Подземный способ розжига угольного пласта
плас 7.02.93. Бюл, Ne 5 Ленинградский горный институт .В.Плеханова .Д.Дядькин, В.А.Ивашкин, Н.Н.Смир- В.Б.Соловьев и Н.Г.Кащеева кафа П.В. Подземная газификация уг ,: Госгортехиздат, 1960. |ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РОЗЖИГА ЬНОГО ПЛАСТА одземный способ розжига угольного а. Бурят скважину. Для удаления воды подают на всю мощность пласта глинистый раствор. Определяют в скважине уровень над глиной с давлением образующихся газов выше гидростатического, но меньше горного давления. Затем подают в скважину дробленую смесь диаметром 3-5 мм аммиачной селитры, серы и угля и поджигают ее. После кольматации забоя скважины глиной и растрескивания последней в участок канала газификации подают легковоспламеняющееся вещество - смесь аммиачной селитры, серы и угля в соотношении 6,5-2,5: : 1 с диаметром 3-5 мм.
СОЮЗ СОГЗЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГО У BE О (Г сп ДАР СТ8Е ННОЕ ПАТЕНТНОЕ MCTBO СССР АТЕНТ СССР2 ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К Д 86062/03 .10.90 .02.93. Бюл. N 5 енинградский горный институт В.Плеханова Д,Дядькин, В,А,Ивашкин, Н.Н.СмирВ.Б.Соловьев и Н.Г.Кащеева афа П.В. Подземная газификация угГосгортехиэдат, 1960. ОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РОЗЖИГА ЬНОГО ПЛАСТА одземный способ розжига угольного, Бурят скважину. Для удаления воды И преи у спасо может газиф Ц л тивно т ненны естест На схема ненног Те способ скважи го плас стра нст с предо канало и элект жины 4 глинист дая гор (21) 8 (22) 15 (46) 7 (71) Л ИМ. (72) нов (56) к ля, (54) П УГО (57) плас а обретение относится к горному делу, щественно к геотехнологическим ам добычи полезных ископаемых, и быть использовано при подземной кации углей. ь изобретения — повышение эффеки розжига угольного пласта в обводусловиях или в условиях с высокой енной влажностью. чертеже показана технологическая одземного способа розжига обводпласта, нологическая схема подземного розжига угольного пласта включает у 1, пробуренную до почвы угольноа 2 с цементацией затрубного проа 3, которая снабжена оголовком 4 ранительным клапаном давления 5, 6 для подачи окислителя — воздуха ическим кабелем 7. Оголовок сква.акже снабжен люком 8 для подачи и смеси 9 иэ резервуара 10. Тверчая смесь 11 из селитры, серы и подают на всю мощность пласта глинистый раствор. Определяют в скважине уровень над глиной с давлением образующихся газов выше гидростатического, но меньше горного давления. Затем подают в скважину дробленую смесь диаметром 3-5 мм аммиачной селитры, серы и угля и поджигают ее. После кольматации забоя скважины глиной и растрескивания последней в участок канала газификации подают легковоспламеняющееся вещество — смесь аммиачной селитры, серы и угля в соотношении 6,5-2,5: : 1 с диаметром 3 — 5 мм. угля находится в резервуаре 12. Зажигательный патрон 13, расположенный в горючей смеси 11, снабжен электрическим источником питания 14. В скважине 4 также установлен герметизирующий пакер 15. Предлагаемый способ розжига угольного пласта осуществляется следующим обра- К ) зом, С поверхности бурят скважину 1 до () почвы угольного пласта 2. Определяют гидростатическое давление путем замера уровня воды в скважине или .из гидрогеологических данных. Скважину 1 обсаживают до кровли угольного пласта, цемантирунот аатруонов пространство 3 и )р оборудуют оголовком 4 с предохранитель- а ным клапаном давления 5. К оголовку скважины 4 подведены канал подачи окислителя — воздуха 6, выводы электрического кабеля 7. Оголовок скважины 4 также оборудован герметичным люком 8 для подачи глинистых смесей 9 из резервуара 10 и засыпки горючей твердой смеси 11 из угля селитры и серы из резервуара 12. Зажига1793043 смесь 11, а образоввшиеся газы (продукты горения) в результате окисления создают давление, под действием которого глина кольматирует поровое пространство и естественно трещины в угольном пласте. Далее 25 из скважины 1 удаляют избыток глины 9, снова размещают зажигательный патрон 13 на забое скважины 1 и вновь засыпают го-, рючую смесь до оголовка скважины 4, затем инициируют горение, подают в канал 6 акис- 30 литель под давлением, превышающим давление пластовых вод. По мере прогорания горючей смеси из угля, селитры и серы, глина 9 в порах и трещинах рассыхается и растрескивается под действием высокой 35 температуры (температура горения горючей смеси достигает 1200 С) и образует фильтрационные каналы, по которым способен фильтроваться уже окислитель в виде воздуха. За счет высокой температуры и наличия 40 окислителя воспламеняется угольный пласт. Таким образом происходит розжиг угольного пласта непосредственно на забое скважины 1. Скважина 1 снабжена герметизированным пакером 15, выдерживающим 45 высокие давления. Пакер 15 служит для ограничения объема сква>кины 1 и создания необходимого давления газов при горении горючей смеси 11 в момент кольматации угольного пласта. 50 55 тельный патрон 13, расположенный в горючей смеси 10; инициируется от источника питания 14, После того, как пробурили и оборудовали скважину 1, в нее подается иэ резервуара 10 через люк 8 глинистая смесь 9, которая заполняет всю мощность угольного пласта 2. Если в скважине 1 достаточно воды, глину засыпают в виде сухого порошка и заполняют ею необходимое пространство. Далее в скважину 1 на электрическом кабеле 7 опускают зажигательный патрон 13, предварительного замерив уровень засыпной глины в скважине, Приготовленная горючая смесь 11 иэ резервуар 12 подается в скважину 1 через люк 8 в необходимом количестве для создания заранее заданного давления регулировочным клапаном давления 5. После инициации электрическим током от источника питания 14 под>кигается патрон 13, который воспламеняет горючую Твердотопливная смесь иэ селитры, серы и угля в предлагаемом техническом решении применяется в виде гранул крупностью 3-5 мм по следующим причинам: 1. Применение тонкодисперсных смесей (диаметр менее 3 мм) данного состава приводит к детонации и взрыву, что неприемлемо для способа розжига, и повышает 6,5 2,5 опасность обращения с веществами во время их приготовления, а крупнее 5 мм ухудшает реакцию окисления угля и cepbl, 2. B промышленности селитра производится и транспортируется в гранулах с указанным размером, что позволяет использовать ее без предварительной подготовки. 3. Скорость движения фронта горения предлагаемой смеси в скважинах с диаметром от 46 мм до 296 мм достигает 0,74 м/ч, что в 7 раэ превышает скорость движения фронта горения угля с использованием воздушного окислителя, равную 0,1 м/ч, Смесь используется в предлагаемом техническом решении в гранулированном виде. Пример реализации подземного способа розжига угольного пласта. Варианты расчета розжига угольного пласта выполнены для условий Татарского буроугольного месторождения, где проектируется Красноярская опытно-промышленная станция подземной газификации угля, Исходные данные: Н вЂ” глубина залегания угольного пласта,м 180 Рвод — гидро статическое давление пластовых вод на участке, МПа 1 p< — удельная плотность горных пород подпластовой толщи, т/м 2,5 D«> — средний диаметр скважины, м 0,25 Состав горючей смеси для розжига угольного пласта в соотношении, мас. ч.: ЙН4МОз — аммиачная селитра S cepa С вЂ” уголь (в пересчете на чистый углерод)- 1,0 В скважину, пробуренную с поверхности до почвы угольного пласта, обсаженную и оборудованную оголовком, подают глинистый раствор с таким расчетом, чтобы он заполнил всю мощность пласта, В случае большого водопритока в скважину подают глинистый порошок, после его набухания опускают пакерное устройство. к которому снизу на электрическом кабеле крепится герметичный патрон с зажигательной смесью, снабженный электрозажигателем. кг опускаемой смеси содержит 650 rселитры,,250 г серы и 100 г угля. Это соотношение рассчитано исходя из формулы окисления углерода: пар NH4NG3+ S+ С = CO2+ Н О+ HzS+ Й2 (1) 1793043 пл по ме зи ст во за с ги на жи ма ОбъемЧ1, занимаемый горючей смесью, вен 0,83 л при соответствующих удельных отностях; КН4КОз = 0,9 т/м S = 1,96 т/мз С = 1,2 т/м После инициации электрозажигателем рючей смеси реакция окисления будет отекать по формуле (1), Удельный объем зов, образовавшихся в результате реагивания 1 кг (0,83 л) смеси, рассчитывается формуле: /ог fT11 М1 + гп2 М2 + m3 Мз 1 80 + 1 12 + 1 32 719 3 л/кг, е гп1-п1з = 1 и п1-п4 = 1 — число молей единений, соответственно входящих в сов исходной смеси и продуктов реакции; М1 = 80; Мг =- 12; Мз = 32 — молекулярные ссы соответствующих компонентов иснай смеси. Давление, которое могут развить прокционные газы в замкнутом объеме, Рог= 1 = 86 МПа - /ог /1 Формула изобретения Подземный способ розжига угольного ста, включающий бурение скважин до вы угольного пласта, удаление воды из та розжига, подачу в участок канала гаикации легковоспламеняющегося вещеа, зажигательного патрона и дутья, пламенение горючего вещества и угля от игательного патрона, о т л и ч а ю щ и йтем, что предварительно определяют ростатическое давление пласта и влажть угля, для удаления воды из места роза подают глинистый раствор нэ всю ность угольного пласта, определяют в Для проталкивания глинистого раствора в поры и трещины пласта необходима создать давление Ргп > Рвод, а для предотвращения гидраразрыва горных пород должно выполняться неравенство P„>P . Таким 5 образом, граничное условие Pip > Р, > Р,од позволяет рассчитать необходимую высоту установки пакера в скважине P„= р, Н =.2,5т/м 180м =3 7 МПа Безразмерный коэффициент ослабле10 ния давления Рог 86 Косл = = — = 23,2, Ргп 3,7 с помощью которого определяем обьем пустого пространства ниже пакера Чпуст.п = V1 Косл = 0,83 23,2 = 19,29 л Таким образам, высота установки пакера под глинистым раствором 20 где S«> — площадь скважины в месте установки пакера. Описанный способ повышает эффективность розжига угольного пласта в условиях высокой влажности или его обваднен ности. скважине уровень над глиной с давлением образующихся газон выш гидростатического давления, на м.;ныне горного давления, подают в скважину дробленую смесь диаметром 3-5 мм аммиачной селитрo, геры и угля и поджигают ее, после кольматации забоя скважины глиной и ее последующего растрескивания производят подачу в участок канала газификации легковоспламеняющегося вещества, в качестве которого подают смесь аммиачной селитры, серы и угля в соотношении соответственно 6,5-2,5: 1 с диаметром 3-5 мм. 1793043 12 8 19 11 Составитель В. Соловьев Редактор С. Кулакова Техред M.Moðãåíòàë Корректор И. Шмакова Заказ 485 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
