Способ подземной переработки угля

СС 103 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСИИЯРЕСПУБЛИК 10 3 5/О 1)Е 21 С 43/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГВЙ(71) Ленинградский ордена Ленина,ордена Октябрьской Революции и орденаТрудового Красного Знамени горныйинститут им. Г.В, Плеханова(56) Авторское свидетельство СССРВ 119647, кл, Е 21 С 43/00, 1959,Авторское свидетельство СССР(прототип),(54) (57) СПОСОБ ПОДЗЕИНОЙ ПЕРЕРАБОТКИУГЛЯ, включающий вскрытие угольногопласта скважинами, создание очага горения и отвод продуктов горения,о т и и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью павыпения полноты переработки угля, производят предварительнуюподготовку угольного пласта путемдоведения общего содержания углерода до 10-607 по отношению к общемурабочему объему угольного пласта,после чего через скважины закачиваютраствор селитры в количестве О,Э 0,8 и серы в количестве О, 1 от общего содержания углерода.Изобретение относится к горномуделу и может быть использованодля подземной переработки угля.Известен способ подземной переработки угля, заключающийся в пода- %че окислителя по пробуренным до угольного пласта скважинам к огневому за-.бою. На выходе из добычной скважиныполучают горючие газы,Указанный способ характеризуется 10следующими недостатками: низкаякалорийность получаемого газа1000 ккал/м при теплотворной способности угля 8000 ккал/кг; большиетепловые потери в окружающий массив 15по данным всех станций ПГУ, КПД извлечения энергии составляет 30-403;неравномерность выгорания угольногомассива из-за сложности подводаокислителя. 20Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ подземной переработки угля, включающий вскрытие угольного пласта скважинами, создание очага горения.и отвод продуктов горения.аОднако в данном способе энергетический потенциал представлен различными носителями энергии: а) хнмичес- З 0кая энергия горючих газон, б) парвысоких параметров.При переработке теплоносителейудваиваются затраты, так как необходимо строить котельную и паротурбины. Способ характеризуется также;сложность управления процессами горения для создания критических параметров парообразования беэ затрат энергии на испарение воды; неполным сго- франнем угля вследствие сложного подвода окислителя.Цель изобретения - повышение полноты переработки угля.Поставленная цель достигается ф 5тем, что согласно способу подземнойпереработки угля, включающему вскрытие угольного пласта скважинами,создание очага горения и отвод продуктов горения, производят предварительную подготовку угольного пласта путем доведения общего содержания углерода до 10-6 ОХ по отношениюк общему рабочему объему угольногопласта, после чего через скважины 55эакачивают раствор селитры в количестве 0,3-0,8 и серы в количестве0,1 от общего содержания углерода. Способ осуществляют следующим образом.Вскрытие пласта с поверхности производится вертикальными скважина - ми. В зависимости от содержания углерода в угле, от геологических условий залегания угольных пластов, физико-химических свойств угля и т.д. выбирается один из следующих видов подготовки или их комбинация: разрыхление угольного пласта многократным закачиванием и взрыванием в нем взрывчатых веществ; частичное гидрирование угольного пласта или удаление летучих веществ путем термопереработки пласта; разупрочнение угольного пласта за счет нагнетания ;в него несвязной жидкости под высоким давлением, создание трещин гидро- разрыва, повышение проницаемости, пористости, трещиноватости, дробление угляеПосле подготовки пласта в него закачивают раствор селитры 30-807 и 107 серы За счет естественной температуры окружающих пород (например, температура пород в условиях Донбасса составляет около 100 С на глубине 3. км, где геотермический градиент г = 0,035 С/м подсушивают угольный пласт. Таким образом получают определенный состав угля, селитры и серы, способный после инициирования к самоокислению. Задавая необходимое давление газов на поверхности, подбирают определенное соотношение укаэанных ингредиентов. На забоях скважины или одной из скважин создают очаг горения. Таким образом сжигают угольный пласт, получая на выходе из добычных скважин продукты горения высокого давления, которые срабатывают свою энергию в пневмогазовых турбинах и пневмогазомоторах.П р и м е р 1, Вскрывают угольный пласт вертикальными скважинами с поверхности. Оценивают физико-химические свойства угля и процентное содержание углерода, Например, содержание углерода в пласте 907. Производят подготовку пласта до- содержания углерода 607 по отношению к вновь образовавшемуся объему за счет рыхления угольного пласта многократным закачиванием: и взрываиием взрывчатых веществ. Объем рабочего пласта увеличивается за счет образоСоставитель Н. РуденкоРедактор А.Долинич Техред И,Асталош Корректор М,Демчик Тираж 482 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 3068/30 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вания трещин, разупрочнения угольного массива и окружающих породОпределяют величину свободногопространства, которое образуетсявследствие разупрочнения угольногомассива по фильтрации воздуха илидругими методами. Для данного содержания углерода оно составляет 307.Затем по вертикальным скважинам закачивают в раэупрочненный угольныймассив селитру и серу. Селитра исера, заполняя поры, трещины, пропитывают уголь и составляют по весук углю ЗОХ селитры и 107 серы. Обработанный угольный пласт селитройс добавкой серы подсушивается засчет естественной температуры окружающих пород. В конечном. итоге получаем следующий состав ингредиентов(углерод 603, селитра ЗОХ, сера07), способных после инициирования к самоокислению. На забое из скважин создают очаг горения, например термитной шашкой. На выходе из скважины используют газы высокого давления. Указанное соотношение компонентов развивает давление на выходе из скважин до 10 МПаЭнергия высокого давления срабатывается на пневмогазомоторах для производства электроэнергии.П р и м е р 2. Вскрывают угольный пласт. вертикальными скважинами с поверхности, Оценивают физико- химические свойства угля и процентное содержание углерода. Если содержание углерода меньше чем 60 Х, например в бурых углях содержание углерода 403, то производится его подготовка. Бурые угли представляют собой рыхлые землистые массы. Олределя 5558 4, ют его пористость. Если она ниже 503, тпроизводят подготовку угольногопласта, разупрочнением его, закачивание в угольный пласт несвязнойжидкости под высоким давлением идоведением пористости до 503. Пористость определяется через раэупрочненный угольный массив по фильтрациивоздуха или других флюидов. В сво О бодное пространство, образовавшеесяв угольном пласте, закачивают селитру и серу, которые составлят по от-:.ношению к углероду, содержащемусяв угле, 507 и 1 ОХ соответственно.1 Затем подсушивается подготовленныйугжьный пласт, пропитанный селитройн серой, и производится взрыв водной из скважин. После возгоранияугольного пласта используются на щ выходе из скважины, газы высокого давления до 75 МПа при соотношении углерода 40 Х, селитры 507. и серы 403. Энергияпродуктов сгорания срабатываетсяна пневмогаэомоторах для производства электроэнергии.Применение предлагаемого способаподземной переработки угля обеспечивает но сравнению с прототипомповышение эффективностииспользования энергии угля эа счет полнойего переработки. Над отработаннымучастком угольного пласта происхо. дит обрушение горных пород и создается обширный фильтрационный селектор. Предлагаемый способ снижаетзатраты на создание, эксплуатациюскважин, так как они используютсямногократно. Кроме того, отпадаетнеобходимость в строительствекомпрессорного комплекса на поверхности.