Способ подземной газификации угольных пластов

 

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 выгазовывания предшествующего и полной подготовки к газификации последующего ГГ. После достижения фронтом горения границ Ц производят розжиг последующего ГГ. 4 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

tsils Е 21 В 43/295

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739593/03 (22) 18.09.89 (46) 23.04,92,Бюл, N. 15 (71) Донецкий государственный проектный институт "Донгипрошахт" (72) В.M. Êóëåøîâ, А.П, Носан ь, А.В. Корчемагин и В.М.Панасенко (53) 662,747.6 (088.8) (56) Крейнин Е.В. и др. Подземная газификация угольных пластов, — М„ Недра. 1982.

Скафа П,В, Подземная газификация угольного пласта, — M„1960, с. 256 — 265. (54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ (57) 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).

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 расстоя. Ы,„, 1728480 А1

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 выгазовывания предшествующего и полной. подгoToBки к газификации последующего ГГ. После достижения фронтом горения границ Ц производят розжиг последующего ГГ. 4 ил. ниях одна от другой. Подготовленная система скважин на определенной площади образует газогенератор. В процессе выгазовывания 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 и редусматривают вы га зовы вание

1728480 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 проработки каналов. При этом достигается непрерывное: выгазовывание угля в пределах столба по ширине газогенератора.

Недостатком данного способа является его малая производительность и неравномерность газификации из-за неоптимального соотношения количества газоотводящих и дутьевых скважин, нарушения аэродинамического режима работы газогенератора вследствие совмещения процессов по газификации 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 выделением межгенераторных целиков. розжиговый 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 предшествующего и полной подготовки к газификации последующего газогенератора.

Независимая подготовка второго газогенератора по предлагаемой технологии. реализуемой при выделении между действующими и подготавливаемыми газогенераторами целика угля. обеспечивающего полную изоляцию подготавливаемых каналов от выгазованного пространства первого газогенератора, одновременное выгазовывание 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

55 момент завершения газификации угля в целике; на фиг. 3 — схема подготовки и газификации газогенератора в столбе на момент начала газификации угля so 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 1— 6 вертикальных скважин соответственно

1 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 осуществляются подготовка газогенератора II — бурение вертикальных и направленных скважин (фиг. 1). а также подготовка канала газификации 1 с вертикаль1 ными 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

1 переключаются на подачу реагента, а скважины рядов 5 и 6 — на отвод газа (фиг, 3).

1 1

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 11.

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

1728480

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 наклонногоризонтальных 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! и начинается подготовка следующего газогенератора ll.

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 т=тсб+тпр+егаз (тсб время на сбойку скважин;,р — время.на проработку канала газификации; traa — 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= — + — + =86сут

50 300 15

1 50 05

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 0,5=43 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 подготовкуугольного 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. о т л и ч а юшийся 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.

1728480

1728480

ФИГ 5

Редактор И.Горная

Корректор Т,Лазоренко

Заказ 1390 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Составитель Н.Руденко

Техред M.Ìoðãåíòàë

I