Способ подземной газификации угля Советский патент 1936 года по МПК C10J5/00 

Предлагаемый способ подземной газификации каменноугольных пластов состоит в том, что по угольному пласту пробуривается скважина, в один конец ее подается дутье (воздух, пар и пр.), а из другого конца отводятся образующиеся газы. Розжиг производится у дутьевого конца.

Основной особенностью способа является тот факт, что скважина в этих условиях является газогенератором, т. е. в самой скважине происходят процессы газообразования. Это последнее резко отличает предлагаемый способ от суще ствующих, в коих также фигурируют скважины, но последние не являются газогенераторами, а служат средством либо подвода дутья, либо для отвода газов, либо для помещения в них взрывчатых веществ с целью раздробления угля и т. д.

Способ проверен опытным путем вначале в лабораторных условиях, а затем и в шахте, в естественных условиях залегания пласта.

При лабораторных и при всех щахтных опытах на воздушном дутье получается длительно и устойчиво горючий газ с теплртворной способностью 800- 900 калорий в 1 куб. метре. В отдельные моменты калорийность газа повышалась до 1300 кал.

(112)

Несомненно, что при добавлении пара к дутью при подогреве дутьевого воздуха или при обогащении erq кислородом калорийность газа, получаемого предлагаемым способом, будет значительно выше.

Благоприятный технологический эффект газификации при предлагаемом способе получается вследствие того, что в очаге горения создаются высокие температуры благодаря тому, что горение происходит в целике угля, внутри угольного массива, обладающего, как известно, весьма малой теплопроводностью. При этом получается высокая концентрация жара. Высокие же температуры благоприятствуют образованию главной составной части генераторного газа по эндотермической реакции.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез устройства для осуществления предлагаемого способа подземной газификации угля; фиг. 2 - то же с несколькими скважинами; фиг. 3-тоже с применением перемычек для перемены направления дутья.

Для ведения генераторного процесса при предлагаемом способе подземной газификации угля непосредственно в скважине 7 (фиг. 1) по нижнему штреку 2 подводится к последней дутье, а по верхнему штреку 3 отводится газогенераторный газ, образующийся непосредственно в скважине.

Для газификации определенных площадей угольного пласта по предлагаемому способу их можно соответствующим образом группировать в панели (фиг. 2 и 3) с соединением отдельных скважин верхним 3 и нижним 2 штреками.

Комбинированная панель, изображенная на фиг. 2, состоит из нескольких скважин, из которых Скважины / являются генераторными, а скважины 4 .между ними - взрывными.

Назначение последних заключается в том, что когда первая стадия процесса в скважинах подходит к концу, т. е. когда в них начинают образовываться прогары, заключенные в скважинах 4 заряды взрывчатого вещества принудительно взрываются и оставшиеся не выгоревшими промежутки между скважинами раздробляются.

Раздробленный уголь заполняет выгоревшее пространство. После этого начинается второй период газификации- газификация раздроблённого и разрыхленного угля по трещинам, оэразовавшимся в целике, уже обычными известными методами.

Зажигание скважин и подвод дутья в них производится с нижнего штрека 2, а отвод газа -через верхний штрек $ Л шурф или буровую скважину.

В скважинной панели с реверсивным или регенеративным ходом процесса, изображенной на фиг. 3, между нижним и верхним штреками пробуриваются пО угольному пласту две серии скважин. Нижний штрек 2 является общим для обеих серий, а верхний состоит из двух частей, разделенных друг от друга перемычкой 5 из угольного целика. Каждая серия скважин заканчивается в соответствующей части верхнего штрека 3. Каждая часть штрека сообщается с поверхностью при помощи шурфа. В нижнем штреке 2 имеется газонепроницаемая перемычка.

Процесс газификации в такой панели начинается с того, что скважины одной серии зажигаются с поверхности, через шурф, а верхний штрек посредством электричества. Для зажигания в каждую скважину на некоторую глубину вводится проволочная спираль, намотанная на

деревянный стержень. Провода от спирали выводятся на поверхность.

Перед самым зажиганием в скважины через шурф и штрек вводится кислород из баллонов. После этого в линию, присоединенную к спирали, дается ток такой силы, чтобы проволока накалилась.

Как показал опыт, немедленно после подачи тока угольные стенки скважий интенсивно загораются. -Для облегчения движения газового потока в нужном направлении (при розжиге поток должен итти по скважинам вниз) на шурфе другой серии скважин должен работать эксгаустор. Как только скважины разгорелись, в них начинает подаваться воздушное или паро-воздушное дутье. Вскоре после этого из скважины начинает выходить горючий газ, который через нижний штрек попадает в „скважину второй серии и по ней выходит на соответствующий верхний штрек, а затем по шурфу-на поверхность.

По истечении некоторого времени направление газового потока меняется. В шурф, по которому выходил газ, подается воздух, и через другой шурф выводится газ. Так как по скважинам второй серии перед этим шел горючий газ (с температурой 600 -700°), то стенки их накалены настолько, что при продувании воздуха, .подогретого при проходе по шурфу и штреку, скважины загораются и превращаются в газогенераторы. Скважины же первой серии в этот период служат газоходами, в которых частично происходит сухая перегонка угля.

По истечении соответствующего срока направление газового потока снова меняется на обратное и т. д.

Реверсивность применена с целью интенсифицировать процесс путем подогрева дутья с использованием для этого тепла выходящих газов.

С целью улучшения использования этого тепла в шурфах устраивается насадка из кирпича.

Предлагаемый способ подземной газификации угля при помощи скважингазогенераторов весьма прост в конструктивном отношении, позволяет вести процесс газификации под землею в целике, без раздробления, на воздушной

зутье, допускает возможность комбинирования его с раздроблением угля, если это окажется необходимым, и при нем легко осуществляется возможность вести процесс реверсивно с использованием физического тепла отходящих газов для подогрева дутья.

Предмет изобретения.

1.Способ подземной газификации угля, отличающийся тем, что генераторный процесс ведут непосредственно в скважинах.

2.Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что при проведении генераторного процесса одновременно 8 ряде скважин после их прогорания пласт угля между скважинами взрывают

и дальше процесс ведут известными методами в разрыхленном пласте.

3.Устройство для осуществления способа по п. 1 при ряде скважин, отличающееся тем, что скважины вверху и внизу соединены общими штреками 2 и 3 (фиг. 1).

4.Видоизменение устройства по п. 3, отличающееся тем, что в целях возможности осуществления способа по п. 2, между генераторными скважинами расположены взрывные скважины 4 (фиг. 2).

5.Видоизменение устройства по п. 3, отличающееся тем, что, в целях возможности перемены направления дутья в скважинах, верхний штрек 3 снабжен перемычкой 5, разделяющей скважины серии (фиг. 3).

.