5.3. Гидрорыхление угольного пласта
5.3. Гидрорыхление угольного пласта 
5.3.1. Гидрорыхление основано на высоконапорном нагнетании воды в угольные пласты через скважины, пробуренные из забоев горных выработок. Сущность способа заключается в разрушении угля внутри массива водой под давлением, сопровождающимся разгрузкой и дегазацией призабойной части пласта.
5.3.2. Область применения гидрорыхления ограничивается угольными пластами, на которых обеспечиваются бурение и герметизация скважин на заданную глубину, поступление воды в угольный пласт или отдельные его пачки.
Параметры гидрорыхления
5.3.3. К параметрам способа относятся: диаметр, длина и глубина герметизации скважин, расстояние между скважинами, величина неснижаемого опережения, количество воды, давление и темп нагнетания.
5.3.4. Диаметр скважин 42 - 45 мм, длина скважин 6 - 9 м,
глубина герметизации l = 4 - 7 м. Величина неснижаемого
г
опережения принимается равной длине фильтрующей части скважин и
составляет l = 2 м.
н.о
Эффективный радиус нагнетания воды в пласт составляет
R <= 0,8l , а расстояние между скважинами не должно превышать
эф г
2R .
эф
Выемку угля после гидрорыхления допускается производить не
более чем на глубину l .
г
Расчетный удельный расход воды q должен составлять не менее
20 л/т, а количество воды Q, нагнетаемой в одну скважину,
определяется по формуле:
2R m q гамма
эф у
Q = --------------- (l + l ), куб. м, (5.15)
1000 г н.о
где:
m - мощность пласта, м;
гамма - объемная масса угля, т/куб. м.
у
Фактический необходимый удельный расход воды для отдельных
шахтопластов может быть уточнен ВостНИИ после проведения
специальных экспериментов.
Давление при нагнетании принимается равным Р = (0,75 - 2,0) х
н
гамма Н.
Темп нагнетания должен составлять не менее 3 л/мин.
5.3.5. Число скважин и схемы их расположения принимаются в
зависимости от ширины полосы угольного массива, подлежащей
гидрорыхлению, и R .
эф
Ширина обрабатываемой полосы С в подготовительных выработках
составляет:
С = В + 2b, м, (5.16)
где:
В - ширина угольного забоя, м;
b - ширина обрабатываемой полосы за контуром выработки,
принимаемая не менее R - 1 м.
эф
Число скважин в подготовительной выработке должно быть не
менее двух. Скважины бурятся на расстоянии 1 м от кутков с
наклоном 5 - 7° в сторону массива.
В очистных выработках с прямолинейной формой забоя скважины
каждого последующего цикла гидрорыхления необходимо бурить между
скважинами предыдущего цикла. В лаве скважины бурятся
перпендикулярно забою. В комбайновых нишах на пологих пластах
скважины необходимо бурить на расстоянии 1 м от кутков с наклоном
5 - 7° в сторону массива. Если при этом расстояние между устьями
скважин превышает 2R , посредине ниши необходимо бурить третью
эф
скважину.
В потолкоуступных очистных забоях крутых и крутонаклонных
пластов одна скважина располагается на расстоянии 1 м от кутка,
остальные - на расстоянии не более 2R . Скважины в кутках
эф
уступов необходимо бурить с подъемом 5 - 7° к линии простирания.
В подготовительных забоях крутых и крутонаклонных пластов верхняя скважина бурится на расстоянии 1 м от кутка с подъемом 5 - 7° к линии простирания, нижняя - горизонтально на расстоянии 0,5 м от подошвы выработки.
Если в печи (просеке) лавы крутого и крутонаклонного пласта имеются два кутка, нагнетание воды осуществляется через две скважины, расположенные так же, как в забое подготовительной выработки. При наличии в забое печи одного кутка скважина располагается так же, как и в уступе лавы.
Технология гидрорыхления
5.3.6. На пластах, представленных несколькими пачками угля, скважины следует бурить по наиболее крепкой пачке. При наличии прослоев породы, разделяющих пласт на две угольные пачки, скважины следует бурить по наиболее мощной или по обеим пачкам, а количество воды необходимо определять из расчета на суммарную мощность угольных пачек.
5.3.7. Для герметизации скважин необходимо применять рукавные гидрозатворы длиной не менее 2,5 м с использованием удлинителей, позволяющих устанавливать гидрозатворы на требуемой глубине. В случае если гидрозатвор длиной 2,5 м не обеспечивает надежную герметизацию скважин, применяются гидрозатворы большей длины. При использовании гидрозатворов длиной 2,5 м глубина скважин для гидрорыхления должна быть не более 7 м. По согласованию с ВостНИИ могут применяться другие способы и средства, обеспечивающие надежную герметизацию скважин на требуемую глубину.
Для нагнетания воды в угольный пласт используются высоконапорные установки, обеспечивающие необходимое давление и производительность. Нагнетание воды производится через одну или две скважины одной насосной установкой, расположенной на расстоянии не ближе 30 м от нагнетательной скважины. Перед началом нагнетания производится проверка высоконапорного водопровода на герметичность.
5.3.8. На высоконапорном трубопроводе у насосной установки, а также не ближе 15 м от гидрозатвора должны быть установлены разгрузочные вентили-тройники. Регулированием первого вентиля-тройника обеспечивается плавное повышение или сброс давления при нагнетании; второй служит для сброса давления в магистрали при отключенной насосной установке.
Нагнетание воды в пласт необходимо начинать плавным в течение 3 - 5 мин. повышением давления до его максимального значения.
5.3.9. Гидрорыхление считается законченным, если в скважину подано расчетное количество воды и давление в высоконапорном трубопроводе снизилось не менее чем на 30% от максимального, достигнутого в процессе нагнетания.
5.3.10. В случае преждевременного прорыва воды из нагнетательной скважины на забой по трещинам необходимо провести повторное нагнетание через скважину, пробуренную на расстоянии 2 м от первой. При этом соседняя скважина должна быть перекрыта средствами герметизации, а нагнетание в дополнительную скважину продолжено до появления признаков, приведенных в п. 5.3.9.
Если на отдельных участках пласта не удается бурение и герметизация скважин на глубину, указанную в п. 5.3.7, или не удается выдержать предусмотренные проектом параметры нагнетания воды, то для перехода таких участков главный инженер шахты по согласованию с ВостНИИ может разрешить временное ведение работ при длине скважин 4 - 6 м и глубине герметизации 3 - 4 м.
5.3.11. Для крутых и крутонаклонных пластов, сложенных мягкими сыпучими углями, в паспортах необходимо предусматривать сплошную затяжку забоя в месте расположения скважин и усиленное крепление нависающего массива кутковой части забоя.
Результаты выполнения способа заносятся в журнал по форме 15.
Меры безопасности при гидрорыхлении
5.3.12. Оборудование и приборы, а также режимы и нормы их эксплуатации должны отвечать требованиям заводских инструкций. Состояние и работоспособность оборудования для нагнетания воды в пласт должны проверяться перед каждым циклом нагнетания лицом технического надзора, ответственным за нагнетание, и ежемесячно - механиком участка. Результаты проверки отмечаются в "Журнале контроля и учета работ по нагнетанию воды в пласт".
Для предотвращения самопроизвольного выбрасывания гидрозатвора из скважины перед нагнетанием воды он прикрепляется гибкой связью (цепью, тросом) к элементу крепи.
5.3.13. Высоконапорное нагнетание воды через скважины (шпуры) длиной менее 6 м должно производиться с соблюдением мер безопасности, предусмотренных в п. п. 5.2.19, 5.2.22.
Люди, занятые нагнетанием воды, должны находиться на расстоянии не менее 30 м от нагнетательной скважины со стороны свежей струи, а в потолкоуступных забоях крутых пластов - в соседних уступах.
В очистных забоях на пологих пластах при выполнении гидрорыхления между местом нахождения людей, занятых нагнетанием, и местом установки насоса должна быть налажена переговорная связь.
5.3.14. Запрещается:
соединять, разъединять и ремонтировать высоконапорную арматуру, если высоконапорный трубопровод находится под давлением;
эксплуатировать высоконапорный трубопровод при нарушении его герметичности;
оставлять без присмотра работающую насосную установку во время нагнетания воды.
