Обоснование параметров устройства для поинтервального гидроразрыва при пластовой дегазации угля

Актуальность темы исследования. Энергетической стратегией России на период до 2035 г. в частности предусматривается разработка новых технологий и оборудования для эффективной дегазации угольных пластов. Вследствие малого объема дегазационных работ и недостаточной их эффективности на многих газообильных шахтах России сохраняется газовый барьер, препятствующий достижению высоких скоростей проведения выработок и больших нагрузок на очистные забои, что существенно снижает безопасность и эффективность ведения подземных горных работ.В процессе дегазации ключевую роль играет техногенное воздействие на углепородный массив с целью развития его трещиноватости, что способствует выходу из угольного вещества связанного метана. Для этого используются скважины, пробуренные с поверхности, что требует специального оборудования с высокой трудоемкостью и стоимостью проведения работ. Наиболее распространенным методом является бурение дегазационных скважин из подготовительных выработок с последующим продольным вертикальным или горизонтальным гидроразрывом относительно оси скважин.Одним из основных направлений решения поставленной задачи является разработка и промышленное освоение способов интенсификации газоотдачи угольных пластов. В этой связи перспективным является метод поинтервального гидроразрыва, поперечного относительно оси скважины, пробуренной параллельно очистному забою. Увеличение проницаемости пласта достигается за счет образования многократных искусственных трещин, пересекающих естественную трещиноватость и развивающихся в направлении движения очистного забоя с последующем раскрытием в зоне повышенного опорного давления.Необходимость представленной работы обусловлена требованиями создания специального оборудования, способного работать в необсаженных скважинах большого и переменного диаметра для поинтервального гидроразрыва при пластовой дегазации угольного пласта. Поэтому обоснование и разработка параметров технического устройства, обеспечивающего заданное направление трещин гидроразрыва, является актуальной задачей.Целью работы является обоснование параметров устройства для поинтервального гидроразрыва при пластовой дегазации угля, обеспечивающего повышение безопасности и производительности подземной добычи.Идея работы заключается в учете особенностей обжатия массива вокруг скважины упругими элементами и радиального их перемещения при создании специального оборудования для реализации поинтервального гидроразрыва.Основные задачи исследования:1. Разработать устройство поинтервального гидроразрыва для работы в необсаженных скважинах переменного диаметра и исследовать его конструктивные, кинематические и силовые параметры работы в лабораторных условиях.2. Исследовать условие возникновения поперечных трещин в необсаженной скважине за счет растягивающих напряжений при работе устройства поинтервального гидроразрыва в виде последовательно соединённых пакеров;3. Изучить в производственных условиях работу устройства поинтервального гидроразрыва в необсаженной угольной скважине и оценить развитие образующихся трещин.