Разработка технологии дегазации углепородного массива протяженными направленными скважинами, пройденными по вмещающим породам и угольному пласту при подземной добыче угля. Этап 1

РЕФЕРАТ отчета о ПНИ: «Разработка технологии дегазации углепородного массива протяженными направленными скважинами, пройденными по вмещающим породам и угольному пласту при подземной добыче угля» Шифр «075-15-2021-943». Этап № 1. УДК 622.333. Отчёт 348 с., 1 ч., 73 рис., 28 табл., 90 источников, 4 прил. УГОЛЕПОРОДНЫЙ МАССИВ, ФИЛЬТРАЦИЯ, ПРОНИЦАЕМОСТЬ, ДЕГАЗАЦИОННАЯ СКВАЖИНА, ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ, ПРОЧНОСТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ, ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ, ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ 2D И 3D, МЕТОД КОНЕЧНЫХ РАЗНОСТЕЙ, МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. Настоящая работа проводится на основании Соглашения № 05.616.21.0122 с Министерством науки и высшего образования Российской федерации в рамках мероприятия 4.3.2. «Проведение исследований в рамках международного многостороннего и двустороннего сотрудничества, в том числе в рамках Европейского союза» Государственной программы «Научно-технологическое развитие Российской Федерации». Объектом исследования является технология дегазации угольных пластов и вмещающих пород метанообильных угольных шахт Российской Федерации. Цель работы – разработка эффективной и экологически безопасной технологии дегазации углепородного массива с использованием направленных протяженных скважин, пробуренных по угольному пласту и вмещающим его горным породам.. В первом разделе отчета выполнен дополнительный аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему разработки технологии дегазации углепородного массива протяженными направленными скважинами, исследуемую в рамках НИР, в том числе обзор научных информационных источников за период 2020 - 2021 гг.. Во втором разделе представлены материалы патентного исследования на основе анализа охранных документов по странам – Российская Федерация, США, Канада, Австралия, КНР, ЮАР, Япония. В третьем разделе представлено обоснование критериев, обеспечивающих работоспособность скважин и определяющих свойства и строение углепородного массива, которым он должен удовлетворять для возможности использования протяженных направленных скважин на протяжении всего срока их эксплуатации. В четвертом разделе представлено обоснование выбора конкретного выемочного столба для проведения опытно-промышленных исследований новой технологии дегазации с использованием протяженных скважин, пробуренных по пласту и в его кровле. В пятом разделе представлено определение технологических свойств углепородного массива (фильтрационно-сорбционные, механические, прочностные), характеризующих его состояние по всей протяженности выемочного столба. В шестом разделе представлена разработка программы проведения опытно-промышленных исследований, содержащая перечень мероприятий, проведение которых необходимо для получения данных по выходу метана из экспериментальной скважины. Она включает: методику оценки расположения экспериментальной скважины (или нескольких); методику определения влияния расхождения во времени начала очистных работ и начала бурения скважины; методику предварительной оценки изменения во времени дебита экспериментальной скважины в зависимости от степени отработки выемочного столба; методику и технологию замеров количества протекающего по скважине метана; методику определения массопереноса метана в углепородном массиве на основе проведенных замеров. Иностранным партнером выполнена работа по обоснованию и выбору объекта опытно-промышленных исследований, проведены лабораторные исследования для установления горнотехнических и горно-геологических свойств экспериментального объекта, выполнена адаптация геомеханических моделей полей напряжений, возникающих в результате деформаций, выполнено обоснование геомеханической устойчивости мест заложения дегазационных скважин, разработаны технические требования к бурению направленных протяженных скважин и техническое проектирование, проведено бурение протяженных направленных дегазационных скважин. В результате выполненных работ создан теоретический и научно-практический задел для разработки технологии дегазации углепородного массива протяженными направленными скважинами, пройденными по вмещающим породам и угольному пласту при подземной добыче угля. В практическом плане полученные результаты направлены на обеспечение безопасности горных работ при необходимых темпах отработки угольных пластов в рамках решения актуальной для мировой угледобывающей отрасли проблемы – эффективной дегазации углепородных массивов. В реальном секторе экономики результаты ПНИ могут быть использованы при разработке газоносных угольных месторождений различной сложности и структуры вмещающих горных пород. Работа выполняется в Федеральном государственном бюджетном учреждение науки Институте проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук (ИПКОН РАН).