Способ определения положения огневого забоя при подземной газификации угля

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела(72) Кузнецов ВЛ; Гончаров ЕВСевастьянов Б.Н Гончарова ЛА Салтыков И.М; Голубев Ю.БДубовой ВА(73) Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОГНЕВОГО ЗАБОЯ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИ 9) ИЫ )1 212(57) Изобретение предназначено для обеспечеефя достоверности определения положения огневого забоя при подземной газификации угля. Цепь достигается за счет ионизации раскаленных газов, в результате чего образуется зона аномальной злектризацик регистрируемая на поверхности Для обеспечения надежной регистрации электризованной зоны предлагается усиливать напряженность в ней, допоааютеано ионизируя дутьевой газ .ае увеличивая напряжение на обсадных трубах дутьевой и отводной скважин 2 злф-пы, 2 ил.Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использованопри оконтуривании выгазованного пространства и картировании положения огневого забоя при подземной газификацииугля,.рюьИввестен способ определения положения дфбЮФЪО учету выработки газа в пересчеццФэ твердое топливо. Способреализуется следующим образом. После бурения и обсадки дутьевых и отводных скважин при газификации пласта замеряютобъем подаваемого воздуха и объем выработки товарного газа. Затем объем извлекаемого газа пересчитывают на твердоетопливо пласта и делят на мощность и расстояниее между дутьевой и отводной скважинами,Основным недостатком способа является его недостоверность при реализации всдвигающихся трещиноватых цородахвследствие того, что часть подаваемого воздуха и образующего газа мигрирует по трещинам во вмещающие породы, а азот,используемый при контроле потери дутья втрещинах, образуется пои вторичных реакциях с газифицирующим углем. Кроме того,с помощью этого способа невозможно определить криволинейный контур огневого забоя,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способконтроля процесса подземной газификациигорючих, который реализуется следующимобразом, В угольный пласт иэ соответствующих выработок (скважин) вводятся электроды. На поверхности также вводятся вземлю электроды. К обеим системам электродов подводится электрический ток, а одвижении этого забоя судят по изменениюэлектрического сопротивления пород,Недостатком способа являются высокаятрудоемкость и энергозатраты при бурениидополнительных скважин на газифицируемый пласт, оборудовании их электродами иподводе тока, а также низкая достоверностьвследствие того, что по способу определяется лишь нарушенная зона, а не собственнодутьевой газифицируемый канал,Целью изобретения является снижениеэнергоемкости и трудоемкости при определении положения огневого забоя,Цель достигается тем, что дутьевые иотводные скважины обсаживают металлическими колоннами, а постоянноеэлектрическое поле создают через газ газификации, заряжая колонны разнополярными зарядами. а контур забояопределяют, соединяя точки аномальныхзначений напряжений,Для увеличения надежности определения местоположения аномальных значений дутьевой газ дополнительно ионизируют перед нагнетанием в зону газификации, на пример, используя промышленныеоэонаторы или электрическую дугу, а интенсивность ионизации обеспечивают прямо пропорционально объвму закачиваемого дутья.10 Кроме того, с целью исключения влияния случайных аномалий замер напряжения по профилям осуществляют несколько раз, . меняя при этом величину заряда на обсадных колоннах дутьевой и отводной скважи ны.На фиг. 1 показана схема реализацииспособа; на фиг. 2 - схема расположения электродов на профилях.Способ реализуется следующим обра зом.На газифицируемый пласт 1 пробуривают систему дутьевых 2 и отводных 3 скважин. которые обсаживают металлическими колоннами 4 и 5 соответственно, Скважины 25 2 и 3 сбивают между собой одним из известных способов и осуществляют процесс газификации.Для определения положения огневогозабоя 6 на обсадные колонны 4 и 5 скважин 30 2 и 3 подают постоянное напряжение разных знаков, создавая электрическое поле между скважинами, которое ионизирует раскаленный до 800-1300 С газ. При этом подводящий кабель и оголовки скважин 2 и 35 3 надежно экранируют. На поверхностимежду скважинами 2 и 3 прокладывают несколько профилей, количество и длину которых выбирают, исходя из требуемой достижимой точности определения положе ния забоя (вполне достаточная, недостижимая ныне точность М равна + 5 м) и глубины газификации (длина профиля должна соответствовать утроенной глубине). При среднем расстоянии между дутьевой 2 и 45 отводной 3 скважинами 25-30 м используется 4-5 профилей.Измерения на профилях 7 осуществляют серийными приборами типа ЭКСили ИКС, с использованием неполяризую щихся электродов, например, системыВИРГ. Расстояние 5 между электродами 8 на профиле 7 принимают фиксированным (см.фиг.2). равным утроенной точности измерений(5 = 15 м). После замеров на профи лях 7 и выделения мест аномальныхзначений напряжений на плане их соединяют линией и получают контур огневого забоя. При необходимости получения более сильного электрического поля. например, при неустойчивых значениях л предполага2001258 емой аномальной зоне, подаваемый дутьевой гаэ дополнительно ионизируют, применяя промышленные озонаторы или электрическую разрядную дугу (ме показаны), Для устранения влияния случайных 5 факторов замеры проводят два или более раз, фиксированно меняя напряжения между обсадными колоннами 4 и 5 скважин 2 и 3, а результаты замеров усредняот.Например, в условиях Ангренской стан ции "Подземгаэ" способ реализовывался следующим образом.Глубина газификации пласта 120 м. Расстояние между дутьевой 2 и отводной 3 .скважинами 25 м. Скважины сбили фильтра ционной сбойкой. На обсадные колонны 4 и 5 дутьевой и отводной скважин подали постоянное напряжение 10000 В. Оголовки скважин и кабель заэкранированы. В качестве дутьевого газа использовали воздух в 20 обьеме 10000 м в час. Для определениязположения огневого забоя перпендикулярно линии, соединяющей скважины, проложили четыре параллельных профиля через 5 м, длиной 400 м каждый. Замеры по профи лям осуществляли серийным прибором ЭКС, Входное сопротивление милливольтметра составило 300 мОм, а сам прибор находился в защитном корпусе, Электроды, погруженные в насыщенный раствор 30 собственной соли (медные в растворе Со 504). помещены в пористый сосуд для устранения поляризации и установлены по профилю через 15 м в лунки глубиной 300 мм, Измеренные значения напряжений от носят к середине интервала Я и наносят на тур запоя определяют, соединяя точки аномальных значений напряжений.2. Способ по п,1. огличаюьцийся тем,что, с целью увеличения надежности определения местоположения аномальных зна 4 чений, дутьевой газ дополнительноиониэируют перед нагнетанием в зоцу газификации, например, используя промышленцыо озоцаторы или электрические дуги,а ицтенсивность ионизации обеспечиваютпрямопропорционально обьему эакачиваемого дутья.3. Способ по п,1, отличающийся тем,что, с целью повышения достоверностиспособа за счет исключения влияния слу 55 чайных аномалий, замер напряжения попрофилям осуществляют несколько раз,фиксированно меняя при этом Велиицузаряда ца обсадных колоннах дутьевой иотводной скважин,Формула изобретения 1, СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОГНЕВОГО ЗАБОЯ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ, включающий создание пЬстоянного поля между дутьевыми и отводными скважицами на газифицируемом пласте, наземное измерение электрических характеристик в процессе горения и установление местоположения огневого забоя по аномальным значениям электрических характеристик, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости и трудоемкости при повышении достоверности определения положения огневого забоя, в качестве электрических характеристик измеряют напряжения ионизированного электрическим полем газа, при этом дутьевые и отводные скважины обсаживают металлическими колоннами, постоянное электрическое поле создаот через газ газификации, заряжая, колонны раэцоименными зарядами, а конплац. Затем соединяют точки с максимальными значениями.При затухании процесса газификации це удавалось получить устойчивые аномальные значеция напряжений, Тогда в дутьевую скважину ввели озонатгп и увеличили ток в три раза (определили по падению напряжения) в газификационном канале, что обеспечило стабильные значения напряжений, эамеряемых на профиле, При завершении процесса газификации, когда интенсивность подачи дутья снизилась до3500-600 м в час, определили окончательный контур забоя с повышенной точностью 5 м. Для этого, кроме профилирования при увеличении напряжений до 100000 и 200000 В усредненные значения нанесли на план,По сравнению с прототипом предлагаемый способ обеспечивает высокую достоверность оконтуривания огневого забоя прежде всего за счет того. что удается упростить наблюдения, которые непосредственно касаются определения местоположения забоя, При этом нет необходимости оперировать эмпирически определяемыми коэффициентами, точное определение которых невозможно (например, коэффициент потерь равен 50 ). Кроме того, реализация способа позволяет определять положение криволинейного забоя и движение дутьевых потоков, что чрезвычайно важно для управления процессом газификации.2001258 едактор Л. Волкова ректор Н.Ревска Заказ 3119 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента13035. Москва, Ж. Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагар Состави ехред М ь В. КузнецМоргентал