Результаты апробации технологии гидрорасчленения угольного пласта через скважины с поверхности на шахте Кирова

Приведены результаты предварительного анализа применения комплексной технологии дегазации разрабатываемого угольного пласта Болдыревский на шахте им. С.М. Кирова. Дегазация была проведена на отработанном в настоящее время выемочном участке 24-63 и включала в себя гидрорасчленение пласта через скважины, пробуренные с поверхности (ГРП); гидрорасчленение его через скважины, пробуренные из подготовительных выработок (ПодзГРП), а также стандартную пластовую дегазацию (ППД) восстающими и нисходящими скважинами, пробуренными из подготовительных выработок в частично дезинтегрированную гидрорасчленением область дегазируемого пласта. Основное внимание уделено технологии ГРП, впервые примененной на шахтах Кузбасса для целей дегазационной подготовки разрабатываемого угольного пласта к интенсивной и безопасной отработке. Подтверждено, что на скважинах выемочного участка 24-63 при гидродинамическом воздействии был реализован процесс гидрорасчленения угольного пласта с циклическими гидроразрывами. Была получена первичная оценка эффективности апробированной технологии. В процессе проведенных исследований сравнивались зоны выемочного участка 24-63, где предположительно имело место влияние скважин ГРП и зоны этого же участка, где оно практически отсутствовало. На момент написания статьи средняя нагрузка в лаве 24-63 по всем зонам ГРП была на 16% выше, чем в зонах сравнения. Остановки на проветривание за один цикл добычи по всем зонам ГРП на 15% меньше, относительная газообильность по всем зонам ГРП на 12 % ниже, что также предварительно подтверждает техническую эффективность применение технологии гидрорасчленения угольного пласта для целей дегазации. Показаны направления совершенствования технологии.

Ключевые слова: заблаговременная дегазация, комплексная дегазационная подготовка угольного пласта, скважины с поверхности, гидрорасчленение пласта, методология оценки эффективности, режим гидродинамического воздействия, гидрорасчленение с циклическими гидроразрывами, эффективность комплексной пластовой дегазации, повышение нагрузок на очистной забой, снижение газообильности лавы и простоев, эффект набухания угля, основные технологические выводы и рекомендации, направления совершенствования технологии.

Как процитировать:

Сластунов С. В., Садов А. П., Хаутиев А. М.-Б., Комиссаров И. А. Результаты апробации технологии гидрорасчленения угольного пласта через скважины с поверхности на шахте Кирова // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 11. – С. 121–132. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_11_0_121.

Благодарности:

Информация об авторах:

Сластунов Сергей Викторович — д-р техн. наук, профессор, ГИ НИТУ «МИСиС», e-mail: slastunovsv@mail.ru, URSID ID: 0000-0003-0744-6892,
Садов Анатолий Петрович¹ — канд. техн. наук, директор, e-mail: sadovap@suek.ru,
Хаутиев Адам Магомет-Баширович¹ — канд. техн. наук, инженер-технолог, e-mail: khautievam@suek.ru,
Комиссаров Игорь Анатольевич¹ — заместитель главного инженера, e-mail: komissarovia@suek.ru,
¹ АО «СУЭК-Кузбасс», Управление дегазации и утилизации метана.

 

Контактное лицо:

Сластунов С.В., e-mail: slastunovsv@mail.ru.

Список литературы:

1. Ютяев Е. П. Обоснование технологии интенсивной подземной разработки высокогазоносных угольных пластов. Автореферат дисс. на соиск. уч. степ. д.т.н. — Кемерово: КузГТУ, 2019. — 45 с.

2. Забурдяев В. С., Захаров В. Н., Артемьев В. Б., Ясюченя С. В. Шахтный метан: проблемы извлечения и утилизации. — М.: «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2014. — 256 с.

3. Сластунов С. В., Мазаник Е. В., Садов А. П., Хаутиев А. М.-Б. Апробация технологии комплексной дегазационной подготовки угольного пласта на базе его гидрорасчленения через скважины с поверхности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 2. — С. 58–70. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-2-0-58-70.

4. Сластунов С. В., Каркашадзе Г. Г., Коликов К. С., Ютяев Е. П. Способ подготовки газоносного угольного пласта к отработке. Патент РФ № 2 659 298. Заявка: 2017133145 от 22.09.2017. Бюлл. № 19 (73), 29.06.2018.

5. Понизов А. В. Разработка комплексной технологии дегазационной подготовки угольного пласта на основе его гидродинамической обработки. Автореферат дисс. на соиск. уч. степ. к.т.н. — М.: НИТУ «МИСиС», 2021. — 24 с.

6. Naik S., Yang S., Bedrikovetsky P., Woolley M. Analytical modelling of the water block phenomenon in hydraulically fractured wells // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2019, vol. 67, pp. 56—70. DOI: 10.1016/j.jngse.2019.04.018.

7. Burlutskii E. An assessment of the effectiveness of the analytical methods to fracture propagation control using accurate mathematical modelling // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2019, vol. 62, pp. 294—301. DOI: 10.1016/j.jngse.2018.12.017

8. Li Zhang, Hui Zhang, Hao Guo A case study of gas drainage to low permeability coal seam // International Journal of Mining Science and Technology. 2017, vol. 27, no. 4, pp. 687— 692. DOI: 10.1016/j.ijmst.2017.05.014.

9. Sampath K. H. S. M., Perera M. S. A., Ranjith P. G. Theoretical overview of hydraulic fracturing break-down pressure // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2018, vol. 58, pp. 251—265. DOI: 10.1016/j.jngse.2018.08.012.

10. Ножкин Н. В. Заблаговременная дегазация угольных месторождений. — М.: Недра, 1979. — 383 с.

11. Чернов О. И., Черкасов В. С., Горбачев А. Г. Движение жидкости в угольных пластах. — Новосибирск: Наука, 1981. — 214 с.

12. Плаксин М. С., Родин Р. И., Альков В. И. Газокинетическая реакция углеметанового пласта при создании в нем трещин посредством нагнетания флюидов / Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сборник научных статей. — Новокузнецк: СибГИУ, 2017. — С. 63—67.

13. Guo J., Lu Q., Chen H., Wang Z., Chen L., Tang X. Quantitative phase field modeling of hydraulic fracture branching in heterogeneous formation under anisotropic in-situ stress // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2018, vol. 56, pp. 455—471. DOI: 10.1016/j. jngse.2018.06.009.

14. Liu Y., Tang D., Xu H., Li S., Tao S. The impact of coal macrolithotype on hydraulic fracture initiation and propagation in coal seams // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2018, vol. 56, pp. 299—314. DOI: 10.1016/j.jngse.2018.06.013.

15. Ютяев Е. П., Садов А. П., Мешков А. А., Хаутиев А. М., Тайлаков О. В., Уткаев Е. А. Оценка фильтрационных свойств угля в гидродинамических испытаниях дегазационных пластовых скважин // Уголь. — 2017. — № 11. — С. 24–29. DOI: 10.18796/0041-5790-201711-24-27.

16. Павленко М. В. Формирование волновых возмущений через скважины в угольном массиве в виде вибрационных колебаний для создания в них газопроводящих трещин // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 5. — С. 36—42.

17. Каркашадзе Г. Г., Хаутиев А. М.-Б. Механизм повышения газопроницаемости угольного пласта в процессе циклической сорбционной усадки и разбухания угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 4. — С. 249—255.

18. Fan C., Li S., Luo M., Mingkun W. Du, Yang Z. Coal and gas outburst dynamic system // International Journal of Mining Science and Technology. 2017, vol. 27, no. 1, pp. 49—55. DOI: 10.1016/j.ijmst.2016.11.003.

19. Агеев П. Г., Агеев Н. П., Агеев Д. П., Десяткин А. С., Пащенко А. Ф. Плазменноимпульсное воздействие — инновационный подход к добыче традиционных и нетрадиционный подход к добыче традиционных и нетрадиционных углеводородов и заблаговременной дегазации угольных пластов // Бурение и нефть. — 2016. — № 7-8. — С. 34—40.

20. Gent Jiabo, Xu Jiang, Nie Wen, Peng Shoujian, Zhang Chaolin, Luo Xiaohang Regression analysis of major parameters affecting the intensity of coal fnd gas outbursts in laboratory // International Journal of Mining Science and Technology. 2017, vol. 27, no. 2, pp. 327—332. DOI: 10.1016/j.ijmst.2017.01.004.

21. Коршунов Г. И., Шипулин А. В., Серегин А. С. Увеличение газовой проницаемости угля путем импульсно-волнового воздействия через скважины // Газовая промышленность. — 2012. — № 672. — С. 46—47.

22. Стефлюк Ю. М. Обоснование выбора технологии пластовой дегазации выбросоопасных угольных пластов для обеспечения их безопасной и интенсивной отработки. Автореферат дисс. на соиск. уч. степ. к.т.н. — М.: МГГУ, 2012. — 24 с.