Способ подземной газификации угольных пластов Советский патент 1992 года по МПК E21B43/295 

Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к способам подготовки и газификации угля, и может быть использовано, преимущественно, в условиях пологозалегающих угольных пластов.

Известны способы подготовки и газификации угля, когда пласт вскрывают вертикальными скважинами, которые потом соединяют сбоечным (розжиговым) каналом. Процесс газификации осуществляют нагнетанием дутья (воздуха) в одни скважины и отводом образующегося газа из других. Скважины располагают в определенном порядке и на заранее рассчитанных расстояниях одна от другой. Подготовленная система скважин на определенной площади образует газогенератор. В процессе выгазо- вывания этого газогенератора обычно ведут подготовку следующего газогенератора с оставлением между ними целиков.

Недостатком указанных способов является то, что оставление целиков ведет к потере угля при выгазовывании пластов.

Известны способы подготовки и газификации угольных пластов без оставления целиков между газогенераторами, Эти способы предусматривают выгазовывание

Х1 ГО 00

00

о

;

угольного пласта как по прямой, так и по обратной схемам газификации.

Эти системы включают последовательное выгазовывание угольного пласта полосами между двумя рядами вертикальных скважин с одновременным наращиванием каналов газификации путем бурения ряда новых вертикальных скважин по оси каналов газификации, их сбойки с действующими вертикальными скважинами и прора- ботки каналов. При этом достигается непрерывное1 выгазовывание угля в пределах столба по ширине газогенератора.

Недостатком данного способа является его малая производительность и неравно- мерность газификации из-за неоптимального соотношения количества газоотводящих и дутьевых скважин, нарушения аэродинамического режима работы газогенератора вследствие совмещения процессов по гази- фикации и сбойке скважин.

Целью изобретения является повышение производительности газификации угольного пласта в столбе без потерь угля в межгенераторных целиках.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе подготовки и газификации угля, включающем подготовку, розжиг и газификацию первого и каждого последующего газогенераторов с выделе- нием межгенераторных целиков, розжиго- вый канал для каждого последующего газогенератора выполняют в межгенератором целике по его продольной оси. ширину целика принимают равной двум сбоечным расстояниям, а газификация целика осуществляется отдельными участками одновременно по всему каналу с таким расчетом. чтобы огневые забои в целике достигли его границ к моменту выгазовывания предше- ствующего и полной подготовки к газификации последующего газогенератора.

Независимая подготовка второго газогенератора по предлагаемой технологии. реализуемой при выделении между деист- вующими и подготавливаемыми газогенераторами целика угля, обеспечивающего полную изоляцию подготавливаемых каналов от выгазованного пространства первого газогенератора, одновременное выгазовы- вание угля в действующем газогенераторе и в целике обеспечивают повышение производительности и равномерности газификации угольного пласта в столбе без потерь угля в целиках.

На фиг. 1 показана схема подготовки и газификации газогенераторов в столбе на момент проработки канала и начала газификации в целике; на фиг. 2 - схема подготовки и газификации газогенераторов в столбе на

момент завершения газификации угля в целике; на фиг. 3 - схема подготовки и газификации газогенератора в столбе на момент начала газификации угля во втором газогенераторе; на фиг. 4 - схема газификации угля в целике (а - при газификации в канале по всей длине целика, б - при одновременной газификации отдельными участками).

На фиг. 1-4 обозначены ряды 1-6 и 11- -6 вертикальных скважин соответственно действующего и подготавливаемого газогенераторов, стрелками - направление подачи реагента и отвода газа (зачерненные), заштрихованные участки - выгазованное пространство.

Способ реализуется следующим образом.

В процессе газификации углей в газогенераторе I осуществляются подготовка газогенератора II - бурение вертикальных и направленных скважин (фиг. 1). а также подготовка канала газификации 1 с вертикальными скважинами для выгазовывания межгенераторного целика. Работы по сбойке вертикальных скважин с каналом газификации в пределах межгенераторного целика с последующей проработкой канала и газификацией угля в целике начинаются в тот момент, когда огневой забой действующего газогенератора находится от границы целика на расстоянии, обеспечивающем за время подхода огневого забоя к границе целика полное выгазовывание угля в пределах целика, т.е. смыкание огневых забоев целика и действующего газогенератора с одной стороны целика и подход огневого забоя к каналам газификации второго газогенератора с другой стороны целика (фиг. 2). К этому же времени должны завершиться работы по сбойке скважин и проработке каналов газификации в газогенераторе II. При подходе огневого забоя к каналам газификации все вертикальные скважины ряда 1 переключаются на подачу реагента, а скважины рядов 5 и 6 - на отвод газа (фиг. 3). Начинается газификация газогенератора II.

Для более равномерного распространения огневого забоя по направлению от канала газификации к границам целика выгазовывание; целика осуществляют одновременно в нескольких участках (фиг. 4).

Аналогично осуществляются работы по подготовке следующего в столбе газогенератора с одновременной газификацией угля в газогенераторе II.

Пример. Вахрушевское буроугольное месторождение острова Сахалин содержит угольный пласт мощностью на разрабатываемом участке 4 м, залегающий на глубину

140 м. Залегание пласта пологое. Отработка намечена столбами по восстанию.

Исходя из горно-геологических условий газификация осуществляется газогенераторами с прямым газоотводом в сторону целика угля при соотношении между количеством дутьевых и газоотводящих скважин на один канал газификации 1:3. В целях обеспечения запланированного объема производства газа в работе должен находиться газогенератор с 10 каналами газификации общим размером 300 х 180 м с расстоянием между каналами 30 м (фиг. 1). Каналы газификации образуются бурением наклонно- горизонтальных скважин с расположением по падению пласта. Для обеспечения каналов газификации аэродинамической связью с трубопроводами бурят шесть рядов вертикальных технологических скважин для подачи реагента и отвода газа. Расстояние между рядами 1-5 скважин принимается 40 м, между рядами 5 и 6 15 м. Для создания розжигового канала бурится наклонно-горизонтальная скважина по ряду 1.

После сбойки вертикальных скважин и проработки каналов газификации осуществляется газификация газогенератора I и начинается подготовка следующего газогенератора II.

Между газогенераторами оставляется целик, равный двойному сбоечному расстоянию (30 м) для исключения аэродинамической связи между действующими и подготавливаемым газогенераторами.

По осевой линии целика создается горизонтальный канал газификации и бурятся вертикальные скважины на него через 40 м. Сбойка скважин начинается за время t до встречи огневых забоев действующего газогенератора и целика, где t tc6+tnp+tra3 (tc6 - время на сбойку скважин; tnp - время на проработку канала газификации; Тгаз - время газификации целика).

Учитывая, что скорость сбойки скважин составляет 1 м/сут, проработки 50 м/сут и газификации 0,5 м/сут. а объем работ соответственно по видам 50. 300 и 15 м, время отработки целика составит

t

50 300 1 50

+ 86 сут

Этот срок можно сократить при одновременной сбойке двух скважин на 25 сут, трех на 34 сут, четырех на 37 сут.

Таким образом, работы по сбойке скважин в целике должны быть начаты за 86 суток до подхода огневого забоя к целику или за 86 х 0, м до границы целика.

Предлагаемый способ позволяет повысить производительность и равномерность

газификации угля при исключении его потерь в целике. При технически возможной в настоящее время длине газогенератора 180-200 м сокращение потерь угля за счет газификации целика составит 12,5-19,0% (в

среднем 15,6%). Ширина целика в среднем составляет 30-40 м.

Формула изобретения Способ подземной газификации угольных пластов, включающий подготовку угол ьного пласта бурением рядов скважин и их сбойкой, розжиг угольного пласта и его отработку подачей дутья в одни скважины и отводом продуктивного газа из других и последовательное перемещение зон газификации по мере выгазовывания. отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности газификации за счет исключения нарушения аэродинамического режима работы газогенератора вследствие

совмещения процессов по газификации и сбойке скважин, ряды вертикальных скважин для подачи дутья и отвода газа бурят на наклонно направленные скважины и сбивают с ними, в процессе подготовки угольного

пласта производят его разделение на отдельные газогенераторы с оставлением между ними целиков, последовательное перемещение зон газификации по мере выгазовывания производят от предыдущего

газогенератора к последующему, при этом розжиговый канал для каждого последующего газогенератора выполняют в межгенераторном целике по его продольной оси, ширину целика принимают равной двум

сбоечным расстояниям, а газификацию целика осуществляют отдельными участками одновременно по всему каналу, причем начало газификации целика рассчитывают из условия достижения огневыми забоями в

целике его границ к моменту выгазовывания предшествующего и полной подготовки к газификации последующего газогенераторов.

к i-ft-A-гф-0-А-о-Ф-С-0-6-i

и if Т V Г г Т i м

у оо оо оо оо оо оо оо оо оо оо |

Изобретение относится к угольной пром-сти и м.б. использовано для газификации пологозалегающих угольных пластов. Цель - повышение равномерности газификации за счет исключения нарушения аэродинамического режима работы газогенератора (ГГ) вследствие совмещения процессов по газификации и сбойке скважин (С). Производят подготовку пласта, для чего разделяют его на отдельные ГГ с оставлением между ГГ целиков (Ц). В каждом ГГ бурят ряды вертикальных С для подачи дутья и отвода газа. Вертикальные С бурят на наклонно направленные С и сбивают с ними. Осуществляют розжиг предыдущего ГГ и его выгазовывание. Для этого подают дутье в один С и отводят продуктивный газ из других. Одновременно с выгазовыванием ГГ осуществляют газификацию Ц отдельными участками. Все участки Ц газифицируют одновременно. Розжиговый канал в межгенераторном Ц служит для розжига последующего ГГ. Его выполняют по продольной оси Ц. Рассчитывают время газификации Ц из условия достижения огневыми забоями в Ц его границ к моменту выгазовы- вания предшествующего и полной подготовки к газификации последующего ГГ. После достижения фронтом горения границ Ц производят розжиг последующего ГГ. 4 ил. со с

5 1ою оо оо оо о-оо-оою о о о-о о-о

Фиг. 2