Способ определения положения огневого забоя при подземной газификации угля

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4890221/03 (22) 11.1290 (4B) 15.10.93 Бкы Na 37-38 (71) Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского репа (72) Кузнецов ВЛ.. Гончаров ЕВ„Севастьянов Б.Н„

Гончарова ЛА; Салтыков И.М. Голубев Ю.Б„Дубовой ВА (73) Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ

ОГНЕВОГО ЗАБОЯ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИ(le) )Ш (Ill 2 12 (51) Е21В4 29

ФИКА4ИИ УГЛЯ (57) Изобретение предназначено для обеспечееа достоверности определения положения огневого забоя при подземной газификации угля. Цепь достигается за счет ионизации раскаленных газов. в результате чего образуется зона аномальной злеаризаца регистрируемая на поверхности Для обеспечения надежной регистрации электризованной зоны предлагается усиливать напряженность в ней, допо вите ъно ионизируя дутьевой газ wN увеличивая напряжение на обсадных трубах дутьевой и о водной скважин 2 злф-пы, 2 ил.

2001258

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано при оконтуривании выгазованного пространства и картировании положения огневого забоя при подземной газификации угля., рв 44ввестен способ определения положения:фбЮФЪо учету выработки газа в пере счет р Аа твердое топливо. Способ реализуется следующим образом. После бурения и обсадки дутьевых и отводных скважин при газификации пласта замеряют объем подаваемого воздуха.и объем выработки товарного газа. Затем объем извлекаемого газа пересчитывают на твердое топливо пласта и делят на мощность и расстояниее между дутьевой и отводной скважинами, Основным недостатком способа является его недостоверность при реализации в сдвигающихся трещиноватых цородах вследствие того, что часть подаваемого воздуха и образующего газа мигрирует по трещинам во вмещающие породы, а азот, используемый при контроле потери дутья в трещинах, образуется пои вторичных реакциях с газифицирующим углем. Кроме того, с помощью этого способа невозможно определить криволинейный контур огневого забоя, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ контроля процесса подземной газификации горючих, который реализуется следующим образом, В угольный пласт иэ соответствующих выработок (скважин) вводятся электроды. На поверхности также вводятся в землю электроды. К обеим системам электродов подводится электрический ток, а о движении этого забоя судят по изменению электрического сопротивления пород, Недостатком способа являются высокая трудоемкость и энергозатраты при бурении дополнительных скважин на газифицируемый пласт, оборудовании их электродами и подводе тока, а также низкая достоверность вследствие того, что по способу определяется лишь нарушенная зона, а не собственно

- дутьевой газифицируемый канал, Целью изобретения является снижение энергоемкости и трудоемкости при определении положения огневого забоя.

Цель достигается тем, что дутьевые и отводные скважины обсаживают металлическими колоннами, а постоянное электрическое поле создают через газ газификации, заряжая колонны раэнополярными зарядами, а контур забоя определяют, соединяя точки аномальных значений напряжений, Для увеличения надежности определения местоположения аномальных значений дутьевой газ дополнительно ионизируют перед нагнетанием в зону газификации, например, используя промышленные оэонаторы или электрическую дугу, а интенсивность ионизации обеспечивают прямо пропорционально объвму закачиваемого дутья.

Кроме того, с целью исключения влияния случайных аномалий замер напряжения по профилям осуществляют несколько раз, . меняя при этом величину заряда на обсадных колоннах дутьевой и отводной скважи15 ны.

Ф

На фиг. 1 показана схема реализации способа; на фиг. 2 — схема расположения электродов на профилях.

Способ реализуется следующим образом.

На газифицируемый пласт 1 пробуривают систему дутьевых 2 и отводных 3 скважин. которые обсаживают металлическими колоннами 4 и 5 соответственно. Скважины

2 и 3 сбивают между собой одним из известных способов и осуществляют процесс газифика.ции .

Для определения положения огневого забоя 6 на обсадные колонны 4 и 5 скважин

30 2 и 3 подают постоянное напряжение разных знаков, создавая электрическое поле между скважинами, которое ионизирует раскаленный до 800-1300 С газ. При этом подводящий кабель и оголовки скважин 2 и

35 3 надежно экранируют. На поверхности между скважинами 2 и 3 прокладывают несколько профилей, количество и длину которых выбирают, исходя из требуемой достижимой точности определения положе40 ния забоя (вполне достаточная, недостижимая ныне точность М равна + 5 м) и глубины газификации (длина профиля должна соответствовать утроенной глубине). При среднем расстоянии между дутьевой 2 и

45 отводной 3 скважинами 25-30 м используется 4-5 профилей.

Измерения на профилях 7 осуществляют серийными приборами типа ЭКС-1 или

ИКС-50, с использованием неполяризую50 щихся электродов, например, системы . ВИРГ. Расстояние S между электродами 8 на профиле 7 принимают фиксированным (см.фиг.2). равным утроенной точности измерений(5 = 15 м). После замеров на профилях 7 и выделения мест аномальных значений напряжений на плане их соединяют линией и получают контур огневого забоя. При необходимости получения более сильного электрического поля. например, при неустойчивых значениях л прелполага2001258 емой аномальной зоне, подаваемый дутьевой гаэ дополнительно ионизируют, применяя промышленные озонаторы или электрическую разрядную дугу (не показаны). Для устранения влияния случайных 5 факторов замеры проводят два или более раз, фиксированно меняя напряжения между обсадными колоннами 4 и 5 скважин 2 и

3, а результаты замеров усредняют.

Например, в условиях Ангренской стан- 10 ции "Подземгаэ" способ реализовывался следующим образом.

Глубина газификации пласта 120 м. Расстояние между дутьевой 2 и отводной 3 .скважинами 25 м. Скважины сбили фильтра- 15 ционной сбойкой. На обсадные колонны 4 и 5 дутьевой и отводной скважин подали постоянное напряжение 10000 В. Оголовки скважин и кабель заэкранированы. В качестве дутьевого газа использовали воздух в 20 обьеме 10000 м в час. Для определения з положения огневого забоя перпендикулярно линии, соединяющей скважины, проложили четыре параллельных профиля через 5 м, длиной 400 м каждый. Замеры по профи- 25 лям осуществляли серийным прибором

ЭКС-1. Входное сопротивление милливольтметра составило 300 мОм. а сам прибор находился в защитном корпусе, Электроды, погруженные в насыщенный раствор 30 собственной соли (медные в растворе

CuS04). помещены в пористый сосуд для устранения поляризации и установлены по профилю через 15 м в лунки глубиной 300 мм. Измеренные значения напряжений от- 35 носят к середине интервала S и наносят на тур запоя определяют, соединяя точки аномальных значений напряжений.

2. Способ по п,1. отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности определения местоположения аномальных зна4 ченi1й, дутьевой газ дополни «Jlbl« иониэируют перед нагнетанием в зону газификации, например, используя промышленныо озонаторы или электрические дуги, а интенсивность ионизации обеспечивают прямопропорционально обьему эакачиваемого дутья.

3. Способ по п,1, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности способа за счет исключения влияния слу55 чайных аномалий, замер напряжения по профилям осуществляют несколько раз, фиксированно меняя при этом вели ину заряда на обсадных колоннах дутьевой и отводной скважин, Формула изобретения

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОГНЕВОГО ЗАБОЯ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ, включающий создание пЬстоянного поля между дутьевыми и отводными скважинами на газифицируемом пласте, наземное измерение электрических характеристик в процессе горения и установление местоположения огневого забоя по аномальным значениям электрических характеристик, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости и трудоемкости при повышении достоверности определения положения огневого забоя, в качестве электрических характеристик измеряют напряжения ионизированного электрическим полем газа, при этом дутьевые и отводные скважины обсаживают металлическими колоннами, постоянное электрическое поле создают через газ газификации, заряжая, колонны разноименными зарядами, а конплан. Затем соединяют точки с млксимальlit,lMl1 значениями.

При затухании процесса газификации не удавалось получить устойчивые аномальные значения напряжений. Тогда в дутьевую скважину ввели озонатгп и увеличили ток в три раза (определили по падению напряжения) в газификационном канале, что обеспечило стабильные значения напряжений, эамеряемых на профиле, При завершении процесса газификации, когда интенсивность подачи дутья снизилась до

500-600 м в час, определили окончательный контур забоя с повышенной точностью 5 м.

Для этого, кроме профилирования при увеличении напряжений до 100000 и 200000 В усредненные значения нанесли на план, По сравнению с прототипом предлагаемый способ обеспечивает высокую достоверность оконтуривания огневого забоя прежде всего за счет того. что удается упростить наблюдения, которые непосредственно касаются определения местоположения забоя. При этом нет необходимости оперировать эмпирически определяемыми коэффициентами, точное определение которых невозможно (например, коэффициент потерь равен 50 ). Кроме того, реализация способа позволяет определять положение криволинейного забоя и движение дутьевых потоков, что черезвычайно важно для управления процессом газификации. (56) Хмелевский В,К. Электроразведка, М., 1984. с. 79-84.

Авторское свидетельство СССР

И. 56030, кл, Е 21 В 43/295, 1938.

2001258

Рот: Я

Составитель В. Кузнецов

Техред М.Моргентал

Корректор Н.Ревская

Редактор Л. Волкова

Заказ 3119

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

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