Способ утилизации изношенных автомобильных шин при разработке угольных пластов методом подземной газификации

Изобретение относится к горному делу и к переработке бытовых и (или) промышленных отходов, в частности к разработке крутых и крутонаклонных угольных пластов по технологии подземной газификации, и утилизации изношенных автомобильных шин. Техническим результатом является повышение эффективности работы подземного газогенератора при газификации угля за счет использования горючего материала изношенных автомобильных шин при их газификации. Способ включает подготовку газогенератора к газификации посредством бурения сети скважин: вертикальных для подачи дутья, пластовых для отвода газа, дополнительно между дутьевыми и газоотводящими скважинами бурят пластовые скважины, через которые в очаг горения подают отходы, перемещают огневой забой по восстанию и простиранию угольного пласта посредством подачи дутья в дутьевые скважины и отвода газа через газоотводящие скважины. При этом в качестве отходов утилизации используют резину предварительно дробленных автомобильных шин, которую подают в очаг горения по мере необходимости через устройства - дозаторы, установленные в пластовых скважинах. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и к переработке бытовых и (или) промышленных отходов, в частности к разработке крутых и крутонаклонных угольных пластов по технологии подземной газификации, и утилизации изношенных автомобильных шин.

Аналогом данного способа является технология подземной газификации углей [1] и утилизация автомобильных шин методом сжигания [2].

Технология подземной газификации углей основывается на бесшахтной подготовке подземного газогенератора и осуществление процесса газификации в канале. Подготовка подземного газогенератора включает в себя вскрытие пласта посредством бурения скважин и создание в целике первоначальных каналов газификации. Схема газогенератора газификации крутых и крутонаклонных пластов предусматривает бурение сетки вертикальных скважин для подачи дутья диаметром 250-300 мм, специальных скважин (розжоговых и водоотводящих). Газ отводиться через наклонные скважины, пробуренные по угольному пласту диаметром 350-400 мм [1], которые бурятся до начала сбойки на 25-35 м ниже горизонта розжига. Расстояние между дутьевыми и газоотводящими скважинами принимается 25 м.

Одним из основных недостатков технологии является низкая калорийность получаемого газа подземной газификации и большие потери.

Сжигание, один из самых простых способов переработки шин, заключается в высокотемпературном окислении, в основном в барабанных печах на цементных заводах. После сжигания шин получается тепло, которое идет на нагревание воды в котле до пара. Далее пар пускают на отопление или в паровую турбину, для получения электричества. Недостатком данного способа является высокая экологическая опасность, так как в окружающую среду выделяется множество загрязняющих веществ: диоксид серы, бифенил, антрацен, флуорентан, пирен, бенз(а)пирен, хлорированные диоксины и фураны.

За прототип принят патент «Способ переработки отходов»[3].

Согласно способу переработки отходов бытовые и промышленные отходы подают в образованное в результате работы газогенератора выработанное" пространство действующего газогенератора, по уже имеющимся скважинам, совместно с окислителем или по отдельным скважинам. При этом продукты сжигания перемещаются в выработанное пространство газогенератором газоводушным потоком.

Недостатками прототипа являются:

- то, что для подачи промышленных отходов используются дутьевые или другие скважины, которые в работающем газогенераторе выполняют определенные функции, а спуск в них отходов снижают эффективность выполнения этих функций. Например, подача отходов через дутьевые (которые бурят диаметром до 300 мм и преимущественно вертикальные) скважины приведет к снижению подачи окислителя в очаг горения за счет уменьшения свободного сечения скважин, тем самым уменьшения коэффициента эффективности процесса газификации;

- кроме того, бытовые отходы и также часть промышленных отходов при сжигании имеют теплотворную способность ниже, чем газифицируемого угля, а для их розжига потребуется дополнительные тепловые затраты, что также ведет к снижению эффективности работы подземного газогенератора.

Цель изобретения - повышение эффективности работы подземного газогенератора при газификации угля за счет использования горючего материала изношенных автомобильных шин при их газификации.

Поставленная цель, достигается тем, что в способе утилизации изношенных автомобильных шин при разработке крутых и крутонаклонных угольных пластов методом подземной газификации осуществляют подготовку газогенератора к газификации посредством бурения и сбойки между собой скважин: вертикальных для подачи дутья, специальных, пластовых для отвода газа и подачи дробленой резины шин, розжига газогенератора, газификация угля и резины шин осуществляется по мере перемещения огневого забоя по восстанию и простиранию угольного пласта, посредством подачи дутья в дутьевые скважины и отвода газа через газоотводящие скважины, отличающемся тем, что при подготовке газогенератора дополнительно (между дутьевыми и газоотводящими скважинами) бурят пластовые скважины, которые заполняют дробленой резиной до момента розжига газогенератора, а затем по мере газификации через дозатор, установленный на этой скважине, подают дополнительные порции резины. Предлагаемое изобретение поясняется схемой, изображенной на чертеже.

Способ может быть реализован на месторождениях углей с крутым и крутонаклонным залеганием угольных пластов следующим образом. Осуществляют подготовку подземного газогенератора к работе путем бурения дутьевых скважин 1, газоотводящих наклонных скважин 2 по разрабатываемому пласту 4, скважин специального назначения (розжиговые, водоотводные) и скважин, предназначенных для спуска дробленой резины 3 по разрабатываемому пласту 4. Скважины 3 оснащают устройствами - дозаторами, предназначенными для дозированного спуска резины и герметизации скважины в работающем газогенераторе. Предварительно собранные и измельченные отработанные автомобильные шины крупностью менее 100 мм доставляют и заполняют скважины 3. Осуществляют сбойку дутьевых скважин, посредством формирования сбоечного канала 6 и розжига газогенератора посредством специальных (розжиговых) и дутьевых скважин. Процесс газификации угля и резины осуществляется посредством подачи дутья через скважину 1 и отвод газа через скважины 2. По мере распространения очага 5 горения по восстанию пласта 4 происходит газификация пласта и дробленой резины. При этом по мере необходимости осуществляют дополнительный спуск дробленой резины через дозатор скважины 3. По мере перемещения очага 5 горения по простиранию в процесс газификации вовлекается новая серия скважин 1,2,3.

При осуществлении данного способа утилизации изношенных автомобильных шин тепло и газ, выделяемые при газификации резины, участвует в процессе газификации угля, снижая потери на нагрев окружающей породы, тем самым повышая эффективность работы подземного газогенератора, одновременно утилизируя свалки изношенных автомобильных шин, представляющие собой самую крупнотоннажную продукцию полимеросодержащих отходов, практически не подверженных природному разложению, что и являлось целью изобретения.

Источники информации

1. Рева М.К. Исследование схем работы подземных газогенераторов. Проблемы подземной газификации в Кузбассе.- Сб. научных статей, Кемерово, 1967, с.31-54 (аналог).

2. Состояние вопроса об отходах и современных способах их переработки: учеб. пособие / Г.К. Лобачева. - Волгоград: изд-во ВолГу, 2005. - 176 с. (аналог).

3. Патент «Способ переработки отходов», RU 2025639 С1, дата опубликования 30.12.1994 (прототип).

Способ утилизации промышленных отходов методом подземной газификации, включающий подготовку газогенератора к газификации посредством бурения сети скважин: вертикальных для подачи дутья, пластовых для отвода газа, дополнительно между дутьевыми и газоотводящими скважинами бурят пластовые скважины, через которые в очаг горения подают отходы, перемещают огневой забой по восстанию и простиранию угольного пласта посредством подачи дутья в дутьевые скважины и отвода газа через газоотводящие скважины, отличающийся тем, что в качестве отходов утилизации используют резину предварительно дробленных автомобильных шин, которую подают в очаг горения по мере необходимости, через устройства-дозаторы, установленные в пластовых скважинах.