Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Курсовой проект - Проект мероприятий по управлению состоянием массива при гидрообработке кровли пласта 10 в условиях шахты Интинская - файл 1.doc


Курсовой проект - Проект мероприятий по управлению состоянием массива при гидрообработке кровли пласта 10 в условиях шахты Интинская
скачать (321.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc322kb.18.12.2011 05:51скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

1   2   3
Реклама MarketGid:
Загрузка...
^

4. Анализ существующих способов управления состоянием массива горных пород.


Основными способами управления состоянием массива горных пород являются:

- передовое торпедирование,

- гидрообработка.

Здесь и далее под передовым торпедированием подразумевается передовое взрывание торпедирования, монозарядов и зарядов других видов. Способы передового торпедирования и гидрообработки предназначены для снижения интенсивности проявлений горного давления при первичных вторичных обрушениях труднообрушаемнх пород.

4.1 Передовое торпедированные.

Сущность способа передового торпедирования заключается в предварительном ослаблении пород кровли взрыванием скважинных зарядов впереди очистного забоя. Трещины, возникающие в гормоном массиве при взрывание ВВ, с одной стороны, уменьшают поперечное сечение труднообрутаающегося слоя и, с другой стороны, являются концентраторами напряжений. Методика расчета зоны трещинообразования в результате камуфлетного взрыва цилиндрического заряда приведена в [06]. Размер зоны трещинообразования зависят от радиуса заряда. Дальнейшее развитие трещин обусловлено изменениями напряженного состояния в окрестности этой зоны. По мере приближения очистного забоя зона трещинообразования сначала оказывается в области опорного давления, где наиболее нормальные напряжения увеличивается в 2-3 раз и происходит изменение направления главных напряжений. Затем эта зона оказывается в

20
области изгиба слоев, где одна часть этой зоны может быть в области растяжения, а другая - в области сжатия. При этом направление действия напряжения сжатия в области изгиба резко изменяется по сравнению с областью опорного давления. Наиболее ослабляющее влияние трещин (образовавшиеся после взрыва) как концентраторов напряжений при изгибе ожидается в области растяжения. Предварительное разупрочнение пород взрывом приводит к уменьшению предельных длин консолей (блоков), критических площадей обнажения, вследствие чего ослабляется влияние осадок основной кровли, обеспечивается эффективное применение механизированных крепей в лавах с труднообрушаемые кровлями. Эффективность способа передового торпедирования зависит от правильного выбора мест заложения скважин и технологии выполнения работ по заряжанию и взрыванию. Способ передового торпедирования рекомендуется применять также для охраны повторно используемых подготовительных выработок (на границе: массив - выработанное пространство). Для этого впереди лавы производится взрывание ВВ в скважинах, пробуренных около охраняемой выработки со стороны выработанного пространства. После прохода лава труднообруиаемая кровля, ослабленная взрывом, обрушается, чем исключается ее зависание. Этим самым снижается также напряженность пород и угля в окрестность очистного забоя на участке, примыкающем к сопряжению лавы с выработкой при бесцеликовых способах охраны. Выработка за лавой находится под защитой консоли слоев труднообрухшамых пород.

На пластах с труднообрушаемыми кровлями работа механизированных крепей значительно осложняется. Это обусловлено увеличением на них давления и величин опускания кровли в периоды проявления первичных и вторичных осадок основной кровли, наличием высоких скоростей ее опускания, которые достигают 100 мм/с. Проявлению осадок основной кровли соответствует определенная критическая площадь ее обнажения, величина которой колеблется от 10 до 15 тыс. м2. Эта величина определяется прочностными свойствами и мощностью основной кровли, а также строением и мощностью непосредственной кровли. Чем выше критическая площадь

21
обнажения кровли, тем чаще проявление осадок основной кровли сопровождается повышенной динамикой воздействия ее на крепь, приводящей обычно к завалам очистных забоев и деформации элементов механизированных крепей.

Эффективное применение серийно выпускаемых крепей на пластах с труднообрушаемыми кровлями возможно только при условии резкого сокращения или полной ликвидации проявления осадок основной кровли. Эту задачу можно решить, если уменьшить критическую площадь обнажения кровли до величины, при которой проявление осадок основной кровли будет характеризоваться незначительной интенсивностью и не влиять на работу крепи и состояние кровли в призабойном пространстве. Для этого необходимо искусственно вызвать осадку основной кровли.

На рис№4.1.1 приведен совмещенный график величин опускания кровли при проявлении первичных и вторичных осадок основной кровли. Из рисунка видно, что если путем проведения специальных мероприятий исключить участки крутого наклона кривых опускания кровли (AC, AC1), то кривая опускания кровли сглаживается и пойдет от точки А к точке А1; проявление опасной динамики кровли происходить не будет. Таким образом, из общей работы, создаваемой плитой кровли по мере ее изгиба, исключаются заштрихованные участки (АСА1, АС1 А1), которые характеризуют процесс разрушения кровли, а следовательно, и интенсивность проявления осадок основной кровли.

23
Разработанный КНИУИ метод передового торпедирования позволяет решить данную задачу при управлении труднообрушаемыми кровлями. Сущность его заключается в том, что впереди очистного забоя пробуриваются из прилегающих выработок через определенные расстояния длинные скважины в массив пород основной кровли, которые затем заряжаются зарядами ВВ и взрываются. Вокруг скважины создается зона активного трещино-образования с радиусом, определяемым весом заряда ВВ. Установлено, что обнаженная плита основной кровли в выработанном пространстве при отсутствии ее самоподбучивания породами непосредственной кровли под действием собственного веса и веса вышележащих пород, испытывает действие изгиба и затем при определенной критической площади обнажения разрушается.. При прогибе плиты выделяются две области по ее высоте: зона сжатия и зона растяжения. При отходе от монтажной камеры, когда плите кровли заделана с четырех сторон, зона растяжения находится ниже нейтральной оси. После проявления первичной осадки, когда одна сторона плиты, параллельная очистному забою, оказывается относительно свободной (кровля заделана с трех сторон), зона растяжения находится выше нейтральной оси, а зона сжатия ниже. Наличие этих зон при различно работе кровли и определяет параметры заложения скважин. Современная физика разрушения твердых тел и теория трещин утверждают, что определяющим началом развития разрушения является наличие различных, дефектов в твердом теле, наблюдаемых даже на микроскопическом уровне. Метод передового торпедирования основан на этих положениях физики разрушения: в данном случае искусственным путем в массив кровли вносятся макроскопические дефекты в виде взрывных трещин, окружающих скважину. Наличие незначительной трещины в зоне растягивающих напряжений приводит к мгновенному ее прорастанию, а следовательно, и к разрушению массива. Развитие созданных взрывных трещин в кровле определяется их расположением по высоте кровли, т. е.

24
в зонах сжатия или растяжения, где закономерности их развития носят различный характер.

На рис№ 4.1.2 представлен предполагаемый механизм разрушения пород кровли при ее торпедировании. Взрывание торпед (зарядов ВВ) производится до начала очистных работ или со значительным опережением, т.е. в зажатой среде. Созданные взрывом трещины по мере движения очистного забоя проходят несколько зон, характеризующихся различным напряженным состоянием кровли, определяющим процесс их развития. Выделено четыре зоны:

1 - зона зажатой среды, II - зона опорного давления. III - зона над очистным пространством и IV - зона над выработанным пространством. При переходе этих зон трещины получают дальнейшее развитие, сопровождаемое нарушением монолитности массива пород кровли.

В зависимости от напряженного состояние пород кровли трещины могут развиваться в различных направлениях: по слоистости, в зонах сжатия перпендикулярно действию сжимающего усилия, в зонах растяжения в сторону максимальных растягивающих напряжений и т. д. Развитие основной магистральной трещины рассекает блок основной кровли, вызывая его полное обрушение в выработанное пространство. Эффективность применения метода передового торпедирования зависит от правильно выбранных параметров и схем расположения скважин. При установлении рациональных параметров торпедирования кровли следует учитывать строение, прочность и мощность основной и непосредственной кровли, наличие естественной трещиноватости и слабых контактов в породах кровли, способность ее к расслаиванию.

Дополнительными способами разупрочения кровли являются:

- взрывогидрообработка.

- принудительное обрушение путём взрывание скважин или шпуров зарядов.

25
4.2 Взрывогидрообработка.

Сущность способа заключается в предварительном создании трещиноватостей в массиве труднообрушаемых монолитных пород кровли взрыванием скважинных зарядов небольшого диаметра (45-50 мм) и массы (35-50 кг) и последующего увлажнения от шахтного противопожарного става с напором 5-10 атм. После такого воздействия взрыва и увлажнения породы вокруг скважины становятся легкообрушаемыми над выработанным пространством.

Впереди очистного забоя с опереждением 20-25 м в кровле пласта бурятся скважины. После заряжания и взрывания патронированного ВВ устье скважины оборудуется специальным съёмным гермитизатором и в неё нагнетают воду от шахтного трубопровода. Создается плотный фильтрационный поток и вода распространяется от скважин на величину зон макро и микротрещиноватости. Расстояние между скважинами и параметры нагнетания воды (время, давление, количество) выбирается с учетом радиуса влияния взрыва фильтрационных свойств пород и возможной зоны проникновения воды с учетом искусственной трещиноватости. Высота забуривания скважин по отношению к пласту выбирается из условий обеспечения необходимого подбучивания кровли.

4.3 Принудительное обрушение кровли взрываяием скважинных зарядов.

Сущность способа заключается в том, что при минимально безопасной площади обнажения взрывом зарядов ВВ в длинных скважинах, параллельных линии очистного забоя, пробуренных в близ заднего целика; осуществляется обрушение на высоту до 10 м. Слой кровли взрывом разделяется на блоки, которые затем обрушаются под действием собственного веса при меньшем зависании сравнению с естественным обрушением, что исключает воздушные удары и формирование больших активных нагрузок на крепи.

26
4.4 Принудительное обрушение кровли взрыванием шпуровых зарядов.

При залегании непосредственной кровле труднообрушающихся пород, поддающихся бурению ручными и колонковыми сверлами, возможно производитъ их ослабление с помощью взрывания шпуровых зарядов ВВ. В условиях пород кровли с шагом первого обрушения менее 30 м производится разовое взрывание шпуровых зарядов непосредственно у заднего целика, при большем шаге обрушения производится многократное периодическое взрывание шпуровых зарядов по мере отхода лавы от заднего целика.

^ 5. Сущность принятого решения.

5.1 Механизм воздействия на массив.

Настоящим проектом предусматривается для управления состоянием массива горных пород в кровле пласта 10 лавы №18 применить способ гидрообработки.

Сущность способа заключается в предварительном ослаблении пород путем нагнетания в них жидкостей. Разупрочнение породного массива достигается за счет размокания зёрен и цемента, уменьшения прочности в окрестности естественных трещин, слабых контактов и прослоев при низконапорном и высоконапорном увлажнении за счет гидроразрыва пород. Эффект разупрочнения заключается в уменьшении длины зависающих консолей труднообрушаемых слоев. Критериями, характеризующими область применения способа, являются филътрационные свойства пород и характеристика высоконапорного оборудования, применяемого для целей нагнетания.

Фильтрационные свойства пород необходимо оценивать по коэффициенту проницаемости массива, который можно получить на основании данных опытного

27
нагнетания жидкости в породный массив по методике, изложенной
в литературе [07; 08].

На основании опытных работ по нагнетанию, проведенных в Печорском бассейне, установлены граничные значения коэффициентов проницаемости массива, при которых наиболее эффективной является обработка пород жидкостями.

Диапазон изменения коэффициента проницаемости и параметры высоконапорного оборудования, необходимые для нагнетания жидкости, приведены в таблице 5.1.1

^ Таблица 5.1.1

Значения коэффициента проницаемости для пород Интинского месторождения.



Показатели

Месторождение Интинское

Min

Max

Коэффициент проницаемости, дарси……………….
Производитедыость установки, л/мин….

Напор, кгс/с2………



I * IO-5

1.0

100



6 * 10-4**)

30,0**)

200

*) - при значениях коэффициента проницаимости массива меньших

5 * 10-7 дарси нагнетание жидкости в породный массив в режиме нисоконаопрного увлажнения является неэффективным, поэтому такой режим не рекомендуется. В этой случае можно применять только гидроразрыв.

** - при изменении коэффициента проницаемости массива от

6 * 10-4 до 9 * 10-4 дарси производительность высоконапорной установки должна составлять до 90 л/мин, т.е. необходимо применять установка типа УГН. При коэффициенте проницаемости массива свыше 9 * 10-4 дарси следует использовать вязкие жидкости.

28
Для других бассейнов эти показателя являются ориентировочными и должны уточняться на основе результатов экспериментальных работ по определению коэффициентов проницаемости по предлагаемой методике [07; 08].
Рис. П.5.2.2 Схеме расположения скважин при вторичных посадках кровли
5.2 Расчет параметров способа УСМГП методом гидрообработки.

Основными параметрами гидрообработки являются:

- высота заложения скважин над угольным пластом;

- углы наклона скважин над угольным пластом;

- длина скважин;

- расстояние между скважинами;

- размер зон гидрообработки и необходимо опережения работ;

- параметры низконапорного, высоконапорного нагнетания и гидроразрыва.

Для гидрообработки кровли применяются при первичной посадке схема а и б (рис.3), при вторичной посадке – а, б и г (рис. 5.2.2). Высота заложения скважин над угольным пластом определяется из условия, чтобы верхний конец загерметизированого участка находится в труднообрушаемой породе (на расстояние не менее 0,6эф от легкообрушаемой). Верхний конец скважины должен располагаться на высоте h

h= hл.о + 0,6R эф + (4/5) m, (5,1,2)

hл.о – мощность пачки легкообрушаемой пород, м;

R эф – эффективный радиус увлажнения, м;

m – вынимаемая мощность угольного пласта, м;

Угол разворота скважин  при односторонней и двухстороней схемах определяется в зависимости от простирания основой системы естественной трещиноватости. Для пресечения наисльшего числа трещин этой системы угол между
29
ней и осью скважины должен составлять 50-800. В Печорском бассейне оптимальный угол между штреком и скважиной является  = 63-700.

Величину эффективного радиуса увлажнения R эф можно определять по формуле

R эф = Qобщ /фm эф (5.2.2)

где:

Qобщ – общий объём жидкости, закачанной в скважину, м3;

ф – длина фильтрующей части скважины, м;

m эф – эффективная пористость; для Интинского месторождения - m эф = (0,15-0,2) m о.

Открытая пористость m о песчаников (в долях единицы) для Интинского месторождения – от 0,03 до 0,21.

По опытным данным гидрообработки песчаников основной кровли пласта 10 и 11 Интинского месторождения при общим объёме жидкости, закачанном в скважину, равном 50 – 60 м3, величина эффективного радиуса увлажнения составляет 7–8 метров; при Qобщ = 80 м3 – 10-11 м; а максимальное его значения при Qобщ = 120-130 м3 – 13-15 метров.

Расстояние между скважинами с учётом мощности основной кровли принимать равным:

при hо = 10-15 м – 35 м;

при hо = 16-20 м – 30 м;

при hо > 20 м – 25 м;

При обработке основной кровли пласта, выше которогого залегает пласт или пропласток угля, забой скважины должен находится не ближе 0,6R эф. до почвы вышележащего пласта. При наличии ранее отработанного пласта это расстояние должно составлять не менее R эф.

Выбор зон гидрообработки и соответствующих им режимов производится согласно схеме, приведенной на рис. П.5.2.3

34
Рекомендации по выбору режимов обработки приведены в таблице 5.2.1

Таблица 5.2.1


Пласт

Оптимальные зоны впереди очистного забоя (м) и соостветвующие им режимы обработки массива.

Расстояние до забоя на начало работ по гидрообрабтке

н, м

Низконапорное увлажнение (от начала работ до участка высоконапорного увлажнения),

н.у, м

Высоконапорное увлажнение (от установки).

Гидроразрыв
г, м

Первый участок

`в.у, м

Второй участок

”в.у, м

11

не менее 100-120

50-120

26-50

6-16

16-25

10

не менее 100-120

50-120

26-50

6-16

16-25


Начало проведения работ по гидрообработке кровли устанавливается по минимально допустимому удалению скважины на момент начала низконапорного увлажнения
н, скорости подвигания очистного забоя V з, времени на бурение t б и герметизацию скважины t г и определяется по формуле:

t мин > (н,/V з) + t б + t г , сут. (5.2.3)

При первой осадке основной кровли период обработки массива без учета времени на бурение и герметизацию скважин должен быть не менее 12-15 суток.

Низконапорное увлажнение производится от противопожарного става под давлением не выше 20 кгс/см2 в течение суток на длине участка, рекомендуемого таблицей 5.2.1

Высоконапорное нагнетание (установками типа УНВ-2, УН-35) производится на двух участках (см. таблицу 5.2.1). Выбор значений объёмной скорости нагнетания
q, л/мин, и величины давления Р, кгс/см2, на 1 м длины скважины производится по формуле:

q = 2 (Кnм/в) * Р * ф * 102; см3/с. (5.2.4)

35
где:

Кnм – коэффициент порости пород;

в - коэффициент водопроницаемости пород массива;

Величину давленая гидроразрыва Рр, кгс/см2, рекомендуемого при глубине
Н на участке максимальной концентрации напряжений, можно подсчитать по формуле:

Рр > Н + р + рmо (2 - mо); кгс/ см2 (5.2.5)

где:

Н – глубина ведения горных работ от поверхности, см;

 - объёмный вес пород массива, кг/см3;

р – давление газа, кгс/ см2;

Ддя Воркутинского месторождения на глубинах 600-700 м давление газа р составляет 50-60 кгс/ см2 а для Интинского - на глубинах 300-400 м - 15-30 кгс/ см2.

р – предел прочности пород на растяжение кгс/ см2.

На основании опытных данных установлено, что для условий Интинского месторождения величина давления гидроразрыва составляет 85-120 кгс/см2, а для Воркутинского на гдубинах разработки 500-600 м - I40-I60 кгс/см2 и на глубинах 700- 800 м – 18 – 230 кгс/см2.

С использованием данных по оптимальным зонам гидрообработки (таблица 5.2.1), зависимостей для определения параметров высоконапорного нагнетания (5.2.4)
и величины давлениях гидроразрыва (5.2.5) рекомендуются номограммы по определению параметров объёмной скорости нагнетания (q, л/мин), величины перепада давления (Р кгс/см2) и гидроразрыва (Рр кгс/ см2) для пластов II и 10 при различной фильтрующей длине скважине, образец которой для пласта 10 приведён на рис. П.5.2.4

По номограмме, зная расстояние от очистного эабоя до скважины з, в её нижнем квадранте определяем величину коэффициента проницаемости массива, соответствующую данному положению забоя. По известному коэффициенту

36
проницаемости массива для определёной величины фильтрующей- части скважины находим темп нагнетания q, л/мин, и величину давления Р. На номограммах парады высоконапорного увлажнения показаны сплошной линией, а гидроразрыва – прерывистой.

По установленным параметрам нагнетания и гидроразрыва строится диаграмма для паспорта гидрообработки , по которой ведется контроль. Пример построения диаграммы приведен на рис. П.5.2.5

37
5.3 Организация работ при выполнении мероприятий по гидрообработке.

Технология и организация работ по гидрообработке принимается в следующем порядке:

- бурение нагнетателъных скважин и их герметизация;

- нагнетание в ннзконапорном и высоконапорном режиме;

- работы по ремонту герметизирующих частей скважин;

- нагнетание вязких растворов в породы при большой проницаемости массива.

Бурение скважин производится станками вращателъного бурения. Диаметр нагнетательных скважин 59-93 мм. Для проведения буровых работ и размещения оборудования в действующих выработках разделываются ниши с размерами, обеспечивающими требуемые зазоры в соответствия с ПБ. Точки заложения скважин и их параметры задаются геолого-маркшейдерской службой шахты в соответствии с паспортом. Контроль за направленностью бурения скважин осуществляется одним из методом. инклинометрии.

Герметизация скважин производится путем создания песчано-цементной тампонажной пробки или герметизаторами многократного пользования.

должна быть не менее 20 м. На участках бурения скважин , находящихся в зоне опорного давления отработанной соседней лавы, длина герметизирующей пробки увеличивается, до 25-30 м.

Нагнетание жидкости в скважину сначала производится в режиме низконапорного увлажнения от участкового трубопровода. После окончания герметизации скважину подключает к трубопроводу. Темп низконапорного нагнетания выбирают в зависимости от приемистости скважины. При подходе очистного забоя к скважине на расстояние, рекомендованное таблице 5.2.1, производится ее подключение к высоконапорной установке. Схема подключения оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры

38
приведена на рис. П.5.2.6. Техническая характеристика и перечень необходимого оборудования даны в графической части проекта (лист 1).

Нагнетание в режиме высоконапорного увлажнения и гидроразрыва производится в соответствии с параметрами, указанными в паспорте. Для этого по номограмме соответствующего пласта определяются искомые значения объёмная скорости нагнетания q, л/мин, и давления P, кгс/см2 и строится диаграмма нагнетания жидкости (рис. П.5.2.5).

При высоконапорном нагнетании (P более 50 кгс/см2) скважины, находящиеся рядом, перекрываются высоконапорными вентилями или заглушками во избежание преждевременного прорыва жидкости. В процессе проведения работ по нагнетанию необходимо осуществлять постоянный контроль как за режимами, так и за параметрами нагнетания. Установка на скважине контрольно-измерительной аппаратуры (расходомеров и манометров) является обязательной как при низконапорном, так и при высоконапорном нагнетании. Результаты нагнетания заносятся в журнал по форме, приведенной в таблице 5.3.2

При резком устойчивом падении давленая в скважине до 15 - 25 кгс/см2 или прорыве жидкости в поддерживаемое пространство очистного забоя нагнетание прекращается. Повторное нагнетание производится через 16- 24 часа. Если при повторном нагнетании давление не поднимается, а расстояние от забоя cкважины до лавы менее 1,5Rэф то жидкость из скважины сбрасывается, а оборудование демонтируется.

Если во время нагнетания жидкость поступает через цементную пробку или трещины непосредственной кровли, то скважина подлежит ремонту. Ремонт производится путем нагнетания водоцементного раствора вначале при соотношении В:Ц равном 5:1, а затем 3:1. После окончания цементации жидкость сбрасывается, a

39
cкважина промывается чистой водой. Последующая проверка герметичности скважины производится через 35-46 часов.

Для производства работ по гидрообработке кровли организуется бригада, в обязанности которой входит бурение разведочных и нагнетательных скважин, их герметизация, гидрооботка массива и переноска оборудования за подвиганием очистного забоя. Общее руководство по производству работ возлагается на начальника добьгчного участка. Контроль за правильным, выбором параметров заложения скважин осуществляет геолого-маркшейдерская служба шахты. Общий контроль за ведением работ возложен на главного технолога шахты. Бригады, выполняющие подготовительные работы (бурение скважин, герметизация), а также лица, производящие гидрообработку кровли, и ответственные за соблюдение технологии работ и ведение «Журнала по гидрообработке кровли», назначются приказом директора шахты.

Гидрообработка труднообрушаемой кровли производится по паспорту, который является составной частью паспорта крепления и управления кровли. Паспорт гидрообработки включает в себя:

- технологическую схему заложения нагнетательных скважин;

- геологический разрез выемочного, участка по простиранию;

- схемы расположения оборудования и аппаратуры для нагнетания армировки и герметизации скважин;

- параметры заложения скважин и диаграмму режимов нагнетания;

- пояснительную записку по технологии производства работ и дополнительные меродриятхя по безопасности.

В комплекс мероприятий по гидрообработке входят: бурение нагнетательных скважин, подготовка и монтаж высоконапорного оборудования и аппаратуры,

40
герметизация скважин, гидрообработка породного массива и контроль за качеством выполняемых работ.

Для гидрообработки породного массива основной кровли диаметр нагнетательных скважин принимается равным 59-92 мм. Выбор места заложения нагнетательных скважин должен быть увязан с направлением трещиноватости и возможностью установки бурового оборудования, В случае необходимости вынимаются ниши. Герметизация скважин может осуществляться песчано-цемеит-раствором (рис 5.3.1) или герметизаторами ГАС-60 и ГАС-100. (рис 5.3.2). Основная кровля пласта 10-го в поле лавы №18. представлена крепкими песчаниками мощностью от 78 до 23 м. Прочность пород основной кровли на сжатие составляет 870-1250 кг/см2. Высокие прочностные и деформационные свойства песчаников размывного характера при полном отсутствии непосредственной кровли будут способствовать интенсивным проявлениям горного давления со значительно возрастающими динамическими нагрузками на крепь комплекса в особенности в средней и нижней частях лавы как при первичной, так при вторичных осадках основой кровли.

В целях снижения интенсивностей проявления горного давления и обеспечения нормальной эксплуатационных условий для работы комплекса ОКП руководством шахты принято решение о проведение мероприятий по гидрообработке основной кровли в лаве №18 разработанных совместно институтом «Печорниипроект» и техотделом шахты «Интинская».

В соответствии с разработанными мероприятиями при гидрообработке основной кровли в лаве №18. пласта 10-го предлагается 2 варианта заложения и герметизации нагнетательных скважин.

42
В I варианте (при первоначальном отходе комплекса от монтажной камеры на расстояние 135 м) бурение нагнетательных скважин в породный массив №№ 1,2,3,4,5,6,7 производится с монтажной камеры и рельсового промштрека лавы №18 (лист 1) с герметизацией их цементным раствором.

В II варианте при последующей отработке пласта 10-го - бурение скважин с №8 по №21 (на интервал – 230 производится с рельсового промштрека с герметизацией нижние скважин 1-го яруса №№ 8,10,12,14,16,18,20 цементный раствором, а верхние скважины 2-го яруса №№9,11,13,15,17,19,21 герметизируются вводом герметизатора ГАС-60.

Схема расположения скважин приведена в графической части курсовой проекта (лист 1).

Для обеспечения эффективного влияния гидрообработки в лаве №18 предложен двухярусвий способ расположения скважин, при котором достигается увлажнение верхних и нижних слоев основной кровли. Герметизация верхнего яруса скважин будет осуществляться герметизаторами ГАС-60, нижний ярус - созданием тампонажной пробки.

В комплекс мероприятий по гидрообработке входят:

1). Бурение нагнетательных скважин в породный массив над лавой;

2). Подготовка и монтаж высоконапорного оборудования и аппаратуры;

3). Герметизация скважин в соответствии выбранным способом герметизации;

4). Гидрообработка породного массива;

5). Контроль за качеством выполняемых работ.

Параметры заложения скважин приведены в графической
части проекта (лист 1)орта. Допускаемые отклонения углов подъёма не должны превышать 0
030!, углов разворота 1-30. Контроль за соблюдением параметров заложения скважин при буровых работах производится геолого-маркшейдерской службой шахты.
43
5.3.1 Производство герметизации скважин.

Герметизация устья скважины по I варианту производится путём создания цементной пробки на основе высокомарочного (не ниже 600) тампонажного цемента. Средний расход цемента на одну скважину определяется величиной цементной пробки и составляет 100-120 кг. Общая глубина цементации скважин применяется равной 17 и 30 м.

Герметизация скважины производится в следующем порядке (лист 1):

после окончания бурения скважины на проектную длину производятся разбуривание устья скважины на длину не менее 10-15 м диаметром 75-92 мм, после чего скважина тщательно промывается для удаления буровой мелочи и штыба.

Подготавливается колона обсадных труб диаметром 75-89 мм из отрезков длиной не менее 2,1-3,0 м, которые по мере введения в скважину соединяются трубноленточной резьбой.

Нагнетательный став  24-28 мм для подачи жидкости в скважину собирается из отрезков высоконапорных труб длиной не менее 2,5 м.

Длина трубы определяется шириной выработки и возможностью их разворота при вводе в скважину. Соединение труб осуществляется муфтами. Трубы имеют направляющие для центровки става относительно стенок скважины. Перед введением труб в скважину производится их промывка для удаления штыба. При сборке высоконапорных труб проверяется качество резьбовых соединений.

На первой трубке высоконапорного става устанавливается тампонажное уплотнение для изоляции концевого участка перфораторной трубы от дальнейшего поступления цементного раствора. Ограничивающее тампонажное уплотнение состоит из двух металлических колец, диаметр которых меньше диаметра скважины на 20 мм. Кольца имеют внутренний паз по внешнему диаметру, в котором устанавливается резиновая прокладка с диаметром, равным диаметру скважины. Первое кольцо

44
приваривается к высоконапорной трубке перед перфорацией. Крепление резиновой прокладки осуществляется затяжкой второго кольца к первому посредством трёх болтов. Ограничивающее тампонажное уплотнение имеет отверстия диаметром 3 мм располагающиеся вокруг высоконапорной трубки для слива воды и цементного раствора.

После ввода высоконапорного става на расстояние, превышающее необходимую длину герметизации скважины на 1,5-2,0 м, устье скважины герметизируется. К фланцу обсадной трубы посредствам 4-х болтов М10 присоединяется закрывающий фланец с резиновой прокладкой, оборудованный тампонажной трубкой. Через тампонажную трубку диаметром 3/4 дюйма, проходящую в скважину через закрывающий фланец на длину не менее 0,7 м, насосом подается цементный раствор. Нагнетание производится периодически. При появлении цементного раствора из высоконапорного става закачивание прекращается. Через 0,5-1 час производится вторичное нагнетание раствора. При вторичном появлении раствора процесс герметизации заканчивается.

Для ускорения сроков схватывания рекомендуется в цементный раствор вводить 3% хлористый кальций (СаСl2). Сроки схватывания цементных растворов при различном водоцементном отношении даны в таблице 5.3.1

Таблица 5.3.1
1   2   3



Скачать файл (321.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации