Способ подземной переработки угля

 

СОЮЗ СОВЕТСНИЯ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИЯ

РЕСПУБЛИН

5 . А (19) SU(1i>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГВЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3695785/22-03 (22) 26. 01. 84 (46) 15.05.85. Бюл. У 18 (72) Ю.Д. Дядькин, Н.Н. Смирнова и В.Б. Соловьев (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени горный институт им. Г.В. Плеханова (53) 662.747 ° 6(088.8) ($6) Авторское свидетельство СССР

В 119647, кл. E 21 С 43/00, 1959. . Авторское свидетельство СССР ,У 941587, кл. Е 21 С 43/00, 1980 (прототип) .

4(51) E 21 С 43/00; С 10 J 5/00 (54) (57) СПОСОБ ПОДЗЕИНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

УГЛЯ, включающий вскрытие угольного .пласта скважинами, создание очага горения и отвод продуктов горения, о т и и ч а ю шийся тем, что, с целью павыпения полноты переработки угля, производят предварительную подготовку угольного пласта путем доведения общего содержания углерода до 10-60Х по отношению к общему рабочему объему угольного пласта, после чего через скважины закачивают раствор селитры в количестве 0,30,8 и серы в количестве О, 1 от общего содержания углерода.

1155758

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для подземной переработки угля.

Известен способ подземной переработки угля, заключающийся в подаче окислителя по пробуренным до угольного пласта скважинам к огневому за-. бою. На выходе из добычной скважины получают горючие газы.

Указанный способ характеризуется 10 следующими недостатками: низкая калорийность получаемого газа

1000 ккал/м при теплотворной способности угля 8000 ккал/кг; большие тепловые потери в окружающий массив по данным всех станций ПГУ, КПД извлечения энергии составляет 30-40Х; неравномерность выгорания угольного массива из-за сложности подвода окислителя. 20

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ подземной переработки угля, включающий вскрытие угольного пласта скважинами, создание очага горения .и отвод продуктов горения. а

Однако в данном способе энергетический потенциал представлен различными носителями энергии: а) хнмичес- З0 кая энергия горючих газон, б) пар высоких параметров.

При переработке теплоносителей удваиваются затраты, так как необходимо строить котельную и паротур- З5 бины. Способ характеризуется также: сложность управления процессами горения для создания критических параметров парообразования беэ затрат энергии на испарение воды; неполным сго- + раннем угля вследствие сложного подвода окислителя.

Цель изобретения — повышение полноты переработки угля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подземной переработки угля, включающему вскрытие угольного пласта скважинами, создание очага горения и отвод продуктов горения, производят предварительную подготовку угольного пласта путем доведения общего содержания углерода до 10-60Х по отношению к общему рабочему объему угольного пласта, после чего через скважины эакачивают раствор селитры в количестве 0,3-0,8 и серы в количестве

0,1 от общего содержания углерода.

Способ осуществляют следующим образом.

Вскрытие пласта с поверхности производится вертикальными скважина— ми. В зависимости от содержания углерода в угле, от геологических условий залегания угольных пластов, физико-химических свойств угля и т.д. выбирается один из следующих видов подготовки или их комбинация: разрыхление угольного пласта многократным закачиванием и взрыванием в нем взрывчатых веществ; частичное гидрирование угольного пласта или удаление летучих веществ путем термопереработки пласта; разупрочнение угольного пласта за счет нагнетания ,в него несвязной жидкости под высоким давлением, создание трещин гидроразрыва, повышение проницаемости, пористости, трещиноватости, дробление уРляе

После подготовки пласта в него закачивают раствор селитры 30-80Х и 10Х серы.. За счет естественной температуры окружающих пород (например, температура пород в условиях

Донбасса составляет около 100 С на .глубине 3. км, где геотермический градиент г = 0,035 С/м подсушивают угольный пласт. Таким образом получают определенный состав угля, селитры и серы, способный после инициирования к самоокислению. Задавая необходимое давление газов на поверхности, подбирают определенное соотношение укаэанных ингредиентов.

На забоях скважины или одной из скважин создают очаг горения. Таким образом сжигают угольный пласт, получая на выходе из добычных скважин продукты горения высокого давления, которые срабатывают свою энергию в пневмогазовых турбинах и пневмогазомоторах.

Пример 1. Вскрывают угольный пласт вертикальными скважинами с поверхности. Оценивают физико-химические свойства угля и процентное содержание углерода. Например, содержание углерода в пласте 90Х. Производят подготовку пласта до- содержания углерода 60Х по отношению к вновь образовавшемуся объему за счет рыхления угольного пласта многократным закачиванием: и взрываиием взрывчатых веществ. Объем рабочего пласта увеличивается за счет образо..

Составитель Н.Руденко

Редактор А.долинич Техред И.Асталош Корректор М.Демчик

Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3068/30

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4 вания трещин, разупрочнения угольного массива и окружающих пород..

Определяют величину свободного пространства, которое образуется вследствие разупрочнения угольного массива по фильтрации воздуха или другими методами. Для данного содержания углерода оно составляет ЗОХ.

Затем по вертикальным скважинам закачивают в раэупрочненный угольный массив селитру и серу. Селитра и сера, заполняя поры, трещины, пропитывают уголь и составляют по весу к углю ЗОХ селитры и 10Х серы. Обработанный угольный пласт селитрой с добавкой серы подсушивается за счет естественной температуры окружающих пород. В конечном. итоге получаем следующий состав ингредиентов (углерод 60Х, селитра ЗОХ, сера

1ОХ), способных после инициирования к самоокислению. На забое из скважин создают очаг горения, например термитной шашкой. На выходе из скважины используют газы высокого давления. Указанное соотношение компонентов развивает давление на выходе из скважин до 10 МПа. Энергия высокого давления срабатывается на пневмогазомоторах для производства электроэнергии.

Пример 2. Вскрывают угольный пласт. вертикальными скважинами с поверхности. Оценивают физикохимические свойства угля и процентное содержание углерода. Если содержание углерода меньше чем 60Х, например в бурых углях содержание углерода 40Х, то производится его подготовка. Бурые угли представляют собой рыхлые землистые массы. Олределя55?58 4, ют его пористость. Если она ниже 50Х, т производят подготовку угольного пласта, разупрочнением его, закачивание в угольный пласт несвязной жидкости под высоким давлением и доведением пористости до 50Х. Пористость определяется через раэупрочненный угольный массив по фильтрации воздуха или других флюидов. В сво10 бодное пространство, образовавшееся в угольном пласте, закачивают селитру и серу, которые составлят по от-:. ношению к углероду, содержащемуся в угле, 50Х и 10Х соответственно.

Затем подсушивается подготовленный угольный пласт, пропитанный селитрой н серой, и производится взрыв в одной из скважин. После возгорания угольного пласта используются на щ,, выходе из скважины, газы высокого давления до 75 МПа при соотношении углерода 40Х, селитры 50Х и серы 40Х. Энергия продуктов сгорания срабатывается на пневмогаэомоторах для производства электроэнергии.

Применение предлагаемого способа подземной переработки угля обеспечивает но сравнению с прототипом повышение эффективности..использования энергии угля эа счет полной его переработки. Над отработанным участком угольного пласта происходит обрушение горных пород и создается обширный фильтрационный селек-

35 тор. Предлагаемый способ снижает затраты на создание, эксплуатацию скважин, так как они используются многократно. Кроме того, отпадает необходимость в строительстве компрессорного комплекса на поверхности