ПОДЗЕМНЫЙ ГАЗОГЕНЕРАТОР Советский патент 1964 года по МПК E21B43/295 C10B57/00 

Известны подземные газогенераторы бесшахтного типа, состоящие из наклонных или вертикальных технологических скважин, забои которых расположены по прямоугольной сетке. Однако при таком расположении можно выгазовать только полосу угля определенной ширины (практически не более 8-10 м с каждой стороны от оси). Это ограничивает возможности укрупнения сетки скважин, так как в противном случае возрастают потери угля по площади от недогазования. Кроме того, в известных газогенераторах трудно регулировать направленность сбоечных каналов.

Отличие предлагаемого подземного газогенератора от известных заключается в том, что технологические скважины в рядах, вытянутых в направлении продвижения огневого забоя, размещают таким образом, чтобы смежные сбоечные каналы между тремя соседними скважинами в ряду располагались не на одной линии, как при прямоугольной сетке (фиг. 1), а под углом друг к другу (фиг. 2).

Составляющие угол а значения углов ai и 2; расстояния между скважинами L и La, расстояния между ближайщими скважинами соседних рядов L определяются горногеологической и структурной характеристикой угольного пласта, а также требованиями, зависящими от технологии подземной газификации угля.

При наличии в угольном пласте развитой двойной или тройной системы эндогенных трещин скважины располагают таким образом, чтобы смежные сбоечные каналы в ряду были направлены по простиранию трещин .1вух разных систем. При расположении сбоечных каналов под

углом друг к другу обеспечиваются лучщие условия для сбойки скважин, чем в случае подготовки по прямолинейной сетке, так как сбойка производится не на «точку (фиг. 3, а), а на «линию (фиг. 3,6).

При подготовке подземного газогенератора по предлагаемой схеме затраты на буровые работы на одну и ту же площадь газогенератора снижаются по сравнению с затратами при подготовке по известной схеме, так как

площадь подготовленного к газификации пласта в пересчете на одну сквал ину возрастает.

На фиг. 1 изображена применяемая схема подготовки подземного газогенератора с прямоугольной сеткой сквал ины; на фиг. 2 - предлагаемая схема подготовки подземного газогенератора с изогнутыми сбоечными каналами; на фиг. 3 - схема сбойки скважин: а) при расположении скважнн по прямоугольизогнутой сетке; на фиг. 4 - схема развития выгазовывания: а) при расположении скважин по прямоугольной сетке; б) между соседними скважинами при применении изогнутых каналов; в) при газификации по выпуклому контуру при применении изогнутых каналов.

Пусть при подготовке по прямоугольной схеме (см. фиг. 1) расстояние между рядами (/ и //) и между скважинами в ряду (Л и Б, В и Г) равно L. Расстояние между скважинами по каналам (Д и ; и Ж) и между ближайшими скважинами междурядий (ЕЗ) по предлагаемой схеме подготовки (см. фиг. 2) также равно L, т. е.

LI :L2 L L, а y.i . яз

Площадь пласта на одну скважину при прямоугольной схеме подготовки будет равна

Si L2.

Выделим по предлагаемой схеме площадь (заштрихована), приходящуюся на две скважины {см. фиг. 2)

2S. (4+2Lsin- -f

+ 2L sin - cos у 21 /Sin cos

-f sinT. e. площадь, приходящаяся на одну скважину, будет равна

S, L i sin-j-+sln- -. 2

cosТаким образом, превышение подготовительной к газификации площади на одну скважину по предлагаемой схеме подготовки подземного газогенератора будет определяться следующим коэффициентом

sin Y+sin у

cos - 2

Значение /С при некоторых значениях а. приведены в таблице.

Из таблицы видно, что площадь подготовленного к газификации пласта в пересчете на одну скважину по предлагаемой схеме возрастает почти в 1,3 раза (при а 120°), следовательно, на такую ж& величину снижаются затраты на буровые работы.

При ведении процесса подземной газификации углей в газогенераторах, подготовленных по предлагаемой схеме, обеспечивается получение более устойчивых технологических показателей. Действительно, при выгазовании угля по прямому каналу между скважинами на какой-то стадии ухудшаются условия контакта дутьевого потока со стенками канала, так как основная часть дутья коротким путем проходит по средней части канала (фиг. 4, а). По предлагаемой схеме подготовки после газификации некоторого количества угля между смежными скважинами образуется изогнутый канал (фиг. 4, б). Когда ширина канала станет значительной и показатели п.г.у. ухудшатся, газификация на прямом участке между двумя соседними скважинами прекратится и начнется газификация между скважинами, расположенными через одну (фиг. 4, а).

5 При этом обеспечивается контакт дутьевого потока с реакционной поверхностью,

В некоторых горногеологических условиях по применяемой схеме подготовки подземного газогенератора даже при небольших рассто0 янпях между скважинами имеются значительные потери угля от ыедогазозан-ия по площади между рядами скважин, так как выгазовывается полоса угля шириной около 20 м-по 10, Л1: с каждой стороны скважины. С увелИЧе5 нием расстояния между скважинами потери возрастают, что ограничивает возможность укрупнения сетки скважин.

По предлагаемой схеме подготовки ширина выгазовываемой полосы возрастает за счет

0 «разноса скважин в ряду на величину L „ (см. фиг. 2).

чCOS - 2

При а 120° (наиболее благоприятном с точки зрения затрат на подготовку) и L

25 м Lp 25, cos - 12,5. Приа

90° и L 25 ж /.1 17,5 ж.

Таким образом, по предлагаемой схеме подготовки ширина выгазовываемой полосы возрастает на 62-880/0, в соответствии с этим уменьшаются и потери от недогазования.

При подготовке подземного газогенератора по предлагаемой схеме изменением величины угла и расстояния между скважинами в ряду можно регулировать щирину вынимаемой полосы. Это обеспечивает возможность управления кровлей и создания на этой основе новых, исходя из конкретных горногеологических условий, конструкций газогенераторов и схем выгазования.

Предмет изобретения Подземный газогенератор бесшахтного типа для газификации пластов твердых ископаемых, состоящий из вертикальных или наклонных технологических скважин и сбоечных каналов, отличающийся тем. что, с целью снижения себестоимости газа и повышения эффективности газификации, смежные сбоечные каналы между тремя соседними скважинами расположены под углом 120° при однородной структуре пласта или под углом, определяемым расположением двух основных систем

й Г

Риг./

щ /

Pi/s 2

уг J

Обозначениясрц.

А - снважина на dijmbe i -скВожина на газоотводе -дутье на прораЬотпну нанала -duV-KEHve дг/тъ бого погпоно