Способ подземной газификации угля Советский патент 1988 года по МПК C10J5/00 

Изобретение относится к области горного дела и может быть использова но при подземной газификации мощных каменноугольных и буроугольных пластоБ с различными углами падения. Известен способ подземной газифиKatjmi угля, включающий вскрытие угол ного пласта скважинами, их сбойку пу тем проведения гидроразрыва пласта, проработку сбоечного канала и газификацию угля путем ввода в канал дутья и вьшода образующегося газа. Известен также способ подземной газификации угля, включающий вскрыти 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 из другой сквалданы. Технология подземной газификации углей по известным способам предус™ матривает выгазовьшание угольного пласта одновременно на его полную мощность. Однако при выгазовьгоании пласта одновременно на полную мощность на месторождениях с небольшим отно.шением между мощностью покрывающих пород и мощностью выгазовываемого пласта в процессе деформации и сдвижения толщи пород развиваются трещины разрыва до земной поверхности, через которые происходит прорыв газа и дутья. Целью изобретения является предотвращение прорывадутья и газа на поверхность при газификации пластов большой мощности. Поставленная цепь достигается тем что газификацию пласта осуществляют параллельными напластованию слоями в направление сверху вниз; при этом каналы газификации проводят в каждом из указанных слоев, газификацию нижележащего слоя начинают после окон чания газификации вышележащего слоя и полного затухания сдвижения земной повер:ности, а мо1цность слоя определяют исходя из соотношения тп 5-™ п где m - мощность газифицируемого слоя, Mj II мощность покрывающих угольны пласт пород, м , п - коэффициент, характеризующий свойства покрывающих пород и определяющий возможность развития трещин от выгазованного пространства до поверхности. При этом каналы газификации смежных слоев располагают со смещением в горизонтальной плоскости относительно друг друга. Кроме того, выгазованное пространство верхнего слоя угольного пласта заполняют закладкой путем подачи последней через скважины. На фиг.1 изображен угольный пласт, вертикальньй разрез, подготовленный к газификации первого слся} на фиг.2 - расположение технологических скважин на участке подземной газификации, план; на фиг.З - угольный пласт, подготовленный к газификации второго слоя, вертикальньй разрез. Способ осуществляют следущим образом. Угольный пласт 1 вскрьшают наклонно-горизонтальными скважинами 2 с горизонтальной частью 3 и ве|)тякальными скважинами 4 и 5. Горизонтальную часть 3 скважины 2 располагают в пределах первого слоя 6 угольного пласта, мощность которого определяют исходя из соотношения , Н m -- Наклонную 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-горизонташ:ные скважины 2 с отводом газа через наиболее удаленные от скважин 2 скважины 4 розжигового ряда 8. При выполнении этого режима осуществляется розжиг и проработка реакционных каналов газификации до кондукторов. Вертикальные скважины 4 сбивают с горизонтальными участками 3 скважин 2 гидроразрьшом или огневой сбойкой. Отвод газа производится по скважине 4 39 и кусту газGOTводящих скважин 5, сби тых со скважиной А. 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 осуществляется через центральную скважину 4 ряда 8. При достижении очага горения смеж ных скважин 4 ряда 8 прекращают пода чу дутья в скважийы, смеженные с цен ральной, с одновременньот 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 все его протяжении и создание гидравлической связи между вышеуказанным каналом и всеми наклонно-горизонталь ными скважинами 2, Для создания первоначальных реакционных каналов газификации бдновременно (либо последовательно) подают дутье в наклонно-горизонтальные 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 каналов, пройденных по пласту угля, создается полная гидравлическая связь между вертикальными и наклонно-горизонтальными скважинами подземного газогенератора, после чего начинается собственно процесс газифи кации угольного пласта 1. В период розжига угольного пласта и огневой проработки реакционных каналов прим няется воздушное дутье либо обогащенн кислородом воздух различного давления в зависимости от глубины залегания угольного пласта 1 и его физико-химических свойств. Газификацию угольного пласта, 1 ос тцествляют в отдельных участках реакционного каната, заключенного между вертикальными скважинами 4 в направлении от скважин 4 розжигового ряда 8 к наклонной части сквс&отн 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 путем его орошения водой на забое газоотводящих 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, залегаюпц-ге 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 выгазованного пространства верхнего слоя 6 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 6. Газификацию угля в слое 10 производят аналогично вышеописанному. Таким образом, газификацию всего угольного пласта 1 производят с-поями 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.

IЛ.

1. СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ, включающий вскрытие угольного пласта скважинами, их сбойку, образование в пределах угольного пласта каналов газификации и газификацию угля путем подачи в одну из сбитых скважин дутья и вывода газа из другой скважины, отличающи йс я тем,что, с целью предотвращения прорыва дутья и газа на поверхность при газификации пластов большой мощности, газификацию пласта осуществляют параллельными напластованию слоями в направлении сверху вниз, при этом каналы газификации проводят в каждом из указанных слоев, газификацию нижележащего слоя начинают после окончания газификации вьшележащего слоя и полного затухания сдвижения земной поверхности, а мощность слоя определяют исходя из соотношения -S п m где га - мощность газифицируемого слоя, м j Н мощность покрывающ 1х угольный пласт пород, MJ коэффициент, характеризующий п i свойства покрывающих пород и определяющий возможность развития трещин от выгазованного пространства до по верхности. 2.Способ по п,1, отлича ю- щ и и с я тем, что каналы газификасо ции смежных слоев располагают со 10 смещением в горизонтальной плоскости О1 относительно друг друга. 3.Способ по пп.1 и 2, о т л ио со чающийся тем, что выгазованное пространство верхнего слоя уголь | ного пласта заполняют закладкой путем подачи последней через скажины.

,s s

ж

л«г

IVl

1

0 V

Vo

X

IV

0

л V o

-R У,

1/М

I

.1

I I