Спосіб підземної газифікації твердого палива

Спосіб підземної газифікації твердого палива, що включає буріння вертикально-горизонтальних свердловин, з горизонтальною частиною по вугільному пласту, формування реакційної зони, запалювання пласта, подачу дуття, газифікацію твердого палива, отримання штучного газу, рекуперацію готового продукту й закладку деформова 3 35926 бці та очистки продуктів підземної газифікації вугілля, підвищення ефективності. Задача вирішується тим, що у відомому способу підземної газифікації твердого палива, що включає буріння вертикально-горизонтальних свердловин, з горизонтальною частиною по вугільному пласту, формування реакційної зони, запалювання пласта, подачу дуття, газифікацію твердого палива, отримання штучного газу, рекуперацію готового продукту й закладку деформованих порід покрівлі та вигазованого простору, відрізняється тим, що попередньо в шахтах, які вичерпали свій термін експлуатації і мають в шахтному полі некондиційні запаси в надробленому або підробленому стані, підготовляють довгими стовпами по простяганню, в протилежній частини виїмкового стовпа формують камери теплотурбіни та компресорного комплексу, а формування реакційної зони проводять утворенням між горизонтальними свердловинами реакційного каналу за допомогою берми вентиляційного штреку 28, яка ізолюється від штреку бар'єрною захисною фосфогіпсовою смугою, запалювання пласта здійснюють через стовп, з вигазовуванням стовпа прямим ходом і газифікацією модуль-генераторами по падінню (підняттю) пласта, з наступною подачею продуктів в камери теплотурбін для отримання електроенергії в шахтних умовах, а хімічні сировини - на денну поверхню для очищення і переробки продуктів газифікації. На Фіг.1 представлений загальний вид технологічної схеми шахтної те хнології підземної газифікації некондиційних запасів (підроблених і надроблених) вугільних пластів, на Фіг.2 - розріз запропонованого способу, з видобувним обладнанням де: 1 - виймальні стовпи, оконтурені по простяганню і падінню підготовчими виробками; 2 - повітряподаючі хідники; 3 - дуттєвий штрек; 4 - вентиляційний штрек; 5 - свердловини з установкою в них труб, для подачі в активну зону теплоносія; 6 - магістральний трубопровід з теплоносіям; 7 - магістральний трубопровід; 8 - ділянки виробок прилеглих до діючого газогенератора; 9 - герметичні перемички; 10 - дуттєвому тр убопроводу від компресорного комплексу; 11- берма вентиляційного штреку; 12 - продукти газифікації; 13 - дуттєву горизонтальну свердловину; 14 - горизонтальну свердловину; 15 - берма дуттєвого штреку; 16- вертикальна газовідвідна свердловина, пов'язана з поверхневим комплексом; 17 - закладний перфорований трубопровід; 18-ділянки виробок, затухаючого газогенератору; 19 - модуль-газогенератор; 20 - закладний комплекс; 21 - теплотурбіни; 22 - компресорний комплекс; 23 - активна зона теплоносія; 4 24 - комплекс на поверхні; 25 - штрековий трубопровід на теплотурбіну; 26 - трубопровід вентиляційного хідника; 27 - закладна свердловина 28 - берма вентиляційного штреку; 29 - фосфо гіпсова бар'єрна смуга. Спосіб реалізується наступним чином. При реалізації способу, вибирають шахти, які вичерпали свій термін експлуатації і мають в шахтному полі некондиційні запаси в підробленому або надробленому стані. Спосіб підготовки некондиційних запасів панельний, система розробки довгими стовпами по простяганню з газифікацією стовпа прямим ходом і вигазовуванням модуль-генератора по падінню (повстанню) пласта з шлюзовою ізоляцією ділянок з розігрітою арматурою, породами і відведенням гарячого повітря по ізольованій вентиляційній схемі з примусовою аерацією повітря. При шахтній підготовці підземного газогенератора передбачається нарізка трьох виїмкових стовпів по простяганню в шахтному полі з відробітком модуль-газогенераторами по повстанню (падінню) з утилізацією теплової енергії продуктів газифікації і прогрітих порід, які вміщають газогенератор в шахтних умовах. Ділянку ша хтного поля розділяють на три стовпи (1) оконтурених по простяганню і падінню підготовчими виробками, повітряподаючими ходками (2) і штреками: дуттєвим (3) і вентиляційним (4). Довжина виймального стовпа Lпр=200-400м, ширина виймального стовпа (по падінню (повстанню) Lп(в)=100м. В протилежній частинІ виїмкового стовпа формують камери теплотурбіни (20) та компресорного комплексу (21) (див. Фіг.1). Для відбору тепла від продуктів газифікації і розігрітих порід, в підошві камери газогенератора бурять свердловини (вертикально-горизонтальні свердловини - по вугільному пласту) з установкою в них тр уб (5) для подачі в активну зону теплоносія (вода) (6, 23) з дуттєвого штреку (3), в якому розташовуються магістральний трубопровід (6) з теплоносієм. Проходячи по трубах (5) теплоносій перетворюється на пару і під тиском по магістральному трубопроводу (7), розташованого на вентиляційному штреку (4) прямує до теплотурбіни (21) для вироблення електроенергії. Довжина модуль-генератора приймається виходячи з потужності пласта і можливостей бурового устаткування, що газифікує вугільний пласт. Відстань між свердловинами визначається залежно від потужності пласта, геомеханічних показників, гідрогеологічних умов і технологічних параметрів процесу підземної газифікації. Далі формують реакційну зону. Розпалювання вугільного пласта здійснюють з берми вентиляційного штреку (11), розжареним коксом і подачею дуття збагаченого киснем або за допомогою рідкого фосфор у на сполученні з дуттєвою свердловиною(10). Параметри процесу газифікації: - тиск у вогняному каналі Р=1,6-3,0(МПа); - температура процесу Т=1200-1800°С; 5 35926 - температура газів у вертикальній свердловині (16) Тг =350-600°С; - дотримання паритету окислювальної і відновної зони (відповідно 0,3-0,7 і 0,4-0,6); час вигазовування одного модульгазогенератора 6-8міс.+2-3міс. на згасання робіт; - швидкість посування вогняного вибою 0,54,6м/доба (залежно від потужності пласта, складу дуття і тиску при газифікації). Вигазовування стовпа прямим ходом здійснюють шляхом подачі з дуттєвого штреку (3) по дуттєвому трубопроводу (10) від компресорного комплексу (22) дуттєвої суміші в дуттєву горизонтальну свердловину (13), діаметром 290350м і далі на вогняний вибій (берма вентиляційного штреку) (11), завдовжки Іо.з.=20-40м. Далі по мірі проходження очисної і відновлювальної зони, продукти газифікації (12) прямують в газовивідну горизонтальну свердловину (14) діаметром 290350мм і по бермі дуттєвого штреку (15) прямують у вертикальну газовідвідну свердловину (16) пов'язану з поверхневим комплексом (24) по очищенню і переробці продуктів газифікації з метою отримання електроенергії і хімічної сировини. В експлуатації знаходяться не менше двох модуль-генераторів, порядок відроблення шахтного поля здійснюється через стовп, що забезпечує безпечний режим роботи вентиляції і модульгазогенераторів. Ділянки виробок прилеглих до діючого і затухаючого газогенератора (8, 9, 18, 26), ізолюються герметичними перемичками (9), вентиляція примусова за допомогою вентиляторів місткого провітрювання (26) з викидом теплого повітря на повітряподаючий хідник (2). Після закінчення робіт по вигазовуванню вугілля нагнітання ін'єкційного розчину продовжується у вигазований простір модуль-генератора через дуттєву свердловину. 6 Закладні роботи ведуть по мірі посування вогняного вибою модуль-генератора, шляхом нагнітання ін'єкційного закладного розчину в деформовану товщу порід покрівлі і у вироблений простір. Під час газифікації вугільного пласта по закладній свердловині (27), що знаходиться над вугільним пластом, здійснюється ін'єктування деформованих порід покрівлі. Після вигазовування стовпа, проводяться роботи по загасанню газогенератора, пов'язані із закладкою вигазованого простору (18). За допомогою закладного перфорованого трубопроводу (17), якій прокладається у дутьєвій свердловині, закладний матеріал підготовляється і подається з закладного комплексу (20) і утилізацією залишкового тепла гірського масиву (водяного пару), що по трубопроводу (25) направляється на теплотурбіну. На час цих робіт в експлуатацію вводиться модуль-газогенератор (19) розташований в другому виїмковому стовпі, а після загасання робіт на модуль газогенераторі (19) в роботу вступає модуль газогенератор в першому виїмковому стовпі. Генераторний газ і конденсат очищається і переробляється на поверхневому комплексі з отриманням електроенергії і хімічної сировини, тут же утилізується залишкове тепло продуктів газифікації. Висновки. Запропонована технологічна схема дозволяє: 1. Розширити область застосувань технології підземної газифікації вугілля (ПГУ); 2. Локалізувати негативну дію процесу ПГУ на оточуюче середовище; 3. Забезпечити ефективне, комплексне використання теплової енергії і продуктів газифікації; 4. Відпрацювати некондиційні, підроблені і надроблені запаси вугілля в шахтних умовах; 5. Утилізувати відходи ТЕЦ і збагачувальних фабрик. 7 Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 35926 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601