Для підвищення енергетичної беїпски України безальтернативним є збільшен- ня власного вуглевидобутку. Комплексне освоєння власних газовугільних родовищ дає потужний поштовх розвитку національної економіки і оперативно вирішує низку еко-логічних і соціальних проблем на державному рівні. У монографії цю актуальну науково-технічну проблему вирішено на основі швидкісної потокової технології буріння, яка має беззаперечні переваги перед іншими інноваційними проектами, оскільки сприяє імпорто-заміщенню енергоресурсів власними запасами газу-метану, окуповується протягом року, забезпечує нові робочі місця, має велике значення для створення перспектив рентабельного збільшення видобутку вугілля і підтримання належного рівня безпеки підземних робіт. Для інженерно-технічних і наукових працівників вугільної та нафтової і газової галузей промисловості, а також студентів і аспірантів гірничих спеціальностей вищих навчальних закладів. ПЕРЕДМОВА 7 1. ГЕОХІМІЧНІ І ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ОСНОВИ СИНТЕЗУ І ГЕНЕЗИСУ ПРИРОДНИХ ВУГЛЕВОДНІВ У ЛІТОСФЕРІ ЗЕМЛІ 13 1.1. Теорії генезису природних вуглеводнів 13 1.2. Нова теорія синтезу і генезису природних вуглеводнів 15 1.3. Нова ймовірна модель вуглеводнегенезу 20 1.4. Надра Землі - природний фізико-хімічний реактор процесів мінерало- та вуглеводнегенезу 23 1.5. Генезис метану газовугільних родовищ і фізико-хімічпа модель формування газовугільних пластів 26 Висновки 40 2. НАУКОВО-ТЕХНІЧНІ ПЕРЕДУМОВИ ВПРОВАДЖЕННЯ ІННОВАЦІЙНИХ ГЕОТЕХНОЛОГІЙ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЄННЯ ГАЗОВУГІЛЬНИХ РОДОВИЩ УКРАЇНИ 42 2.1. Закономірності формування і розподілу вуглеводнів у кам'яновугільних басейнах України 42 2.1.1. Матеріали до геологічної будови газовугільних родовищ Донецького і Львівсько-Волинського кам'яновугільних басейнів 42 2.1.2. Кількісний баланс газів, що утворюються в процесі вуглефікації органічної речовини 53 2.1.3. Газогенераційний потенціал вуглепородних масивів кам'яновугільних басейнів України 57 2.1.4. Вплив геологічних чинників на газоносність вугільних пластів і порід 59 2.2. Фільтраційні процеси і міграція метану у вуглепородпому масиві 71 2.2.1. Термобаричні і фізико-хімічні параметри палсоміграційних процесів та їхнє відображення у сучасній газовій зональності кам'яновугільних басейнів України 71 2.2.2. Флюїдопровідні розломні зони як показник міграційних процесів у вуглепородних масивах 80 2.2.3. Передбачення внеску летких компонентів у посилення викидо- вих явищ 83 2.3. Основа геотехнологій видобутку метану- активний вплив па етап гір ничого масиву методом швидкісного буріння свердловий 91 2.3.1. Метан газовугільних родовищ - самостійна корисна копалина, альтернативне джерело вуглеводневої сировини як традиційного, так і нетрадиційного типів 91 2.3.2. Прогнозування та використання зміни складових потенціальної енергії гірничого масиву при швидкісному бурінні свердловин ............................................................................. 100 Висновки 107 3. АНАЛІТИЧНІ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ БУРИЛЬНОГО ІНСТРУМЕНТУ 110 3.1. Стійкість і форми умовної рівноваги бурильної колони при роторному бурінні 110 3.1.1. Формулювання та розв'язок загальної задачі стійкості бурильної колони 111 3.1.2. Про просторові рівноважні форми бурильної колони 115 3.1.3. Теоретичні основи вивчення взаємодії бурильної колони зі стінкою свердловини довільного профілю 116 3.2. Поздовжні та крутильні коливання бурильної колони при поглибленні свердловин роторним способом 117 3.2.1. Математична модель поздовжніх коливань 118 3.2.2. Визначення статичних і динамічних характеристик компонування при поздовжніх коливаннях 121 3.2.3. Математична модель вимушених крутильних коливань бурильної колони 122 3.2.4. Характеристики відносного та переносного рухів компонування 125 3.2.5. Аналіз аналітичних розрахунків та результатів віброметри верху бурильної колони 126 3.3. Поперечні коливання та динамічна стійкість бурильної колони 130 3.3.1. Математична модель та динамічні характеристики вимушених поперечних коливань бурильної колони 130 3.3.2. Динамічна стійкість низу бурильної колони 133 3.4. Буровий стенд, методики проведення та обробки результатів експериментальних досліджень 136 3.4.1. Буровий стенд і пристрої зміни жорсткості та демпфування бурильного інструменту 136 3.4.2. Методики проведення та обробки результатів експериментальних досліджень 141 3.5. Результати стендових експериментальних досліджень процесу буріння 144 3.5.1. Вплив параметрів бурильного інструменту на механічну швидкість поглиблення свердловини 144 3.5.2. Вплив жорсткості та демпфування бурильного інструменту на середнє значення обертового моменту на долоті 150 3.5.3. Вплив параметрів бурильного інструменту на енергоємність процесу руйнування гірських порід 157 3.5.4. Математичні моделі механічної швидкості, моментоємності та енергоємності процесу руйнування гірських порід 160 3.6. Промислові дослідження впливу параметрів бурильного інструменту на ефективність роботи шарошкових доліт 170 3.6.1. Зміна динамічного режиму роботи бурильної колони шляхом підбору параметрів компонування 170 3.6.2. Удосконалення технології відробки шарошкових доліт з урахуванням динамічної стійкості КНБК 171 3.6.3. Адаптація результатів стендових досліджень до промислових умов 175 Висновки 177 4. РОЗРОБКА ІННОВАЦІЙНИХ 1 ТЕХНОЛОГІЧНИХ РІШЕНЬ, ЩО ЗАБЕЗПЕЧУЮТЬ ШВИДКІСНЕ БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН 180 4.1. Концепція впровадження нових технологій швидкісного буріння при комплексному освоєнні родовищ корисних копалин 180 4.2. Вплив характеристик і можливостей сучасного бурового обладнання па швидкість спорудження свердловин 181 4.3. Результати оцінки впливу облаштування комплексу для буріння свердловин з поверхні на швидкість спорудження свердловин 186 4.4. Обгрунтування, розробка і впровадження нових ефективних технологій потокового швидкісного буріння свердловин 187 4.5. Забезпечення екологічної безпеки при швидкісному бурінні свердловин 202 Висновки 205 5. ОПТИМАЛЬНЕ ПРОЕКТУВАННЯ ПЛАНУ ГІРНИЧИХ РОБІТ І ВІДПРАЦЮВАННЯ ВИСОКОНАВАНТАЖЕНИХ ЛАВ НА ОСНОВІ СУПУТНЬОЇ ТЕХНОЛОГІЇ ОСВОЄННЯ МЕТАНОВУПЛЬНИХ РОДОВИЩ 208 5.1. Основи технології супутньої дегазації у гірничому виробництві 208 5.1.1. Фактори та їх вплив на розробку оптимізовапої системи супутньої дегазації в ув'язці з планом ведення гірничих робіт 209 5.1.2. Залежність ефективності дегазації від схеми розміщення свердловин, їх конструкції, глибини, проекції, часу спорудження та підробки 210 5.2. Розробка плану гірничих робіт з урахуванням часу спорудження свердловий 213 5.2.1. Оптимізоваиа схема розташування дегазаційних свердловин на поверхні (па прикладі шахтоуправління "Покровське") 213 5.2.2. Досвід проведення дегазаційних робіт (на прикладі виїмкових полів 1-ї та 2-ї південних лав блоку № 10) 214 5.2.3. Досвід застосування підземної дегазації. Комплексування методів 220 5.2.4. Перспективи комплексного освоєння газовугільних родовищ. Аналіз сучасних інноваційних технологій дегазації 221 Висновки 225