СПОСОБ ОТСОСА ПРОДУКТОВ ПОДЗЕМНОГО СЖИГАНИЯ УГЛЯ Советский патент 1995 года по МПК E21B43/295 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам удаления продуктов сжигания при подземном горении угля, а также других горючих полезных ископаемых.

Цель изобретения интенсификация процесса отсоса за счет создания дополнительного разрежения в зоне продуктивного ствола при одновременном снижении затрат.

На фиг. 1 изображена схема способа отсоса продуктов подземного сжигания угля; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1.

Способ осуществляют путем последовательного выполнения следующих операций.

В подземный газотеплогенератор 1, отделенный от массива угля герметизированными перемычками 2 и расположенный на определенном расстоянии от воздухоподающих скважин или воздухоподающего ствола 3 и продуктивного ствола 4, через ствол 3 засасывают окислитель 5, например воздух, дымососом 6 или вихревыми потоками 7.

Газообразные продукты 8 сжигания, полученные при розжиге или при последующем установившемся процессе горения угля, направляют по тангенциальным 9 или осевым 10 выработкам, по отношению к стволу 4 ограниченным тепловыми перемычками 11, и далее в нижнюю расширенную часть 12 продуктивного ствола, основную цилиндрическую часть 4 и в верхнюю расширенную цилиндрическую его часть 13. Из расширенной части 13 продуктивного ствола через эжектор 14 продукты сгорания подают в камеру 15 высокотемпературной очистки газов и далее в теплообменный агрегат 16 и после их охлаждения и очистки выбрасывают в атмосферу через дымовую трубу 17.

В нижней расширенной части 12 продуктивного ствола 4 размещают пассивные или активные завихряющие аппараты (типа ОНА осевые направляющие аппараты серийных вентиляторов или высокоскоростные реактивные горелочные устройства типа ГВ с тангенциальным направлением выброса газов), в результате работы которых образуется вихревой поток 7 вокруг трубы 18, соединенной с выработкой 10, который и создает дополнительное разрежение в трубе 18.

При работе активных завихряющих аппаратов в верхней расширенной части 13 ствола 4 в виде высокоскоростных горелок 19 и выступающей обсадной трубы 20 образуется также вихревой поток 7, который также создает дополнительное разрежение в трубе 20.

Дополнительное разрежение в объеме верхней расширенной части 13 ствола 4 можно получить при работе высокоскоростной горелки 21 и эжектора 14, которым засасывают газообразные продукты подземного сжигания угля и направляют в камеру 15 (в данном случае высокотемпературный циклон конструкции НИИогаз).

При окружных скоростях вихревого потока до 150 м/с в расширенных частях 12 и 13 продуктивного ствола в трубах 18 и 20 возникает разрежение около 15 кПа, что превышает депрессию шахтных выработок 1,4 кПа при температуре исходных газообразных продуктов подземного сжигания угля в пределах 973 К.

Отключение дымососа и переход на отсос вихревыми аппаратами производят при достижении температуры газообразных продуктов в пределах 800-900 К и их теплосодержания до 2,5-4,5 МДж/нм³ (в стволе 4).

Качество топлива и окислителя, подаваемое к реактивным горелкам, обуславливается возможным дожиганием содержащихся в продуктах сжигания горючих компонентов.

Поддержание постоянного теплосодержания газового потока, необходимого для нормальной работы теплообменных агрегатов, производят регулированием работы горелок и процесса дожигания нуля путем подачи дополнительного горючего и окислителя к горелочным устройствам.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземном сжигании угля, а также других полезных ископаемых. Цель - интенсификация процесса отсоса за счет создания дополнительного разрежения в зоне продуктивного ствола при одновременном снижении затрат. Осуществляют подготовку подземного газогенератора 1, герметизированного перемычкой 2, путем проходки воздухоподающего ствола 3, продуктивного ствола (ПС) 4 и тангенциальных по отношению к ПС 4 подземных выработок 9. В верхней и нижней частях ПС 4 формируют расширение 12, в угольном и во вмещающих породах или на поверхности земли расширения 13, в которых монтируют аппараты для направления и закручивания потока и реактивные высоконапорные горелки. Устанавливают на поверхности дымосос (Д) 6, теплообменник 16, сообщают их с ПС 4. Производят розжиг угольного пласта. При сжигании последнего осуществляют контроль термодинамического режима горения угля. В периоды неустановившегося термодинамического процесса розжига угольного пласта отсос продуктивных газов поизводят Д 6. После стабилизации режима горения Д 6 отключают и отсос газов производят выхревыми восходящими газовыми потоками. Их формируют путем закручивания с помощью пассивных или активных завихряющих аппаратов - направляющих аппаратов серийных вентиляторов или высокоскоростных горелочных устройств. В периоды неустановившихся режимов кроме процесса розжига отсос продуктивных газов осуществляют Д 6 и пульсирующей эжекцией, создаваемой высокоскоростными газовыми горелками. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. СПОСОБ ОТСОСА ПРОДУКТОВ ПОДЗЕМНОГО СЖИГАНИЯ УГЛЯ, включающий установку на поверхности земли дымососа и теплообменника, сообщенных с продуктивным стволом подземного газотеплогенератора, предварительное охлаждение, очистку в теплообменнике и отсос дымососом продуктивных газов сжигания угля и управление процессом отсоса, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса отсоса за счет создания дополнительного разряжения в зоне продуктивного ствола при одновременном снижении затрат, при сжигании производят контроль термодинамического режима горения угля, отсос продуктивных газов дымососом производят в периоды неустановившегося термодинамического процесса розжига угольного пласта, после стабилизации термодинамического режима дымосос отключают и отсос газов производят вихревым выходящим газовым потоком, который формируют путем закручивания последнего в верхней и нижней зонах продуктивного ствола, при этом в указанных зонах вокруг ствола и угле формируют расширение. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что управление процессом отсоса в периоды неустановившегося термодинамического процесса, кроме процессов розжига, угольного пласта производят путем совместного отсоса дымососом и пульсирующей эжекцией высокоскоростными газовыми горелками, которые устанавливают в верхней части продуктивного ствола, при этом производят регулирование скоростей газового потока отсоса дымососом и пульсирующей эжекции.