Факторы влияния гидрообработки угля на разгрузку призабойной части массива

Abstract

В данной статье рассматривается соответствие практическим наблюдениям общепринятых представлений о разгрузке пласта при его гидрорыхлении за счет развития трещин от давления воды (гидросиловая разгрузка). Рассматривая существующие материал с этой точки зрения, сталкиваемся с проблемой образования трещин с большим необратимым раскрытием при давлениях нагнетания, меньших минимальной компоненты горного давления, что не может быть объяснено существующими представлениями о развитии трещин. Обоснованно предполагаем, что причиной разгрузки массива от давления вмещающих пород при гидрорыхлении является не развитие трещин под давлением нагнетания, а другие эффекты, связанные с проникновением жидкости в массив. Выдвигается модель разгрузки предельно напряженного пласта, при которой трещинообразование зависит не от давления воды, а от горного давления, превышающего предел прочности увлажненного угля. Рассмотрено влияние глубины герметизации, и длины фильтрующей части скважины, которые радикально меняют результат гидрообработки. Исходя из практических наблюдений утверждается, что глубина герметизации сильнее влияет на процесс, чем длина фильтрующей части скважины.

У наведеній статі розглядається відповідність практичним спостереженням загальноприйнятих уявлень про розвантаження пласта при його гідророзпушуванні за рахунок розвитку тріщин від тиску води (гідросилового розвантаження). Розглядаючи існуючі матеріали з цієї точки зору, ми стикаємось з проблемою утворення тріщин з великим незворотним розкриттям при тисках нагнітання, менших мінімальної компоненти гірського тиску, що не може пояснюватися існуючими уявленнями про розвиток тріщин. Обґрунтовано передбачається, що причиною розвантаження масиву від тиску вмішуючих порід, при гідророзпушуванні є не розвиток тріщин під тиском нагнітання, а інші ефекти, пов'язані з проникненням рідини в масив. Висувається модель розвантаження гранично напруженого пласта, при якій утворення тріщин залежить не від тиску води, а від гірського тиску, що перевищує межу міцності зволоженого вугілля. Розглянуто вплив глибини герметизації, та довжини фільтруючої частини свердловини, які радикально змінюють результат гідрообробки. Виходячи з практичних спостережень стверджується, що глибина герметизації сильніше впливає на процес, ніж довжина фільтруючої частини свердловини.

This article analyzes correspondence between practical observations and generally accepted conception on the seam unloading during the hydraulic breaking through the crack propagation caused by the water pressure (water-power unloading). By considering the existing materials from this point of view, we face a problem of crack formation with a large irreversible opening under discharge pressures, which are less than minimum component of the rock pressure. This fact cannot be explained by existing conception on crack propagation. So, we can reasonably assume that reason of the rock unloading due to the surrounding rock pressure during the hydraulic breaking is not the crack propagation under discharge pressure, and that other effects may exist which could be associated with liquid penetration into the rocks. The article presents a model of unloading of ultimately stressed coal seam at which crack formation does not depend on water pressure and depends on rock pressure which exceeds ultimate strength of the wetted coal. The effect of the sealing depth and length of the filter portion of borehole are considered, which radically change result of the hydraulic treatment. On the basis of practical observations, it is stated that sealing depth has greater influence on the process than length of filter portion of the borehole.