованием скважин из полевых выработок

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ВЕКСЛЕР Валерий Юлианович

УДК 622.817.47+622.324.5(043.3)

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕНСИВНОЙ ПОДГОТОВКИ ВЫСОКОГАЗОНОСНЫХ ПЛАСТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СКВАЖИН ИЗ ПОЛЕВЫХ ВЫРАБОТОК

05.15.02-"Подземная разработка месторождений полезных ископаемых"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-1992

)£

О х. '

ь

Работа выполнена е Московском ордена Трудового Красного Знамени горной институте.

Научный руководитель канд. техн. наук, с. н. с. ЕГОРОВ А.Г.

Официальные оппоненты: долт. техн. ноук, проф. ЕРЕМЕЕВ В.М.

канд. техн. наук, вед. науч. сотр. УСТИНОВ Н.И.

Ведущее предприятие - государственный проектный инсти -ту? "Карагандагипрошахт".

Защита диссертации состоится " " алОиЛ- 1992г. б Л5~ чао. на заседании специализированного совета К - 053.12.02 в Московском горном институте по адресу: 117035, {¿осква,-Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " /и.сх~В- 1992г.

¿чонай секретарь специализированного совета

канд. техн. паук КОГО.ЛЕВА В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Подземная разработка угольных месторождений неразрывно связана о повышением концентрации и интенсификации ведения горных работ. В условиях Карагандинского бассейна, где происходит быстрое углубление горных работ, значительно ухудшается весь комплекс горно-геологических условий: усиливаются проявления горного давления, возрастают газсобильность горных выработок и выбросооласность угольных пластов.

Применение в бассейне высокопроизводительных механизированных комплексов приводит к увеличению скорости подвигакия эчистных забоев, в то время как темпы проведения подготовительных выработок снижаются. Это несоответствие в скорости под-вигания очистных и подготовительных работ значительно ослоя -аяет воспроизводство фронта очистных работ.

Основными факторами, сдерживающими рост темпов аронеде -яия подготовительных выработок, являются высокая газообиль -зость забоев, достигающая в ряде случаев 20 м3/шн, и выбро -зоопасность большинства разрабатываемых пластов, поскольку все внезапные выбросы угля и газа, имевшие место в бассейне, зроизошли в забоях подготовительных.выработок.

Дяя снижения газообильности выработок и выбросоопасностя иастов применяются различные схемы и способы дегазации. Однако их эффективность неуклонно снияается с ростом глубины разработки. Так, эффективность барьерной дегазации на глубинах торядка 500-600 м не превшлает 10$, предварительной - 15%. Различные способы интенсификации (гидроразрыв, гидрорасчлзне-1тие и др.) существенного прироста эффективности также не обес-1ечивают. 5то связано с отсутствие»учета специфических свойств лассива в зонах воздействия при расчете параметров дегазации,в число которых входит время дегазации и расстояние меяду сквааи-таш. Например, при принятых в бассейне времени дегазации 6-9 лесяцэн и расстоянии между пластовыми скважинами 8 метров эффективность предварительной дегазации на тех же глубинах не гоевышает 20% даже при расчетах. Существенного увеличения введена дегазации при проведении подготовительных выработок пси

существующих схемах предварительной дегазации невозможно обеспечить в силу кесткой привязки дегазационных работ к горным.

Разработка низкопроницаемых пластов однозначно требует проведения активных воздействий для повышения их проницаемости и увеличения газоотдачи массива, свойства которого изменяются е процессе проведения последних.

В связи с изложенным выше, разработка технологических схем интенсивной подготовки высокогазоносных пластов, основании:-: на принципах разделения во времени и пространстве предва -рительной дегазации и горных работ с учетом специфических свойств массива, подвергнутого активному воздействию, является актуальной для угольной промышленности научной и практической задачей.

Цель работы - установление зависимостей пара -метров дегазации от свойств массива, подвергнутого активному воздействии, для разработки технологических схем интенсивной подготовки высокогазоносных пластов с использованием сквакин, пробуреншх из заблаговременно проводимых полевых выработок, обеспечивающих повышение эффективности ведения горно-подготовительных работ.

Идея работы заключается в учете свойств массива подвергнутого активному воздействию,, и возможностей повышения з^фоктивности ведения горно-подготовительных работ на высоко -газоносных пластах при бурении скванин из полевых выработок, проводимых задолго до начала ведения горных работ на пластах.

Научные г. о л о г. е к и я, разработанные лично диссертантом, и новизна:

технологические схемы интенсивной подготовки высокогазонос кых пластов, отличающиеся тем, что дегазационные скважины бурят ся £ зону гидродинамического воздействия из полевых выработок, пройденных задолго до начала ведения горных.работ на пластах;

впервые установлен комплекс безразмерных параметров массива, представляющий собой соотношения фильтрационных и коллектор ских свойсте последнего, и однозначно определяющий закономерности фильтрации жидкости и газа в зонах гидродинамического еоз -действия;

эконошко-математпчесяая модель оптимизации параметров технологических схем интенсивной подготовки внсокогазоноснкх пластов, отличающаяся учетом совокупного влияния горно-технп-ческпх факторов, свойств массива в зонах гидродинамического воздействия и параметров дегазации на эффективность ведения горно-подготовительных работ.

Достоверность научных по л олени 2, а а а о д о а и рекомендаций обоснована:

удовлетворительной сходимостью теоретических и экспериментальных зависимостей дебита метана при различных параметрах массива (расхождение не более 10-15:%);

применением апробированных методик газогидродпнамическо-го испытания снаазин;

удовлетворительной сходимостью теоретически и экспериментально определенных параметров массива, подвергнутого гидродинамическому воздействию (расхождение не более 153).

Научное значение райоты состоит в установлении закономерностей фильтрации жидкости п газа в зо -нах гидродинамического воздействия, которые позволяют осуществлять проектирование технологических схем интенсивной подго г товки высоногазоносных пластов л рассчитывать их параметры.

Практическое значение работы заключается в разработке технологических схем интенсивной подготовки высокогазоносных пластов с использованием сква:кпн из заблаговременно проводимых полевых выработок, базирующихся на учете безразмерных параметров массива, подвергнутого гидродинамическому воздействию, з обеспечивающих повышение эффективности ведения горно-подготовительных работ.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Технологические схемы интенсивной подготовки высокогазоносных пластов с бурением дегазационных сква-аин в зоны гидродинамического воздействия из заблаговременно пройденных полевых выработок и их параметры использованы при подготовке восточного крыла (горизонта - 0) особо зыбросоопаз-ного пласта д6 в условиях шахты им. Б.И.Лешка и для дегазации

Еыеетчкого участка 45-к12-2-3 гпахты иы. И.А.Костенко ПО "Кара-гакдауголь".

Расчетный годовой ексноьЕгческпй эффект по шахте пь:. В.И. Ленина составляет 66,2 тыс.руб., по пахте им. И.А. Кэстенко -42,7 тыс.рус.

Апробация работы. Основные результаты диссертации додокены и одобрены на Всесоюзной научно-технической конференции "Интенсивная и безотходная технология разработки угольных и сланцевых месторог-дешп":" (Москва, I9SSr.); заседании лаборатории "Управление состоянием угольны:: пластов и вмещакцпх пород" КНПУК (Караганда, 1991г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ и получено положительное решение по заявке на изобретеыие.

О б 1 е и и структура работы, диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 210 страницах каилкописного текста, содержит 57 рисунков, 32 таблицы, список литературы из 124 наименований и 5 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Вопросам поЕпаения эффективности-ведения горко-подготоз::-тельных работ на внеокогазоноевкх пластах посхяцены работы ве-дусих ученых отрасли АПРУЕИ А.Т., ШТШЗЪк A.C., BACD4X0BA D.w. I.HCHillCOBA A.A., 1Л0ГЕВА A.IL , ZDIZLIRL K.B., СЕРГЕЕВА П. В., ЧЕРНОВА O.K., ЯРШЛНА С.Ал: др.

Основным споссбог.! устранения противоречия ыс-еду созданием и внедрением высокопроизводительной проходческой техники с одной стороны, и ограничением ее возможностей по "газовому" фактору - с другой, является дегазация, эффективность которой неуклонно снижается с ростом глубины разработки. Выделение кетака в подготовительные выработки происходит с больной интенсивное -тью, значительно более высокими тешами по сравнению с очис -ткытли забоякл. В то же вреич зффектиьность способов дегазации подготовительных выработок значительно нике ириыеняеглых способов в очистных забоях.

Для повышения эффективности дегазации применяются различные способы интенсификации газовыделения из угольных пластов (гидрорасчленение, глдроразрыв, разгрузка от горного давления и др.), которые при существующих технологических схемах также не обеспечивают требуемого съема метана.

Такое положение обусловлено, на наш взгляд, двумя обстоятельствами:

проведение активного воздействия требует значительного времени на освоение зоны обработки и собственно дегазации;

после проведения активного воздействия массив приобретает ярко-выраженный блочно-трещиноватый характер. Для расчета параметров дегазации в этих условиях требуется учет достаточно специфичных характеристик, определяющих его газоотдачу в скважины.

Подобные недостатки устраняются при использовании схем заблаговременной дегазации с бурением скважин из заранее пройденных полевых выработок в контур проведения будущих плзстоеых выработок и расчетом параметров дегазации с учетом свойств массива как блочно-трещиноватой среды.

Проведенный нами анализ показал, что технико-экономические показатели проведения полевых выработок на современных глубинах выше, чем у. пластовых. Такое положение особенно характерно для одиночных пластов (Дд, к^3). Так, в условиях шахты им. Ленина ПО "Карагандаугольпри проведении выработок по пласту д^ среднемесячные темпы проходки составляют 60-70 м, в то время как при проведении полевых выработок - 80-90 м. Производительность труда проходчиков при этом 1,7 и 2,5 м/мес.чел соответственно.

С углублением горных работ ухудшение технико-экономических показателей проведения горных выработок наблюдается практически по всем угольным пластам.

В то же время, ТЭП проведения полевых выработок улучшаются, что связано с широким внедрением комбайнов тяжелого типа (4ПП-2 и др.), позволяющих вести проходку полевых выработок по породам с крепостью до 6 по шкале проф. М.М.Протодьяконова.

Таким образом, складывается реальная возможность проведения специальных выработок по породам почвы (кровли) задолго до начала ведения горных работ по пласту с целью проведения забта-говременной дегазации путем бурения скважин из полевых вырабо -

ток Б контур проведения будущих пластовых выработок по угольному пласту, подвергнутому гидрообработке.

Гидродинамическое воздействие, призванное повысить газо-стдачу пласта, приводит к образованию системы магистральных трещин, являющейся транспортной системой для метана. Для описания угольного пласта с позиций механики сплошной среды в каздой точке необходимо рассматривать давление газа в трещи -пах и блоках с учетом обмена жидкостью или газом между трецина-ш и блоками, обусловленного различием этих давлений.

Оспопше представления теории фильтрации в трещиновато-пористой среде даны в работах Г.И.Баренблатта, Ю.П.Еелтова, К.Н.Кочшюй, а также в работах А.Бана, К.С.Басниева, В.Н.Николаевского, А.П.Золотарева к др. Рассмотрение Фильтрации газа е угольном пласте как двикеюгя в трещиноЕато-порпстом теле предлагалось проводить и для пласта в естественном состоянии В.К. Цнрульшковым, Ю.Ф.Васючковым, С.А.Ярушшш, Д.И.Бухны, Г.1. Когагом и др.

Проведение активного воздействия приводит к усилению блоч-но-трещиноватсго характера массива. При этом параметры пласта, определяющие его газоотдачу в сквакины, не установлены. Расчет параметров дегазации производится лишь' на уровне эмпирических коэффициентов, определягацих возможный рост газовыделения в де -газеционные скважины после воздействия.

В соответствии с целью исследования в настоящей работе были поставлены следующие задачи;

установить закономерности фильтрации жидкости и газа в зонах гидродинамического воздействия;'

установить характеристики массива, определяющие его газоотдачу в скгаяины в зонах гидродинамического воздействия;

установить зависимость параметров дегазации от характеристик массива, подвергнутого гидродинамическое воздействию;

разработать технологические схемы интенсивной подготовки иахтных полей-с использованием скважин, пробуренных из заблаговременно пройденных полевых выработок;

провести технико-экономическую оценку технологических схем к определить область их гффективного использования.

Процесс фильтрации жидкости и газа в блочно-трещиноватой среде хорошо описываются системой дифференциальных уравнений,

- о —

полученной Г.Д.Георгиевич, о учетом фазовой проницаемости по Маскету-Деверетту:

э! ^з 1 ¿2

= _ ¿,р2 К2 _ Р2 - Рх - Р^ эt ^г ' 12

т Л 0эР, кЛУ^О р' т

ЭГ

т зР2 _ ^£0-52)/р2 Р^ ---

где Р^ - давление воды я газа.в системе трещин; Р2 - давление газа в блоках; б-! - насыщенность трещинного объема водой; - насыщенность блоков водой; Рк - яапилярноз давление; ¿^ - коэффициент Форш блоков; - характерны:! размер блока; пг)5ф- эффективная пористость блоков; ^("50- нортрованная кривая относительной проницаемости;ссответсвенно вязкость воды и газа; К2- проницаемость блоков.

Система (I) была приведена к нормированному виду и после преобразований решалась методом конечных разностей с использованием ЭШ.

Поскольку з результате воздействия образуется система трещин, секущих пласт по нормали, а вероятность вскрытия ее пластовыми сквалпиами велика, достаточно рассмотреть ярямслпноЛнул фильтрации жидкости и газа к скватаяе.

Граничные условия задач:: о притоке газа и воды к подземной дегазационной скважине имеют вид:

Р2*(**0)=Р«/./Ро= Рп* (2)

= ; -С?,

где Я, Р2*~ нормированное давление соответственно е трещиназ и блоках; Рпп- начальное пластовое давление; Р0- атмосферное давление; 5<о152о- начальные аодонасыщенности трещин и блоков соответственно; X*- текущая нормированная координата; Ь*- нормированное время.

где /Х)иг характеристические параметры расстояния и времени ооответственно.

о I 4-

где - расстояние мезду скважинами; коэффшГент

газоотдачи блоков.

В начальный момент времени давление в трещинах и блоках равно природному газовому давлении.

Газовое давление в скважинах в любой момент времени равно атмосферному давлению.

Водонасыщенности трещин и блоков в начальный момент времени равны соответственно , 5го.

В середине между скважинами (Х- Сс/2 5 Х*= ■/ ) давление стг билизируется (как условие симметрии при рассмотрении притока к отдельной скважине).

После составления разностных уравнений системы (I) задача была решена на ЗБМ методом прогонки.

В результате численного решения были получены зависимости

вида

где в13дг>в2~ параметры блочно-трещиноватой среды.

Известно, что в любой момент времени максимальное значо -кие газоносности приходится на середину мезду двумя соседнг:.21 скважинами. Поэтому для надежного обеспечения требуемой эффективности дегазации по зоне необходимо, превде всего, обеспе -чить последнюю в точке максимума.

В связи с изложенным, при решении задачи рассматривались зависимости вида

Выраяение, аппроксимирующее результаты численного решения, имеет вид

Р2=Рп АСХР(-П**), (4)

е

где п = 99 П П-1 ; ¿4

а1 = 0,022 - 0,02215 Рп* - 5,5-Ю Рп* )

- /172

П2 = 0,201 ' -О,¥05-;

ПЧ =-0,52 10*62 - 0,О£28- Я?" У. £>/;

Пг ^-0,4*9+ 0,195- 0,0782- ¿1 ; Пе = 0,019Ъ ехр(г,з^го)~о^зг ■

1 л,есг > 2 т4 ' 5 ^

- 9 -

Здесь ГП2- фиктивная пористость блоков, учитывающая сорб-циошше процессы в угольном массиве (может иметь значения, превышающие I).

Требуемое расстояние мезду скЕажинама определяется из выражения

Таким образом, дая того, чтобы снизить давление в блоках с РПЛ до Р2 (или обеспечить степень дегазации 1 - Яг/ Р„„) за время дегазации "Ь* при данных параметрах блочно-трещиноватой среда ( 9<, Рпл в2о) подземные пластовые скза.тлны необходимо

бурлть с интервалом -Сс , определяемым из выражения (5).

Для удобства пользования формулой (5) была составлена но -мограмма (см. рис.1).

В случае, когда начальная водонасыценность блоков 0,1 , имеет место фильтрация газа. При этом движением жидкости можно пренебречь.

В этом случае исходная система дифференциальных уравнений (I) приводится к системе из двух уравнений, использовавшейся Г.Д.Георгиевым при изучении неустановившейся фильтрации идеального газа в изотропно-однородном трещиновато-пористом пласте.

В результате ее численного решения было получено выражение для определения интервала бурения дегазационных скважин при незначительной обводненности пласта:

где Л = 2,9 (\,0ч10,8%еяЧ-*)(]-1,02 Ц Р„*).

Для удобства пользования формулой (6) была составлена номограмма, представленная в работе.

Таким образом, в ходе теоретических исследований были установлены безразмерные параметры массива, определяющие газоотдачу а зоне гидродинамического воздействия, и получены выражения для расчета параметров дегазации.

2 M S 8 W 12 M

Piig.I. Houûrpni.iiu я1я определения интервала бурения скнжии. 1

Töx.uw югсчздкая exuuo подготовки

E!iuwKcra30K'jí;ii3r0 пласта цжишшш стплоь:..:: по пвцг-шш

Также разработала методика определения безразмерных параметров блочно-трещиноватой среды с использованием кривых восстановления давления, построенных по данным заморов, снимаемых с замерных скважин.

В случаях, когда непосредственных замеров не имеется ( ? основном на стадии проектирования дегазации), возможно использование ориентировочных значений параметров среды (табл.).

Таблица

Ориентировочные значения параметров среды

Глубина : 1 Пласт д6 т Пласт К22

; % '' « ' | 9з ? е2 I 3 1 > 1 &з ! ©2

300 97,4 14,4 3,5 24,6 36,5 1.1

400 15,4 57,6 1.0 9,4 81,2 0,6

500 6,2 130,0 0,5 5,4 142,9 0,4

еоо 4,0 200,0 0,4 4,5 200,0 0,3

700 2,5 200,0 0,3 4,0 200,0 0,3

Проведенные теоретические исследования позволили перейти к практической реализации технологических схем дегазации с бурением скважин из полевых выработок.

При выборе экспериментальных участков руководствовались следующими условиями:

наличие неразгруженного или одиночного высояогазонэсного угольного пласта;

наличие участка пласта, подвергнутого гидрорасчленениа; наличие полевых выработок, расположенных в почве пласта на расстоянии, позволявшем произвести бурение дегазационных скважин в зону гидрообработки.

В качестве объектов, соответствующих перечисленным выше условиям, были выбраны гысокогазокосные выбросоопасные пласты д~ (шахта им.Ленина) и к12 (пахта им.Костенко).

Методика проведения экспериментов вялгчзла в себя следующие. этапы:

суиекпе замерных сквазян пз полевых выработок в зону гид-рообрзботяп пласта;

получение кривых восстановления давления (ХВД);

определение параметров массива как блочно-трещиноватой среда;

расчет параметров дегазации;

бурение дегазационных скважин из полевой выработки в контур проведения будущей пластовой выработки;

проведение замеров дебита метана из экспериментальных скважин;

анализ полученных результатов.

В ходе эксперимента на шахте им.Ленина бурение замерных и дегазационных подземных скважин производилось из находящегося в стадии проведения 2 восточного полевого конвейерного бремс -берга пласта д& горизонта - 0. Скважины бурились с таким рас -четом, чтобы максимально перекрыть сечение будущей пластоЕой выработки (вентиляционного бремсберга 301 - Дд - 1-3).

Обработка КВД, полученных по данным с замерных скважин, позволила установить значения параметров блочно-трещиноватой среды:

Рп;=22; }. влЧ9? ; ±п = 79 сут.

Поскольку водонасыщенность блоков угля 52о= 0,08, при расчетах .параметров дегазации можно пренебречь движением жид -кости и использовать выражение (6).

Для обеспечения требуемой степени дегазации Кс* = 0,15 Рпл = 0,85) была выбрана пара значений: 8 и и"Ь= П,5 мес.

Всего было пробурено 18. дегазационных скважин с расстоя -нием между ними 8 и.

При расчетном съеме газа по зоне дегазации 4,53 м^/т за 11,5 мес фактический съем составил 4,59 м3/т.

Фактическая степень дегазации в точке максимума ( в середине между скважинами) составила 0,18 при проектной - 0,15. Те же показатели в целом по зоне составили 0,23 в обоих случаях.

Таким образом, в ходе проведенного эксперимента показана принципиальная возможность реализации данной технологической схемы дегазации, отработаны методики определения параметров

блочно-трецпноватой среды и дегазации, подтверждена адекват -кость теоретической модели фильтрации газа в иласте, подзер -гнутом гидродинамическому воздействию.

Расхождение теоретических и фактических результатов составило не более 15%.

Положительные результаты дал и эксперимент, проведенный на пахте им.Костенко.

Поскольку дегазация непосредственно привязана к горным работам, дальнейшие исследования предполагали выявление критериев, определяющих границы применимости предварительной дегазации и заблаговременной дегазации с использованием сквагпн из полевых выработок, проЕодимкх задолго до начала ведения горных работ по пласту.

Условие рационального Еедекия горных работ, с точки зрения оптимальных темпов воспроизводства фронта очистных работ, из -вестно:

lno<ji ^ Тотр (?)

Здесь Xoqij 'отр- соответственно время подготовки и отра -ботки выемочного столба.

При этом б функциональную зависимость времени подготовки ¡пс,г ломшо других параметров входит скорость проведения под -готовиТелькой выработки \Гпр . Последняя, наряду с газоносность:? массива X' и друггш параметрами, определяет ггзообпльность подготовительной выработки I.

Газсобилъкость Г и допустимое по фактору газэшпеленпз г-"ыработку Iв определяют требуемый коэффициент эффективности дегазации /<4 , который обеспечивается в процессе дегазации при определенном соотнопенпа интервала бурения дегазационных епвз~::: ?,с и времени дегазации ~Ь с учетом свойств массива .

Так, если массив не был подвергнут гидрзобрзбетг'е, в расчетах используются начальное удельное ггзеныдгленнс а.с' ( 9< ) и иоэМипиект изменения газовыделеш-'я во времен:: Ц ( Sz ).

Такта образе::, К?'и tc епрздедяз? время собственно дегазации Г . '

3 своп очередь, интервал бурения скваглнн tt требует вполне сипеделенных затрат времени на непосредственно бурение Г :

- iJ -

<СГ = -г1—- ' (8)

£с тЛг

где 1_ух - длина обуриваемого участка; ¿скВ - длина скважины; хГг - скорость бурения скезжин с учетом затрат времени на обсадку и переход бурового оборудования.

Суммарные затраты времени на проведение дегазации в общем случае составят:

Т^-Ъ+'С (9)

Отсюда следует первый критерий возможности осуществления предварительной дегазации: затраты времени на проведение дзга -зацип должны быть меньше (или равными) затрат времени на отра -ботку предыдущего выемочного столба:

Тд ^ Тотр . _ (Ю)

Очевидно, когда нарушается условие (10), создаются предпосылки для реализации технологических схем с бурением скважин из заблаговременно проводпмых полевых выработок.

Второй критерий - экономический: при прочих разных условиях наилучшим считается тот вариант дегазации, при котором затраты минимальны:

— т'ш. ' си)

На основании вышеизложенного была построена и реализована на ЭВМ экономико-математическая модель оптимизации параметров дегазации и расчета вышеприведенных критериев.

В работе представлены номограммы для определения выполни -мости разработанных критериев.

В результате проведенного экономико-математического моде -л; сования установлено, что при существующих в Карагандинском бассейне горно-геологических условиях и технологических параметрах ведения горных работ предварительная дегазация не обеспечивает требуемой эффективности при проведении подготовительных выработок начиная с глубины 300 м для пласта Дц и 550 м - для к^.

В эти условиях перспективными являются технологические схемы, основанные на принципах разделения в пространстве и времени дегазации и горных работ.

Технологическая схема интенсивной подготовки высокогазоносных пластов длинными столбами по падению с использованием сква-.т.ин из нолевых выработок представлена на рис.2.

Возможная область применения предлагаемых схем:

высоксгазоноснке и ^ыбросоопасные одиночные пласты, а также, пласты, разрабатываете первыми в свите;

системы разработки - дли::ниш столба;,® по падению (простиранию) ;

мощные и средней мощности пласты, разрабатываемые очистными забоя:;я с высокой нагрузкой;

крепость вмеегкщих пород - не более 6 В по гкале проф. К.М.Про тодьяконова.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано новое решение актуальной для угольной прэглнпленности научной задачи интенсивной подготовки Еысокога -зопосных пластов к эффективной отработке путем бурения сквакин из заблаговременно проводимых полевых выработок.

Основные научные выводы и практические результаты заключается в следующем:

1. Анализ показал, что технико-экономические показатели проведения полевых выработок в Карагандинском бассейне при комбайновом способе их проходки в 1,2 - 1,5 раза превосходят таковые при проведении Пластовых выработок по Еысоксгазоносным и Еыбросооласным пластам, что способствует их расширенного использованию в технологических схемах интенсивной подготоепи пластов.

2. Получено в нервированном виде численное репение задачи о притоке жидкости к газа к подземной дегазационной скважине в зоне гидродинамического воздействия, на основании которого построены номограммы для определения соотнесений интервала бурения скважин и времени дегазации при обеспечении ее требуемой эффективности.

3. Установлен комплекс безразмерных параметров массива, определяющих закономерности фильтрации жидкости и газа в зонах •

активного воздействия, получены зависимости их изменения с глубиной, используемые на стадии проектирования дегазации, разра -ботана методика определения трещинной пористости массива.

4. Построена экономико-математическая модель, учитывающая совокупное влияние технологических параметров (скорость прове -дения выработок, нагрузка на лаву, дайна лавы и др.), горно-геологических (мощность пласта, его газоносность и др.), свойств массива, определяющих его газоотдачу, и соотношений между интервалом бурения скважин и времени дегазации, позволяющая опрзде -лить оптимальную технологическую схему интенсивной подготовки пласта.

5. Разработаны технологические схемы интенсивной подготовки высокогазоносных пластов, заключающиеся в заблаговременном проведении комплекса полевых выработок с последующим бурением из них дегазационных скважин в контур проведения пластовых вы -работок, позволяющие проводить одиночные выработки большой протяженности с высокой эффективностью.

6. Предложенные технологические схемы дегазации реализованы на пластах д5 и Kj2 шахт им. В.И.Ленина и им. И.А. Костенко ПО "Карагандауголь" с расчетным годовым экономическим эффектов 68,2 и 42,7 тыс. руб. соответственно.

Основные положения диссертации опубликованы в

следующих работах:

1. Гуревич D.C., Векслер В.Ю. Возможности полевой подготовки при заблаговременной дегазации угольных пластов. В сб.: "Интенсивная подготовка и отработка шахтного поля". М., МГИ, 1990. - с.63-66.

2. Гуревич 'O.G., Векслер В.Ю. Анализ эффективности дегазации с глубиной. Концепция заблаговременной дегазации // Прог -рессивные технологические схемы разработки полезных ископаемых: Сб. науч. тр. - Караганда: КарПТИ, 1990. - с.58-64.

3. Векслер В.Ю. Сравнительный анализ пластовой и полевой схем подготовки пахтных полей на больших глубинах // Прогрес -сивные технологические схемы разработки полезных ископаемых: Сб. науч. тр. - Караганда: Кар.ПТИ, I9S0. - с.76-79.