Интенсификация добычи метана угольных месторождений через поверхностные дегазационные скважины
Розглянуто перспективи та проблеми газовиділення метану через поверхневі дегазаційні свердловини при застосуванні пневмогідродинамічної дії. Викладені результати експериментальних робіт на ПАТ «Шахта ім. А.Ф. Засядька» при застосуванні цього способу на підроблений і непідроблений масиви....
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Назва видання: | Геотехническая механика |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54165 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Интенсификация добычи метана угольных месторождений через поверхностные дегазационные скважины / А.Р. Агаев, Д.П. Силин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 5-9. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-54165 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-541652014-01-31T03:14:10Z Интенсификация добычи метана угольных месторождений через поверхностные дегазационные скважины Агаев, А.Р. Силин, Д.П. Розглянуто перспективи та проблеми газовиділення метану через поверхневі дегазаційні свердловини при застосуванні пневмогідродинамічної дії. Викладені результати експериментальних робіт на ПАТ «Шахта ім. А.Ф. Засядька» при застосуванні цього способу на підроблений і непідроблений масиви. Outlooks and problems of a gas emission of methane through surface methane drainage boreholes with application pneumohydrodynamic affecting are reviewed. Results of the experimental operations on public joint-stock company«Mine of A.F.Zasjadko» on application pneumohydrodynamic affecting on the snubed and not snubed massifs are stated. 2012 Article Интенсификация добычи метана угольных месторождений через поверхностные дегазационные скважины / А.Р. Агаев, Д.П. Силин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 5-9. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54165 622.831.325.3:622.279.6 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Розглянуто перспективи та проблеми газовиділення метану через поверхневі дегазаційні свердловини при застосуванні пневмогідродинамічної дії. Викладені результати експериментальних робіт на ПАТ «Шахта ім. А.Ф. Засядька» при застосуванні цього способу на підроблений і непідроблений масиви. |
| format |
Article |
| author |
Агаев, А.Р. Силин, Д.П. |
| spellingShingle |
Агаев, А.Р. Силин, Д.П. Интенсификация добычи метана угольных месторождений через поверхностные дегазационные скважины Геотехническая механика |
| author_facet |
Агаев, А.Р. Силин, Д.П. |
| author_sort |
Агаев, А.Р. |
| title |
Интенсификация добычи метана угольных месторождений через поверхностные дегазационные скважины |
| title_short |
Интенсификация добычи метана угольных месторождений через поверхностные дегазационные скважины |
| title_full |
Интенсификация добычи метана угольных месторождений через поверхностные дегазационные скважины |
| title_fullStr |
Интенсификация добычи метана угольных месторождений через поверхностные дегазационные скважины |
| title_full_unstemmed |
Интенсификация добычи метана угольных месторождений через поверхностные дегазационные скважины |
| title_sort |
интенсификация добычи метана угольных месторождений через поверхностные дегазационные скважины |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/54165 |
| citation_txt |
Интенсификация добычи метана угольных месторождений через поверхностные дегазационные скважины / А.Р. Агаев, Д.П. Силин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 5-9. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT agaevar intensifikaciâdobyčimetanaugolʹnyhmestoroždenijčerezpoverhnostnyedegazacionnyeskvažiny AT silindp intensifikaciâdobyčimetanaugolʹnyhmestoroždenijčerezpoverhnostnyedegazacionnyeskvažiny |
| first_indexed |
2025-07-05T05:33:53Z |
| last_indexed |
2025-07-05T05:33:53Z |
| _version_ |
1836783903805800448 |
| fulltext |
"Геотехническая механика" 5
УДК: 622.831.325.3:622.279.6
А.Р. Агаев, вед. инж.,
Д.П. Силин, к.т.н.
(ИГТМ им. Н.С. Полякова НАН Украины)
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ДОБЫЧИ МЕТАНА УГОЛЬНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЧЕРЕЗ ПОВЕРХНОСТНЫЕ ДЕГАЗАЦИОННЫЕ
СКВАЖИНЫ
Розглянуто перспективи та проблеми газовиділення метану через поверхневі дегаза-
ційні свердловини при застосуванні пневмогідродинамічної дії. Викладені результати екс-
периментальних робіт на ПАТ «Шахта ім. А.Ф. Засядька» при застосуванні цього способу
на підроблений і непідроблений масиви.
WELL STIMULATION OF METHANE OF CARBONIC DEPOSITS
THROUGH SURFACE METHANE DRAINAGE BOREHOLES
Outlooks and problems of a gas emission of methane through surface methane drainage bo-
reholes with application pneumohydrodynamic affecting are reviewed. Results of the experimen-
tal operations on public joint-stock company«Mine of A.F.Zasjadko» on application pneumohy-
drodynamic affecting on the snubed and not snubed massifs are stated.
Отделом проблем технологий подземной разработки угольных месторож-
дений ИГТМ НАН Украины разработан способ пневмогидродинамического
воздействия (ПГДВ) на поверхностные дегазационные скважины (ПДС) [1],
необходимость которого обуславливается тем, что в последние годы уголь-
ные месторождения рассматриваются как источник извлечения метана. Спе-
циалисты оценивают общие ресурсы метана Донбасса от 12 трлн. м
3
до 25
трлн. м
3
на глубинах до 3 км.[2]. Однако, представляя один из самых перспек-
тивных потенциальных источников энергии, метан является также источни-
ком опасности для горнорабочих и одним из крупных загрязнителей окру-
жающей среды. Но, извлечение метана из газоугольных месторождений ос-
ложняется низкой проницаемостью массива, кольматацией порового про-
странства и другими особенностями коллекторов метана, что приводит к
снижению дебита ПДС и малому сроку их службы. Одной из основных при-
чин этого является сильное поглощение бурового раствора в процессе буре-
ния скважин в зонах повышенной трещиноватости и необходимость приме-
нения специальных тампонажных растворов. В условиях Донбасса пластовое
давление, обычно, ниже гидростатического, что способствует проникновению
бурового раствора в продуктивные горизонты
Разработанный для применения в подземных условиях метод гидродина-
мического воздействия (ГДВ) [3] на горный массив не может быть использо-
ван для условий ПДС по следующим причинам. Во-первых, метан в массиве
отделен от рабочего пространства скважины слоем кольматационных мате-
риалов и не может совершать работу по разрушению массива при сбросе дав-
ления в скважину. Во-вторых, для раскольматации скважины не требуется
разрушение скелета угольного пласта, а необходимо перераспределение
кольматируещего материала в фильтрационном объеме массива и его вынос в
Выпуск № 103 6
скважину. В третьих, с точки зрения экологии, не всегда ПДС, пробуренная
на пласт, находится на территории шахты, и сброс воды (около 15 м
3
, при
глубине скважины, в среднем 1300 м) не может быть осуществлен на земную
поверхность, так как при этом наносится ущерб сельскохозяйственным
угодьям. ПГДВ в отличие от ГДВ не предусматривает разрушения углепо-
родного массива, его задачей является освобождение фильтрационной систе-
мы прискважинной зоны от кольматационных образований. Принцип воздей-
ствия также заключается в знакопеременной фильтрации жидкости (воды) в
обрабатываемой зоне массива. Основным отличием ПГДВ от ГДВ состоит в
том, что знакопеременные нагрузки создаются изменением давления сжатого
воздуха на столб воды находящейся в нижней части скважины. При этом
время сброса давления жидкости в массиве зависит от скорости выхода сжа-
того воздуха из скважины. Таким образом, идея заключается в применении
сжатого воздуха с целью снижения величины давления столба воды на стенки
скважины при знакопеременном движении жидкости в фильтрационном про-
странстве.
В результате теоретических исследований и разработке математической
модели установлено, что коэффициент проницаемости массива и скорость
обратной фильтрации при ПГДВ повышаются (рис. 1) по мере образования
водно-глинистых взвесей и выноса их за пределы фильтрационной системы в
скважину. Следует отметить достаточно большие скорости обратной фильт-
рации, позволяющие эффективно размывать кольматационные пробки.
▲- коэффициент проницаемости;
●- время обратной фильтрации
Рис. 1- Изменение коэффициента проницаемости и скорости
обратной фильтрации при пневмогидродинамическом воздействии.
"Геотехническая механика" 7
Расчеты показали, что длина пути, проходимая жидкостью при сбросе
давления составляет более 1 м, водно-глинистая взвесь, двигаясь в направле-
нии к скважине выносится из массива.
ПГДВ осуществляется следующим образом. С земной поверхности бурит-
ся поверхностная дегазационная скважина, которая не добуривается до отра-
батываемого угольного пласта на расстояние не менее 5 его мощностей. По
всей длине скважина обсаживается металлическими трубами с тампонажем
затрубного пространства. На участке продуктивных горизонтов создается
перфорация обсадных труб. ПДС заполняется водой приблизительно на 30 м
выше продуктивного горизонта. В скважину опускаются насосно-
компрессорные трубы (НКТ). Устье скважины оборудуется устройствами
ПГДВ (рис. 2) для управления процессом воздействия как через НКТ, так и
через межтрубное пространство (МТП). Компрессором создается в ПДС рас-
чѐтное давление воздуха и осуществляется его ступенчатый сброс при помо-
щи устройства ПГДВ. Циклы создания и сброса давления образуют знакопе-
ременные нагрузки на закольматированный фильтрационный объѐм, в ре-
зультате чего, за счет прямой и обратной фильтрации жидкости происходит
вынос кольматационных материалов из пор и трещин в ПДС, что способству-
ет соединению скважины с фильтрационным объѐмом горного массива.
Экспериментальные работы по повышению газовыделения и увеличению
сроков функционирования ПДС производились на ПАО «Шахта им.
А.Ф. Засядько», где осуществляется добыча метана и его утилизация. До на-
чала проведения работ на поле шахты было пробурено на подработанный
массив пласта m3 25 ПДС, из которых функционировали только 16 [4]. Из ос-
тальных 9 метановыделение не наблюдалось или его величина не соответст-
вовала промышленной добыче. По продолжительности работы эти 16 сква-
жин распределялись следующим образом:
- работа больше 3-х лет - 1 скважина;
- от 2 до 3-х лет - 2 скважины;
- от 1,5-2-х лет - 3 скважины;
- 1,0-1,5 года - 3 скважины;
- менее 1,0 года - 7 скважин.
Средний срок службы скважин составлял 0,82 года.
По объему добытого газа скважинами распределялись следующим обра-
зом:
- 7,7 млн м
3
- 1 скважина;
- 3,5-4,0 млн м
3
- 2 скважины;
- 2.0-2,5 млн м
3
- 1 скважина;
- 1,5-2,0 млн м
3
- 2 скважины;
- 1,0-1,5 млн м
3
- 6 скважин;
- менее 1,0 млн м
3
- 4 скважины.
Средняя добыча из одной скважины составляла 1,5 млн м
3
/год, или
4,1 тыс. м
3
/сут.
В результате проведения экспериментальных работ осуществлено ПГДВ
Выпуск № 103 8
на 7 ПДС, которые были отключены от системы газопровода или вообще бы-
ли не подключены в связи с низким дебита (МТ-336, МТ-338, Щ-1355, МС-
598, 1185Д, 1186Д, ЗД-4).
Рис. 2 – Схема монтажа оборудования для проведения
пневмогидродинамического воздействия
1 – обсадная колона;
2 – перфорационные
отверстия;
3 – насосно – компрес-
сор ная труба;
4, 5 – задвижка;
6 – прибор ПГДВ;
7 – компрессорная
станция;
8 – насосная станция
"Геотехническая механика" 9
По продолжительности работы эти 16 скважин распределяются следую-
щим образом:
- работа больше 7- ми лет - 2 скважины;
- от 4 до 5-ти лет - 2 скважины;
- от 1,5-2-х лет - 2 скважины;
- менее 3 месяцев - 1 скважина.
Средний срок службы скважин составил 3,9 года
По объему добытого газа распределение скважин таково:
- 55,3 млн м
3
- 1 скважина;
- 36,2 млн м
3
- 1 скважина;
- 22,3 млн м
3
- 1 скважина;
- 12,2 млн м
3
- 2 скважины;
- 2,4 млн м
3
- 1 скважина;
- 0,68 млн м
3
- 1 скважина;
Средняя добыча из одной скважины составляет 5,1 млн м
3
/год, или
13,9 тыс. м
3
/сут.
Таким образом, в результате проведения работ по ПГДВ средний срок
службы скважин увеличился в 4,7 раза, а их дебит в 3,0 раза, что в свою оче-
редь расширяет область утилизации метана.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пат. №47577 Україна, МПК (2010) Е 21 В 43/26 Спосіб пневмогідродинамічної обробки продуктивно-
го горизонту свердловини / А.Ф. Булат, Є.Г. Єфремов, В.В Чередніков [та ін.] / Україна / u200909241; заявл.
08.09.2009; опубл. 10.02.2010, Бюл. № 3.
2. Компанець, О.І. Прогнозування зон скупчення вільного метану у непорушеному вуглепородному ма-
сиві// О.І. Компанець, В.А. Анциферов, Л. М. Крижановська/ Уголь Украины, №1, 2007.- 30 -31с.
3. Гидродинамическое воздействие – основное направление разработки нетрадиционных способов до-
бычи угля и газа, предотвращения внезапных выбросов и дегазации угольных пластов / К.К. Софийский, В.Г.
Александров, Е.А. Воробьев, В.Н. Жмыхов // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. – Днепропет-
ровск. Полиграфист. – 1998. – Вып.10. – с. 179-183.
4. Булат, А.Ф. Дегазация углепородного массива на шахте А.Ф.Засядько скважинами пробуренными с
поверхности / А.Ф. Булат, В.В. Лукинов, Е.Л. Звягильский [и др.] // Геотехническая механика: Межвед. сб.
науч. тр. – Днепропетровск, 2002. – Вып. 37. – С. 49-57.
УДК 622.413.4
С.А. Алексеенко, к.т.н., доц.,
И.А. Шайхлисламова к.т.н., доц.
(ГВУЗ «Национальный горный университет»),
А.А. Гаврилко, к.т.н., доц.,
(НУЛП «Львовская политехника»),
И.Ф. Марийчук, к.т.н., ст. науч. сотр.
(НИИГД «РЕСПИРАТОР»)
СРЕДСТВА ПРОТИВОТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ГОРНОРАБОЧИХ
В ГЛУБОКИХ ШАХТАХ
Запропоновано індивідуальні і колективні засоби протитеплового захисту гірників при
роботі в глибоких шахтах. Наведено короткі технічні характеристики і галузь їх застосу-
вання. Створення і впровадження їх на гірничих виробництвах дозволить підвищити без-
|