Викид корисних копалин
Ви́кид ко́рисних копа́лин — раптовий самочинний витік зі свердловини нафти і (або) газу в процесі буріння; самочинне миттєве руйнування частини гірського масиву біля вибою гірничої виробки, що супроводжується викидом твердої корисної копалини або бокової породи та інтенсивним виділенням газу (метану).
Зміст
Викид нафти і газу
Характеристика
У процесі викиду відбувається піднімання над поверхнею сильного струменя, фонтану нафти (див. Нафтовий фонтан), газу, води тощо, спричинене тиском. Фонтан викидається на поверхню зі свердловини під природним тиском пластів (аварійне фонтанування) або керовано піднімається на поверхню (фонтанний спосіб експлуатації свердловини). Може мати місце піднімання (ліфтинг) води (нафти) на поверхню за рахунок початкового підвищення температури рідини штучним способом у свердловині (термоліфт). Викид нафти і газу відбувається в процесі буріння після виникнення позитивної різниці між тиском у нафтогазовому пласті, розкритому свердловиною, і тиском стовпа бурового розчину у свердловині на рівні цього пласта. Часто починається з нафтогазопрояву, який швидко переходить у відкрите (в атмосферу) або закрите (трубопроводами у запасні ємності) фонтанування.
Причини викиду:
- непередбачене поглинання бурового розчину в породах;
- насичення бурового розчину у свердловині газом, що надходить з пластів і знижує густину розчину;
- зниження або підвищення гідродинамічного тиску на вибої, який утворює буровий розчин у разі великої швидкості опускання або піднімання бурильного інструменту (так званий поршневий ефект);
- несвоєчасне доливання бурового розчину в свердловину під час піднімання бурильних труб;
- недотримання вимог технологічного режиму буріння, густини і рецептури бурового розчину.
Найпоширенішим джерелом викиду є зони замкнених об’ємів порід (особливо глинистих) з аномально високим пластовим або поровим тисками. Один із найбільш тяжких за наслідками газонафтових викидів (дебіт нафти 3 200–4 700 м3/доб, газу до 0,8 млн м3/доб) стався на морській буровій «1-Джерело» у Мексиці (червень 1979 — березень 1980), що спричинив руйнування гирла свердловини, пожежу, забруднення нафтою великої ділянки морської поверхні та узбережжя Мексики, США. Підводний викид нафти і газу 2010 на нафтовій платформі «Глибокий горизонт» у Мексиканській затоці спричинив глобальні зміни в регіоні і в разі його продовження міг змінити параметри Гольфстріму, тобто глобально вплинути на клімат планети. Розлив нафти тривав 152 дні (20.04–19.09.2010). За цей час зі свердловини в Мексиканську затоку витекло близько 5 млн барелів нафти.
В Україні найбільший нафтогазовий викид стався 13.06.1908 на свердловині «Ойл-Сіті» в м. Бориславі (тепер Львівської області): дебіт нафти бл. 3 000 т/добу, результатом цього викиду стало забруднення басейну р. Дністер, 21-денна пожежа.
Заходи безпеки
У 1930-х створено спеціалізовані служби для ліквідації відкритого фонтанування у США, Азербайджані та Грозненському нафтовому регіоні, у 1960-х — у Канаді, Україні, у 1980-х — у Румунії, Китаї та інших.
Спеціалізована аварійно-рятувальна (газорятувальна) служба «ЛІКВО» АТ «Укргазвидобування» є правонаступницею української воєнізованої частини з попередження виникнення та ліквідації відкритих нафтових і газових фонтанів (утворена у грудні 1971). Спеціалісти служби тривалий час забезпечували фонтанну безпеку на всій європейській території СРСР. Під керівництвом та за участі українських фахівців ліквідовано понад 100 відкритих нафтових і газових фонтанів, проведено понад 200 складних аварійно-рятувальних робіт на свердловинах. Створено повний комплекс обладнання для ліквідації відкритих фонтанів, який використано для укомплектування технічного парку газовидобувних підприємств низки країн, зокрема Казахстану, Узбекистану, РФ, Туркменістану, В’єтнаму, Польщі.
Раптовий викид корисних копалин
Існує декілька пояснень механізму раптового викиду, які відрізняються оцінкою участі газу, напружено-деформованого стану масиву, а також фізико-механічних та фізико-хімічних властивостей корисної копалини або породи. Зі збільшенням глибини розробки зростають частота і сила раптового викиду.
Раптовий викид вугілля та газу
Трапляються переважно на глибині понад 250 м на пластах потужністю 0,5–2,5 м; тривалість — до декількох секунд.
Перед раптовим викидом спостерігаються:
- значне підвищення акустичної або сейсмоакустичної активності масиву;
- затримка віджиму пласта і зближення бічних порід попереду вибою;
- лущення та «стріляння» порід на поверхні виробки (як правило, супроводжує гірничий удар);
- збільшення інтенсивності газовиділення і виходу штибу у процесі буріння шпурів;
- розділення вибурених кернів на диски опукло-увігнутої форми.
Відомі раптові викиди інтенсивністю від декількох десятків до декількох тисяч тонн. Раптові викиди інтенсивністю 5–50 т складають бл. 65–70 % випадків. Кількість викинутого газу найчастіше складає декілька десятків кубічних метрів. Перший раптовий викид вугілля і газу зареєстровано 1834 у Франції на шахті «Ісаак» у басейні р. Луари.
На території України перший раптовий викид вугілля і газу відмічено 1906 на шахті «Нова Смолянка» (Донецький вугільний басейн). Найбільший із відомих раптових викидів стався 1968 в Україні на Донбасі (шахта імені Ю. Гагаріна) — 14 тисяч т викинутої маси вугілля і бл. 600 тисяч м3 метану.
Раптовий викид породи і газу
Це лавиноподібний процес руйнування породного масиву з виносом і переміщенням породи по виробці потоком газу, що виділяється. Розвиток явища визначають гірничий тиск та фізико-механічні властивості газоносних порід. Відбуваються переважно на глибині понад 400 м.
Умови виникнення:
- газонасичені високопористі пісковики;
- проведення виробок буропідривним способом;
- геологічні порушення.
Попереджувальні ознаки:
- ділення керна на опукло-увігнуті диски;
- збільшення коефіцієнта використання шпурів і ступеня дроблення корисних копалин у попередніх циклах проведення вибухових робіт.
Заходи убезпечення від раптових викидів
Розроблено комплекс заходів щодо прогнозу раптових викидів. Розрізняють регіональний, локальний і поточний прогнози.
Основні заходи щодо забезпечення безпечної та ефективної розробки вугільних пластів, небезпечних щодо раптових викидів:
- випереджувальна відробка захисних пластів;
- профілактична дегазація вугільного масиву;
- зволоження нагнітанням води в пласт;
- стовпова система розробки;
- щитова, стругова і комбайнова вузькозахопна виїмки вугілля;
- комбайнове проведення підготовчих виробок;
- повне обвалення на пологих пластах і повне закладання на крутих;
- гідровіджим вугілля;
- гідровимивання випереджальних порожнин і щілин;
- буріння випереджальних свердловин;
- камуфлетне висадження (не викликає залишкових деформацій поверхні);
- утворення розвантажувальних щілин;
- застосування випереджувального кріплення.
Додатково
До 1979 на шахті «Юнком» (м. Єнакієве Донецької області) мала місце максимальна в Центральному Донбасі частота раптових викидів вугілля і газу та викидів породи і газу, що було пов’язано зі станом порід, обумовленим впливом Юнкомівського Північного, Брунвальдського та інших насувів (42 % пластів, що розроблялися на шахті «Юнком» перебували в зоні тектонічних порушень).
Із метою зниження напруження в гірничому масиві, що мало зменшити ймовірність раптових викидів і підвищити безпеку відпрацювання вугільних пластів, здійснено підземний ядерний вибух (об’єкт «Кліваж») потужністю 0,2–0,3 Кт тротилового еквіваленту. Після здійснення вибуху відзначено зниження частоти викидів вугілля та породи.
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / За ред. В. С. Білецького. Донецьк : Східний видавничий дім, 2004–2013.
- Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу : в 2 т. Київ : Міжнародна економічна фундація, 2004. Т. 1. 551 с.
- Білецький В. С., Орловський В. М., Дмитренко В. І. та ін. Основи нафтогазової справи. Полтава : Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка» ; Київ : Халіков Р. Х., 2017. 312 с.
- Shi X., Song D., Qian Z. Classification of Coal Seam Outburst Hazards and Evaluation of the Importance of Influencing Factors // Open Geosciences. 2017. № 9 (1). P. 295–301.
Автор ВУЕ
Покликання на цю статтю: Білецький В. С. Викид корисних копалин // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Викид корисних копалин (дата звернення: 7.05.2024).
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 26.04.2024
Важливо!
Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.
Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.
Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.
Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів
Офіс Президента України
Верховна Рада України
Кабінет Міністрів України
Служба безпеки України
Міністерство оборони України
Міністерство внутрішніх справ України
