Способ подземной газификации угля

760 А 1 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) .ЬЖ. 295 1)5 Е 21 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬС АВТОРСКО за. Бурят вертикальные дутьевые и газоотводящие скважины (С). Соединяют их каналами по пласту угля, Вокруг приемного конца газоотводящей С в интервале пласта угля формируют полость. Размеры последней принимают, исходя из условия сохранения ее устойчивости до подхода к ней огневого забоя, Располагают приемное отверстие канала газоотводящей С ниже кровли сформированной полости. Осуществляют розжиг с формированием огневого забоя, В дутьевые С подают дутье с обеспечением перемещения фронта огневого забоя в направлении от дутьевых к гаэоотводящсй С, Газообразные продукты газификации отводят на поверхность. Часть отводимого газа охлаждают и подают обратно в полость.Расход отводимого газа периодически уве-личивают до значения, превышающего суммарный расход подачи дутья и подаваемого в полость охлажденного газа. 2 ил,одст- лесония - и засчет го гая к производствуердых углесодерое дутье нагнетают в зону транспорта гоячего генараторного газа, образующегосяри взаимодействии топлива с азотнокислоодным дутьем. Недост точная эфф ность прод Извест фикации тикальны скважин, с угля, форм дутья в дут перемеще лении от дГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Дальневосточный политехнический иститут им, В.В, Куйбышева(56) Авторское свидетельство СССРМ 925094, кл. С 10 3 5/00, 1982,Авторское свидетельство СССРМ 1006477, кл. С 10,3 5/00, 1983.(54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ(57) Изобретение относится к произвву генераторного газа из твердых угдержащих веществ, Цель изобретеснижение эксплуатационных затратгрязнения окружающей среды эауменьщения загрязненности отводимо Изобретение относитсгенераторного газа из твжащих веществ.Известен способ подземной газификации угля, включающий бурение скважин,.создание каналов газификации, розжиг топлива, нагнетание в каналы газификации через скважины азотнокислородного или пароазотнокислородного дутья и восстанавливаемого дутья и отвод продуктов газификации через зону транспорта горячего генераторного газа из скважины на поверхность, При этом нагнетание азотнокислородного или пароазотнокислородного и восстанавливаемого дутья осуществляют одновременно, при этом восстанавливаеаток этого решения - недоста- СЭ ективность способа и загрязненуктов газификации.евай ен также способ подземной гаэиугля, включающий бурение верх дутьевых и гаэоотводящих оединение их каналами по пласту ирование огневого забоя, подачу ьевые скважины с обеспечением ния фронта последнего в направутьевых к газоотводящей скважине и отвод газа на поверхность через канал газоотводя щей скважине.Недостаток этого технического решения - высокие эксплуатационные затраты и загрязнение окружающей среды из-за высокого содержания загрязняющих примесей в отводимом газе,Цель изобретения - снижение эксплуатационных затрат и загрязнения окружающей среды за счет уменьшения загрязненности отводимого газа,Для достижения поставленной цели в способе подземной газификации угля, включающем бурение вертикальных дутьевых и гаэоотводящих скважин, соединение их каналами по пласту угля, формирование огневого забоя, подачу дутья в дутьевые скважины с обеспечением перемещения фронта последнего в направлении отдутьевых к газоотводя щей скважине, вокруг газо- отводящей скважины в интервале пласта угля формируют полость, размеры которой принимают, исходя из условия сохранения ее устойчивости до подхода к ней огневого забоя, и располагают приемное отверстие, отводного канала ниже кровли сформированной полости, причем в процессе газификации часть отводимого на поверхность газа охлаждают и подают обратно в указанную полость, а расход отводимого газа периодически увеличивают до значения, превышающего суммарный расход подачи дутья и подаваемого в полость охлажденного газа.Оценивая существенность признаков, характеризующих заявленное решение, можно отметить, что неизвестны решения, в которых сходные признаки решают сходные функциональные задачи.На фиг,1 схематически показан вид в плоскости пласта; на фиг,2 - разрез по ряду газоотводящих скважин,На чертежах показаны ряды дутьевых 1 и газоотводящих 2 скважин газогенераторов, огневой забой 3, приемные полости 4 газоотводящих скважин 4, горизонтальные скважины 5, обеспечивающие связь дутьевых скважин 1 и газоотводящих скважин 2 в рядах. Кроме этого, на чертежах показаны котел-утилизатор 6, канал 7 подачи холодного газа, канал 8 отвода газа, дымосос 9.Способ осуществляется в следующем порядке.В пределах участка пласта, подлежащего газификации, бурят систему вертикальных скважин, содержащую ряды дутьевых 1 и газоотводящих 2 скважин, располагаемые поочередно, начиная с ряда дутьевых 1 скважин, а затем ряда газоотводящих 2 скважин, дутьевой ряд и т,д. (отработку за 5 10 35 ды, а затем осуществляют проработку, например огневую, этих каналов,Таким образом, после выполнения этихрпераций образуется единая гидравличе ская система, включающая ряды газоподаю 45 50 55 15 20 25 30 пасов участка ведут последовательно, подвигая огневой забой 3 от одного конца рядов скважин к другому). Из каждой крайней в ряду скважины 1 бурят горизонтальные скважины 5 в сторону соседней скважины 1 и скважины 5 в сторону соседних скважин 2 (рядов газоотводящих скважин),Из каждой крайней в ряду скважины 2 бурят горизонтальные скважины 5 в сторону соседней скважины 2 ряда и скважины 5 в обе стороны навстречу горизонтальным скважинам 5, буримым из крайних скважин 1,Длину скважин 5 принимают из условия равенства их длины половине расстояния между рядами скважин 1 и 2,Число газоотводящих скважин 2 в ряду и расстояние между этими скважинами определяется возможностями буровых установок, обеспечивающих бурение горизонтальных скважин. Число этих скважин должно быть минимальным, Так, если это возможно, бурят только одну горизонтальную скважину на всю длину газогенератора, при этом в ряду будет только две газоотводящие скважины 2 (одна в начале ряда, используется для формирования огневого забоя 3 (газификационного канала) между этой скважиной 2 и скважиной 1 газоподающего ряда).Затем сбивают друг с другом забои горизонтальных скважин 5 и сбивают с горизонтальной скважиной 5 соответствующие вертикальные скважины 1, для чего вводят в забои скважины 5 и скважин 1 заряды взрывчатого вещества, взрывают эти зарящих скважин 1, связанных с горизонтальной подводящей скважиной: газификационный канал (включающий горизонтальные скважины 5, связывающие скважину 1 со скважиной 2 и скважину 2 со скважиной 1 другого ряда газовыводящих скважин) - горизонтальная скважина 5 - газовыводящая скважина 2.У приемного конца газовыводящей скважины 2 в интервале пласта формируют полость 4, диаметр которой должен быть много больше диаметра газовыводящей скважины 2.Максимально возможные размеры полости ограничиваются только соображениями ее устойчивости (полость должна сохраняться до прохода огневого забоя от одного края газогенератора до другого). Устойчивые размеры полости могут быть определены из выраженияг (0,6 0,004 осж/и усов а, (1) где г - предельный радиус полости, м;о,ж - предел прочности породы при сжатии,Па; и - запас прочности, приблизительнопринимаемый равным 3; у - объемный веспород, Нlм; а - угол падения трещин осз,лабления.Полость формируют за счет выжиганияобъема угля, прилегающего к газовыво 10дящей скважине 2 по всей ее высоте, додиаметра, определяемого из выше приводимого выражения (1).Затем оборудуют скважину 2 под выпускную: в ней размещают канал 8 отводагаза, в качестве которого используют трубу,располагаемую в скважине так, чтобы между стенками скважин и трубой-каналом 8отвода газа оставался кольцевой зазор (канал 7 подачи холодного газа). Открытый конец канала 8 располагают ниже верхнейкромки полости 4, Выходное отверстие канала 7 подачи холодного газа располагаютна одном уровне с приемным отверстиемканала 8, для чего конец трубы, образующейканал 8, снабжают юбкой, внутренний.диаметр которой равен диаметру скважины 2; адлина равна длине участка канала 8, выступающего из скважины 2, Выходное отверстие канала 8 на поверхности черездымосос связывают с котлом-утилизатором6, в котором газ охлаждается, отдавая своетепло на выработку пара. Из газового потока, прошедшего котел-утилизатор, отбирают часть охлажденного газа, которыйподают в канал 7 подачи охлажденного газа.Процесс газификации ведут следующимобразом.Розжиг угля осуществляют известнымобразом в канале газификации. Дутье подают в скважины 1, расположенные по обестороны от ряда газовыводящих скважин 2,ближайшие к газификационному каналу 3(огневому забою), далее дутье по скважинам5 попадает в газификационный канал. Газ -продукт газификации выводят через горизонтальную скважину 5 к полости 4 у концагазовыводящей скважины 2. Одновременнов полость 4 через канал 7 (зазор вокруг трубы канала 8) подают охлажденный газ- продукт газификации, Производительностьдымососа 9 регулируют таким образом, чтобы расход газа через канал 8 периодическипревышал суммарный расход газа через.газоподающие скважины 1 и канал 7.Образующееся при этом разряжение вполости 4 в совокупности с ее охлаждениемспособствует выпадению из газового потока клейких частиц смолы. В совокупности сзавихряющим эффектом струи газа, врывающейся в полость 4 через скважину 5, приводит к снижению запыленности струи газа, попадающей в скважину 2 и снижение содержания в ней смол. Частицы смолы с налипшими на них пылинками выпадают на дно полости 4, но они восполняются новыми, попадающими в полость 4 из газогенератора.П р и м е р. Газифицируется горизонтальный участок пласта мощностью 4 Ом с размерами 200 х 200 м, объемный вес угля равен 1,35 т/м, Диаметр гаэоотводящейзскважины принимают равным 300 мм, диаметр дутьевой скважины принимают равным 168 мм, Бурение скважин 1 и 2 ведут пс сетке 20 х 20 м. Из забоев скважин 1 и 2 разбуривают вышеописанным образом горизонтальные скважины 5 и 5. После сбойки скважин 5 и 5 в непрерывную линию осуществляют их огневую проработку путем перемещения очага горения навстречу нагнетательному дутью при временном использовании соответствующих вертикальных скважин рядов в качестве дутьевых и нагнетательных. Проработку полости 4 у конца газовыводящей скважины 2 (той, которая будет постоянно использоваться для выдачи газа из газогенератора) ведут направленным выжиганием прилегающего к скважине участка угля при подаче дуть. и отвода газов - продуктов газификации эрез эту же скважину, Размеры полости принимают следующими: по мощности пласта, а радиус - из выражения (1), т,е.= 0,6 Газификацию угля ведут в канале газификации, связывающем скважину 2 со скважинами 1 (соседних рядов гаэоподводящих скважин, Газ с температурой порядка 800- 900 С попадает в полость 4, где охлаждается до 250-300 С (за счет охлаждения пространства полости потоком охлажденного до 100-150 С газа и расширения объема газа из-за разряжения периодически создаваемого в полости за счет повышения производительности дымососа выше, чем достаточная для объема газа беэ роста давления газа в полости 4), Это приводит к выпадению смол из составов газа и повышению пылепоглощения полостью 4,По сравнению с известны мое решение обеспечивает вы стого газа - продукта гази исключает загрязнение окруж отходами газификации угля (см м предлагае од более чи икации, что ющей среды олами, фенолами и т.д,) и уменьшает эКсплуатационные расходы за счет упрощения очистки газа.Экономический эффект от использования предлагаемого решения будет образовываться за счет снижения затрат на очистку газа - продукта газификации на поверхности и последующую утилизацию отходов (пыль, смолы, фенолы), получаемых при отчистке газа. Денежная оценка экономического эффекта от использования предлагаемого решения может быть сделана только после его апробации, по крайней мере в обьеме промышленных испытаний. Формула изоб ретения Способ подземной газификации угля, включающий бурение вертикальных дутьевых и газоотводящих скважин, соединение их каналами по пласту угля, формирование огневого забоя, подачу дутья в дутьевые скважины с обеспечением пере(мещения фронта огневого забоя в направлении от дутьевых к газоотводящей скважине и отвод газа на поверхность через канал газоотводящей скважины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения эксплуатационных затрат и загрязнения окружающей среды за счет уменьшения загрязненности отводимого газа, вокруг газоотводящей скважины в интервале пласта угла формиру ют полость, размеры которой принимают,исходя из условия сохранения ее устойчивости до подхода к ней огневого забоя, и располагают приемное отверстие отводного канала ниже кровли сформированной поло сти, причем в процессе газификации частьотводимого на поверхность газа охлаждают и подают обратно в указанную полость, а расход отводимого газа периодически увеличивают до значения, превышающего сум марный расход подачи дутья и подаваемогов полость охлажденного газа.1710760 10 Редактор Г.Герб Корректор М,Шарош роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 каз 321ВНИИПИ Составитель Б.КондыревТехред М,Моргентал Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5