Способ подземной переработки угольного пласта

 

Изобретение относится к горному делу, в частности к переработке угля на местах его залегания, и м.б. использовано для получения тепловой и электрической энергии. Цель повышение эффективности переработки Продукты xto Ф toptHU rV / pwv угольного пласта (УП) за счет увеличения извлечения энергии от газификации и получения пара очищенного от продуктов гази фикации. В подстилающих породах УП 3 бурят дутьевую 2 и газоотводящ ую скважины (С). Между С 1 и 2 в кровле и почве УП и в самом УПЗ с помощью гидравлического разрыва образуют проницаемые зоны Про кицаемые зоны 4 и 5 для подачи воды фор мируют в кровле и вмещающих породах УП 3 на расстоянии, определяемом по заданном формуле, и соединяют их со С 1 и 2 По С 2 в УП 3 подают воздух, разжигают УП 3 и образуют очаг 7 горения. Образовавшиеся продукты горения отводят через С 1 в теплообменник 8. В противоток продуктам горения в С 1 нагнетается вода в весовом соотношении к воздуху, определяемом по заданной формуле Пар отводят черезгазоотводящую С 2 раздельно от продуктов газификации 1 ил 3 fe dojdy. О § ю ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э Е 21 В 43/295

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 4681915/03 (22) 24.04.89 (46) 07.05.91. Бюл. N 17 (71) Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова (72) Н.Н,Смирнова, В.Б,Соловьев, P.Ã.Àëèбеков, Е.Г. Михайлова, Н. Г. Кащеева и С.В,Жижин (53) 622.278 (088.8) (56) Крейнин Е.В. и др. Подземная газификация углей. М.: Недра, 1982, с. 109-115.

Авторское свидетельство СССР

¹ 941587, кл. С 10 J 5/00, 1980, (54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

УГОЛЬНОГО ПЛАСТА (57) Изобретение относится к горному делу, в частности к переработке угля на местах его залегания, и м.б. использовано для получения тепловой и электрической энергии. Цель повышение эффективности переработки

„„. Ж„„1647125 А1 угольного пласта (УП) за счет увеличения извлечения энергии от газификации и попучения пара, очищенного от продуктов газификации. В подстилающих породах УП 3 бурят дутьевую 2 и газоотводящую скважины (С). Между С 1 и 2 в кровле и почве УП и в самом УПЗ с помощью гидравлического разрыва образуют проницаемые зоны. Проницаемые эоны 4 и 5 для подачи воды формируют в кровле и вмещающих породах УП

3 на расстоянии, определяемом по заданном формуле, и соединяют их со С 1 и 2. По

С 2 в УП 3 подают воздух, разжигают УП 3 и образуют очаг 7 горения. Образовавшиеся продукты горения отводят через С 1 в теплообменник 8. В противоток продуктам горения в С 1 нагнетается вода в весовом соотношении к воздуху, определяемом по заданной формуле. Пар отводят через газоотводящую С 2 раздельно от продуктов газификации. 1 ил.

1647125

Изобретение относится к горному делу, в частности к переработке угля на местах его залегания, и может быть использован для получения тепловой энергии и электрической энергии. 5

Цель изобретения — повышение эффективности переработки угольного пласта за счет увеличения извлечения энергии от газификации и получения пара, очищенного от продуктов газификации. 10

В данном способе вода, фильтруясь по зонам проницаемости, воспринимает тепло, выделяемое при окислении угля, и нагревается. При этом режим горения в очаге— оптимальный. 15

Наилучший тепловой баланс достигается за счет подачи воды и воздуха в соотношении, полученном исходя из того количества тепла, которое выделяется при окислении углерода 20

1 кг 2,67 кг

С + 02 =С02+ 7100 ккал/кг моль и количества, необходимого для того, чтобы воспринять это тепло

m1 Ки. а 25

mg 13,35(с л — о + Г где m>, пц — масса воды и воздуха соответственно, кг;

q — удельное тепловыделение при сгорании 1 кг углерода, ккал/кг; 30

Ки л — коэффициент потери тепла в толщу пород, разделяющую угольный пласт и трещины гидроразрыва; с — удельная теплоемкость воды, ккал/кг; 35

r — удельная теплота парообразования воды, ккал/кг;

Тл — температура, необходимая потребителю, С;

Т вЂ” начальная температура нагнетае- 40 мой воды, С.

Нагретую до необходимой температуры воду извлекают из добычной скважины и направляют на энергетический агрегат или в сеть теплоснабжения. 45

ОбразЬвание дополнительных зон про- . ницаемости в кровле и почве пласта, разделение очага горения и зон фильтрации воды значительно повышает полноту извлечения энергии угольного пласта, предохраняет 50 полученный пар от загрязнения продуктами горения.

Способ поясняется чертежом, Схема переработки угля включает скважину 1 для нагнетания воды и отвода про- 55 дуктов горения, скважину 2 для подачи воздуха и отвода пара (добычная), угольный пласт 3, зоны 4 и 5 проницаемости (трещины гидроразрыва) в кровле и почве пласта; зону

6 для подачи воздуха, очаг 7 горения, теплообменник 8, сеть 9 теплоснабжения и пакеры 10 — 13..

Способ осуществляют следующим образом.

Бурят две скважины 1 и 2 трехтрубной конструкции в почву угольного пласта 3.

Между скважинами 1 и 2 в кровле и почве пласта, а также в самом угольном пласте 3 с помощью гидравлического разрыва образуют дополнительные эоны 4,5 проницаемости для подачи воды и зону 6 для подачи воздуха. По скважине 2 в угольный пласт 3 подают воздух, угольный пласт разжигают и образуют очаг 7 горения. Для того чтобы не происходило загрязнения пара продуктами горения. создают три независимых в гидродинамическом отношении контура. Для их создания в скважинах 1 и 2 устанавливают систему пакеров. Пакеры 10 и 11, установленные в скважине 2, служат для предотвращения попадания пара в зону 6, а пакеры 12 и 13. установленные в скважине

1, предотвращают контакт воды с продуктами горения. Образовавшиеся продукты горения отводят через скважину 1 в теплообменник 8. В противоток продуктам горения в скважину 1 нагнетается вода в соотношении п3 ) исп. Я п12 13,35(с(п о + Г прошедшая теплообменник 8 и отобравшая остаточное тепло у продуктов горения. Подогретая вода нагнетается в скважину 1, фильтруется по зонам 4 и 5 проницаемости в кровле и почве пласта. отбирает тепло. выделяемое при окислении угля, нагревается и образовавшийся пар отводится по внутренней колонне скважины 2 в сеть 9 теплоснабжения или на энергетический агрегат.

Формула изобретения

Способ подземной переработки угольного пласта, включающий бурение на пласт дутьевой и газоотводящей скважин; сбойку их по угольному пласту, подачу в дутьевую скважину воздушного окислителя, отвод продуктов газификации угля, подачу воды в проницаемую зону навстречу подаче дутья и отвод пара на поверхность. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности переработки эа счет уае.личения извлечения энергии от газификации и получения пара, очищенного от продуктов газификации, скважины бурят в подстилающие породы угольного пласта, проницаемые зоны для подачи воды форми-руют в кровле и вмещающих породах уголь6

1647125

Составитель Н.Руденко

Редактор М.Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид

Заказ 1644 Тираж 375 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 ного пласта на расстоянии от него, определяемом по формуле

52,5+ h

20 где L — расстояние между скважинами, м;

h — глубина залегания угольного пласта,м. и соединяют их со скважинами, воду подают в проницаемые эоны через дутьевую скважину в весовом соотношении к воздуху, определяемом по формуле 1 Кисп. ц

%-тл тдтЕ где а1 и mg — масса воды и, воздуха соответственно;

Кисп, — коэффициент потери тепла в толщу пород, разделяющую угольный пласт и проницаемые зоны;

q — удельное тепловыделение при сгора5 нии к углерода, ккал/кг; с-- удельная теплоемкость воды. ккал7кг:

r удельная теплота парообраэования воды, ккал/кг;

10 Tn — температура, необходимая потребителю, С;

То — начальная температура нагнетаемой воды, С, пар отводят через газоотводящую скважину

15 раздельно от продуктов газификации.