Обеспечение безопасной и интенсивной разработки газоносных угольных пластов на основе их комплексной дегазационной подготовки

Изложено обоснование основных направлений совершенствования технологии пластовой дегазационной подготовки для обеспечения эффективной разработки угольных пластов подземным способом. Изложены подходы к выбору и составу комплексной технологии пластовой дегазационной подготовки, механизм обеспечения предварительной пластовой дегазации (ППД) с использованием гидроразрыва и гидрорасчленения угольных пластов (ГРП), подготавливаемых к безопасной и интенсивной отработке. Работы по гидрорасчленению разрабатываемых угольных пластов через скважины, пробуренные с поверхности, для целей обеспечения метанобезопасности подземной угледобычи впервые в угледобывающей практике Кузбасса были проведены в 2019 г. на шахте им. С.М. Кирова АО «СУЭК-Кузбасс». Приведены результаты апробации новых комплексных технологий пластовой дегазации. Определены рациональные параметры, область применения и достигнутая эффективность разработанных технологических решений в области предварительной и заблаговременной дегазации. Показаны перспективы развития научного направления в части разработки и внедрения технологии дегазационной подготовки не разгруженных от горного давления угольных пластов к интенсивной и безопасной отработке.

Ключевые слова: комплексная дегазационная подготовка, разрабатываемые угольные пласты, основные дегазационные комплексы, предварительная пластовая дегазация, гидроразрыв, гидрорасчленение, параметры способов, механизм достижения эффекта, оценка эффективности, направления совершенствования, перспективы развития технологии.

Как процитировать:

Сластунов С. В., Коликов К. С., Садов А. П., Хаутиев А. М.-Б., Комиссаров И. А. Обеспечение безопасной и интенсивной разработки газоносных угольных пластов на основе их комплексной дегазационной подготовки // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 2. – С. 152–166. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_ 2_0_152.

Благодарности:

Информация об авторах:

Сластунов Сергей Викторович¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: slastunovsv@mail.ru,
Коликов Константин Сергеевич¹ — д-р техн. наук, зав. кафедрой, e-mail: kolikovks@mail.ru,
Садов Анатолий Петрович² — канд. техн. наук, директор, e-mail: sadovap@suek.ru,
Хаутиев Адам Магомет-Баширович² — канд. техн. наук, инженер-технолог, e-mail: khautievam@suek.ru, Комиссаров Игорь Анатольевич2 — заместитель главного инженера, e-mail: komissarovia@suek.ru,
¹ ГИ НИТУ «МИСиС»,
² Управление дегазации и утилизации метана АО «СУЭК-Кузбасс».

 

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. … докт. техн. наук. — Кемерово: КузГТУ, 2019. — 45 с.

2. 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.

3. 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. Бюл. № 19 (73), 29.06.2018.

4. Сластунов С. В., Ютяев Е. П., Мазаник Е. В., Садов А. П., Понизов А. П. Обеспечение метанобезопасности шахт на основе глубокой дегазации угольных пластов при их подготовке к интенсивной разработке // Уголь. — 2019. — № 7. — С. 42—47. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-7-42-47.

5. 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.

6. 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. 2018, vol. 62, pp. 294—301. DOI: 10.1016/j.jngse.2018.12.017.

7. 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.

8. 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: Cборник научных статей. — Новокузнецк: СибГИУ, 2017. — С. 63—67.

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

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

11. 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.

12. 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.

13. 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: 10.18796/0041-57902017-11-24-27.

14. Ютяев Е. П. Проблема совершенствования технологии пластовой дегазации в условиях интенсивной разработки // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № S7. — С. 253—264.

15. 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.

16. Сластунов С. В., Понизов А. В., Садов А. П., Хаутиев А. Б.-М. Разработка комплексной технологии многостадийной дегазационной подготовки угольных пластов для их интенсивной разработки // Горный журнал. — 2021. — № 2. — С. 101—106. DOI: 10.17580/gzh.2021.02.14.

17. Понизов А. В. Разработка комплексной технологии дегазационной подготовки угольного пласта на основе его гидродинамической обработки. Автореферат дисс. … канд. техн. наук. — М.: НИТУ «МИСиС», 2021. — 24 с.

18. Каркашадзе Г. Г., Мазаник Е. В., Понизов А. В. Моделирование процесса гидравлической обработки и дегазации выбросоопасных угольных пластов при столбовой системе разработки с высокими нагрузками на очистной забой // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № S1. — С. 90—101.

19. Стефлюк Ю. М. Обоснование выбора технологии пластовой дегазации выбросоопасных угольных пластов для обеспечения их безопасной и интенсивной отработки. Автореф. дисс. … канд. техн. наук. — М.: МГГУ, 2012. — 24 с.

20. 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.

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. Магомет Р. Д., Серегин А. С. Повышение эффективности предварительной дегазации угольных пластов // Горный журнал. — 2017. — № 7. — С. 92—95. http://www.rudmet. ru/journal/1642/article/28214/.

23. Агеев П. Г., Агеев Н. П., Агеев Д. П., Десяткин А. С., Пащенко А. Ф. Плазменно-импульсное 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.