Способ подземной газификации угля

(19) 1 94 Н 4 С 10 Л 5/00 эифика ют послежащегоижения ть слоения е ) и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт использования газа внародном хозяйстве и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов(72) И,С.Гаркуша, В,Н.Казак и В.К.Кап.ралов(54)(57) 1. СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ, включающий вскрытие угольного пласта скважинами, их сбойку, образование в пределах угольногопласта каналов газификации и газификацию угля путем подачи в одну иэсбитых скважин дутья и вывода газа из другой скважины, о т л и ч а ю щ ийс я тем,что, с целью предотвращения прорыва дутья и газа на поверхностьпри газификации пластов большой мощности, газификацию пласта осуществляют параллельными напластованию слоями в направлении сверху вниз, приэтом каналы газификации проводят в каждом из укаэанных слоев, цию нижележащего слоя начин окончания газификации вышел слоя и полного затухания сд земной поверхности, а мощно определяют исходя иэ соотно где ш " мощность газифицируемогослоя, м, Н - мощность покрывающих угольный пласт пород, м, и - коэффициент, характеризующий свойства пбкрывающих пород 19 и определяющий возможность развития трещин от выгазованного пространства до поверхности. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что каналы газификации смежных слоев располагают со смещением в горизонтальной плоскости Щ относительно друг друга.(,Д3. Способ по пп.1 и 2, о т л и- ( ч а ю щ и й с я тем, что выгазованное пространство верхнего слоя уголь- . р ного пласта заполняют закладкой путем подачи последней через скажины.Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при подземной газификации мощных каменноугольных и буроугольных пластов с различными углами падения.Известен способ подземной газификации угля, включающий вскрытие угольного пласта скважинами, их сбойку путем проведения гидроразрыва пласта, проработку сбоечного канала и газификацию угля путем ввода в канал дутья и вывода образующегося газа.Известен также способ подземной газификации угля, включающий вскрытие 5 угольного пласта скважинами, их сбой" ку, образование в пределах угольного пласта каналов газификации и газификацию угля путем подачи в одну из сбитых скважин дутья и вывода газа 2 О из другой скважины.Технология подземной газификации углей по известным способам предусматривает выгазовывание угольного пласта одновременно на его полную 25 мощность. Однако при выгазовывании пласта одновременно на полную мощность на месторождениях с небольшим отношением между мощностью покрывающих пород и мощностью выгазовываемо О га пласта в процессе деформации и сдвижения толщи пород развиваются трещины разрыва до земной поверхности, через которые происходит прорыв газа и дутья.Целью изобретения является пре 35 дотвращение прорыва дутья и газа на поверхность при газификации пластов большой мощности.Поставленная цель достигается тем, что газификацию пласта осуществляют параллельными напластованию слоями в направлении сверху вниз; при этом каналы газификации проводят в каждом из указанных слоев, газификацию ни- жележащего слоя начинают после окончания газификации вышележащего слоя и полного затухания сдвижения земной повер"ности, а мощность слоя определяют исходя из соотношения5 ОНши где ш - мощность газифицируемого слоя, м,П - мощность покрывающих угольно 55 пласт пород, м,и - коэффициент, характеризующий свойства покрывающих породи определяющий возможностьразвития трещин от выгазо"ванного пространства доповерхности,При этом каналы газификации смежных слоев располагают со смещениемв горизонтальной плоскости относительно друг друга.Кроме того, выгазованное пространство верхнего слоя угольного пласта заполняют закладкой путем подачипоследней через скважины,На фиг.1 изображен угольный пласт,вертикальный разрез, подготовленныйк газификации первого слся нафиг,2 - расположение технологическихскважин на участке подземной газификации, план, на фиг.3 - угольныйпласт, подготовленный к газификациивторого слоя, вертикальный разрез.Способ осуществляют следущимобразом.Угольный пласт 1 вскрывают наклонно-горизонтальными скважинами 2 сгоризонтальной частью 3 и вертикальными скважинами 4 и 5. Горизонтальную часть 3 скважины 2 располагаютв пределах первого слоя 6 угольногопласта, мощность которого определяют исходя из соотношенияНш (- -иНаклонную часть скважин 2 бурят за границей зоны сдвижения налегающих пород 7.Количество вертикальных скважин 4 определяется размером отрабатываемого участка.Вертикальные скважины 4 сбивают с горизонтальными частями 3 скважин 2 путем гидроразрыва или огневой сбойки,Затем создают первоначальные реакционные каналы газификации. При этом последовательно или одновременно подают дутье в наклонно-горизонтальные скважины 2 с отводом газа через наиболее удаленные от скважин 2 сква" жины 4 розжигового ряда 8.При выполнении этого режима осуществляется роэжиг и проработка реакционных каналов газификации до кондукторов.Вертикальные скважины 4 сбивают с горизонтальными участками 3 скважин 2 гидроразрывом или огневой сбойкой. Отвод газа производится по скважине 4925094и кусту гаэоотволящих скважин 5, сбитых со скважиной 4.Розжиг подземного газогенератора осуществляется следующим образом, В центральной скважине 4 ряда 8 производят зажигание угольного пласта любым известным способом при од, новременной подаче дутья в остальные скважины 4. Отвод газа осуществляет ся через центральную скважину 4 ряда 8.При достижении очага горения смежных скважин 4 ряда 8 прекращают подачу дутья в скважийы, смеженные с центральной, с одновременным включением дутья в крайние скважины 4 ряда 8, отвод газа осуществляется через остальные скважины 4 ряда 8. При перемещении очага горения к крайним сква жинам 4 ряда 8 осуществляют огневую проработку розжигового канала на всем его протяжении и создание гидравлической связи между вьппеуказанным каналом и всеми наклонно-горизонталь б ными скважинами 2.Для создания первоначальных реакционных каналов газификации Одновременно (либо последовательно) подают дутье в наклонно-горизонталь ные скважины с отводом газа через скважины 4 розжигового ряда 8.При выполнении этого режима осуществляется розжиг и проработка реакционных каналов газификации до кондукторов наклонных скважин 3, а также огневая сбойка вертикальных скважин 5 на канал смежной наклонной. скважины 2. Таким образом, розжигом, огневой проработкой всех ка налов, пройденных по пласту угля, создается полная гидравлическая связь между вертикальными и наклонно-горизонтальными скважинами подземного газогенератора, после чего 4 начинается собственно процесс газификации угольного пласта 1. В период розжига угольного пласта и огневой проработки реакционных каналов применяется воздушное дутье либо обогащенный щЮ кислородом воздух различного давле- ния н зависимости от глубины залегания угольного пласта 1 и его физико-химических свойств.Газификацию угольного пласта 1 осуществляют в отдельных участках реакционного канала, заключенного между вертикальными скважинами 4 в направлении от скважин 4 роэжигового ряда 8 к наклонной части скважин 2. При этом дутье подают в скважины 4, а выход газа осуществляют через вертикальные скважины 5 и ближайшую к ним скважину 2 с первичным охлаждением газа с температурой 500-600 С до 200 С путем его орошения водой на забое гаэоотводящих скважин 5 и 4,После окончания сдвижения налегающих горных пород 7 в выгазованное пространство 9 верхнего слоя 6 подают через скважины гидравлическую закладку. Для закладки используют лесовидные суглинки, залегающие на поверхности месторождения, либо породы из отвалов. Смесительная установка сооружается вблизи газогенератора, суглинки или другие породы размывают с помощью монитора струей воды под давлением.После закладки выгаэованного пространства верхнего слоя б производят подготовку и газификацию второго слоя 10 аналогично расположению скважин в верхнем слое 6, при этом каналы 11 второго слоя 10 располагают в плане со смещением их в горизонтальной плоскости относительно аналогичных каналов верхнего слоя б. Газификацию угля в слое 10 производят аналогично вьппеописанному. Таким образом, газификацию всего угольного пласта 1 производят слоями в направлении сверху вниз.Предложенный способ позволяет производить газификацию мощных угольных пластов с предотвращением опасности прорыва дутья и газа на поверхность через трещины налегающих пород.925094 авчу Редактор Н.Сильнягин орректор В.Бутяга хРеН аказ 43 л, Проектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие о Тираж 464 ВНИИПИ Государственно по делам иэобретени 113035, Москва, Ж, РаПодписнокомитета СССРи открытийская наб., д, 4/5