Способ комплексного освоения месторождения горючих сланцев

Изобретение относится к комплексному освоению месторождения полезных ископаемых и может быть использовано для получения продуктов подземной газификации горючих сланцев. Способ комплексного освоения месторождения горючих сланцев включает бурение дутьевых, газоотводящих и питающих скважин. Через дутьевые скважины осуществляют огневое воздействие на пласт, через питающие - подачу углеродсодержащего материала, а получение генераторного газа - через газоотводящие скважины. При этом осуществляют управление перемещением очага горения в плоскости пласта. Особенностью способа является то, что перед огневым воздействием осуществляют разупрочнение пласта созданием вдоль траектории перемещения очага горения зоны искусственных полостей и трещин, скорость перемещения очага горения контролируют измерением температуры газов в питающих скважинах. В качестве углеродсодержащего материала используют промпродукт мокрого обогащения каменных углей, брикетированные твердые бытовые и другие промышленные отходы. Выработанное пространство заполняют негорючей частью отходов. Технический результат заключается в повышении эффективности комплексного освоения месторождения горючих сланцев. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к комплексному освоению месторождения полезных ископаемых, и может быть использовано для получения продуктов подземной газификации горючих сланцев.

Известен способ комплексного освоения угольного месторождения, включающий деление месторождения на блоки, бурение дегазационных и дренажных скважин, предварительную дегазацию угольных пластов и подземную газификацию угля, с выдачей на поверхность продуктов дегазации пластов и газификации угля [1]. Недостатком этого способа является его низкая эффективность при освоении месторождения горючих сланцев. В составе горючих сланцев доля органической массы невелика (менее 25%) [2], поэтому самостоятельное горение сланца в подземных условиях весьма затруднено. В связи с этим низка вероятность получения устойчивого очага горения. Кроме того, комплексное освоение месторождения предусматривает не только наиболее полное извлечение полезных ископаемых, но и утилизацию отходов производства [3].

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является способ комплексного освоения месторождения, включающий бурение дутьевых, газоотводящих и питающих скважин, осуществление через них огневого воздействия на пласт, подачу углеродсодержащего материала, получение генераторного газа и управление перемещением очага горения в плоскости пласта [4]. Недостатками прототипа являются:

- неприспособленность способа для освоения месторождения горючих сланцев, обладающих более плотной структурой вещества и, следовательно, меньшей газовой проницаемостью;

- узкая область утилизации промышленных отходов - отработанные резинотехнические изделия.

Эти недостатки снижают эффективность комплексного освоения месторождения горючих сланцев.

Целью изобретения является повышение эффективности комплексного освоения месторождения горючих сланцев за счет предварительного создания в пласте свободных полостей и поверхностей и последующего заполнения этих полостей негорючей частью бытовых или промышленных отходов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе комплексного освоения месторождения горючих сланцев, включающем бурение дутьевых, газоотводящих и питающих скважин, осуществление через них огневого воздействия на пласт, подачу углеродсодержащего материала, получение генераторного газа и управление перемещением огневого забоя в плоскости пласта, в соответствии с техническим решением перед огневым воздействием осуществляют разупрочнение пласта созданием вдоль траектории перемещения очага горения зоны искусственных полостей и трещин, скорость перемещения очага горения контролируют измерением температуры газов в питающих скважинах, в качестве углеродсодержащего материала используют промпродукт мокрого обогащения каменных углей, брикетированные твердые бытовые и другие промышленные отходы, а выработанное пространство заполняют негорючей частью отходов.

Способ поясняется схемой подготовки выемочного участка к подземной газификации.

Способ комплексного освоения месторождения горючих сланцев может быть реализован следующим образом. Методом направленного бурения проводят дутьевую скважину 1 сначала до пласта, а затем по пласту до границы выемочного участка. Затем, начиная от границы выемочного участка, в обратном порядке осуществляют разупрочнение пласта, например, методом гидроразрыва с образованием в пласте большого количества полостей и трещин. На границе выемочного участка эту скважину сбивают с дневной поверхностью газоотводящей скважиной 2. По линии, соединяющей дутьевую скважину 1 с газоотводящей скважиной 2, на равном расстоянии друг от друга с дневной поверхности в зону образованных искусственных полостей и трещин бурят питающие скважины 3, 4, 5, 6. В каждой из питающих скважин устанавливают температурный датчик, с помощью которого контролируют температуру в зоне искусственных полостей и трещин.

В пространстве между дутьевой скважиной 1 и питающей скважиной 3 в зоне искусственных полостей и трещин разжигают газогенератор. При этом по дутьевой скважине 1 подают необходимое для горения количество воздуха, в скважине 3 контролируют температуру, а образующиеся продукты неполного сгорания горючих сланцев, так называемый генераторный газ, по газоотводящей скважине 2 выводят на дневную поверхность. При приближении очага горении к скважине 3 температура в ней будет расти до температуры газов в очаге горения, о чем проинформирует температурный датчик, установленный в этой скважине. В момент максимума температуры температурный датчик извлекают из скважины 3 и подают в нее углеродсодержащие материалы, в частности отходы мокрого обогащения каменных углей, брикетированные твердые бытовые и другие промышленные отходы.

Отходы мокрого обогащения каменных углей, как известно, содержат в себе до 40% горючей массы, при этом тысячи тонн этих отходов скопились в хвостохранилищах обогатительных фабрик. То же самое относится к твердым бытовым отходам, только скапливаются они на городских свалках, отчуждая земли сельскохозяйственных угодий, загрязняя окружающую природную среду.

Попав в зону, близкую к очагу горения, отходы быстро прогреваются и начинают гореть, выделяя при этом значительно большее удельное количество теплоты, чем удельное количество теплоты, получаемое от сжигания горючих сланцев. Горючая масса отходов выгорит, повысив температуру в очаге горения, а зольная или негорючая часть отходов останется в полостях, образованных искусственно при проведении гидроразрыва, или в полостях, образованных в процессе выгорания горючих сланцев, т.е. в выработанном пространстве.

Повышение температуры в очаге горения будет интенсифицировать не только процесс горения сланцев в зоне искусственных полостей и трещин, но и процесс выделения летучих веществ из горючих сланцев, которые в совокупности с продуктами неполного сгорания органической массы сланцев и составляют в основном генераторный газ подземной газификации.

Наличие в отходах влаги обеспечит протекание паровой газификации горючих сланцев, позволяющей увеличить содержание водорода в генераторном газе и тем самым повысить его теплотворную способность.

За счет предварительного создания искусственных полостей в сланцевом пласте появляется возможность размещения в зоне очага горения углеродсодержащих отходов, горение органической части которых ведет к увеличению температуры, вследствие этого будет выгазовываться больший объем пространства пласта, т.е. увеличиваться объем и производительность газогенератора.

Достигаемый эффект состоит в том, что способ позволяет получить устойчивый очаг горения большего объема и за счет этого вырабатывать больше генераторного газа, утилизировать отходы (промышленные и бытовые), снизить экологическую нагрузку на окружающую природную среду, за счет заполнения образовавшегося выработанного пространства негорючей частью отходов. Все это свидетельствует о повышении эффективности комплексного освоения месторождения горючих сланцев, а это и есть цель изобретения.

Источники информации

1. Способ получения электроэнергии при бесшахтной углегазификации и/или подземном углесжигании/ Патент РФ №2100588, опубл. 1997.12.27 (аналог).

2. Патраков Ю.Ф., Федорова Н.И. Характеристики горючих сланцев и богхеда Оленекского района Ленского бассейна/ Химия твердого топлива, 2009, №3, с.3-8.

3. Лидин Г.Д. и др. Горное дело: Терминологический словарь/ Г.Д.Лидин, Л.Д.Воронина, Д.Р.Каплунов и др.- 4-е изд., перераб. и доп..- М: Недра, 1990, с.256, Комплексное освоение месторождений.

4. Способ утилизации изношенных автомобильных шин при разработке угольных пластов методом подземной газификации/ Патент РФ №2435954, опубл. 10.12.2011 (прототип).

Способ комплексного освоения месторождения горючих сланцев, включающий бурение дутьевых, газоотводящих и питающих скважин, осуществление через них огневого воздействия на пласт, подачу углеродсодержащего материала, получение генераторного газа и управление перемещением очага горения в плоскости пласта, отличающийся тем, что перед огневым воздействием осуществляют разупрочнение пласта созданием вдоль траектории перемещения очага горения зоны искусственных полостей и трещин, скорость перемещения очага горения контролируют измерением температуры газов в питающих скважинах, в качестве углеродсодержащего материала используют промпродукт мокрого обогащения каменных углей, брикетированные твердые бытовые и другие промышленные отходы, а выработанное пространство заполняют негорючей частью отходов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к комплексному освоению угольного месторождения при подземной газификации угля. Способ комплексного освоения угольного месторождения включает бурение системы дутьевых и газоотводящих скважин, гидравлически связанных между собой по угольному пласту, осуществление через них гидродинамического воздействия с образованием зоны искусственных полостей и трещин и огневого воздействия на угольный пласт с образованием очага горения, перемещаемого от дутьевой скважины в сторону газоотводящей скважины, получение сырого генераторного газа, охлаждение его до температуры ниже температуры конденсации компонентов, входящих в состав сырого газа, и получение вместе с очищенным газом других полезных компонентов.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для комплексного освоения месторождений бурого угля. Технический результат заключается в обеспечении эффективного комплексного использования месторождений бурого угля и комплексной защите окружающей среды от воздействия технологического процесса.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено в подземной газификации бурого угля в тонких и средней мощности пластах. Способ включает осушение угольного пласта, нагнетание в реакционный канал окислителя по вертикальным дутьевым скважинам, отсос из него продуктов газификации через газоотводящие скважины и минимизацию давления в реакционном канале.

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности, а именно к скважинным методам геотехнологии разработки месторождений горючих сланцев. Обеспечивает повышение эффективности способа при минимальных затратах на его осуществление.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для получения газообразного энергоносителя из угля или сланца на месте залегания. Способ включает бурение скважин с поверхности земли в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах электродов, приложение напряжения к электродам, пропускание электрического тока и нагрев пласта за счет джоулева тепла.

Изобретение относится к тепловым методам разработки трудноизвлекаемых тяжелых углеводородных залежей путем их нагрева. Обеспечивает создание огневой технологии воздействия на залежь тяжелых углеводородов для создания коллекторов повышенной дренирующей способности.

Изобретение относится к области горного дела и может быть применено при подземной газификации угля. Способ заключается в том, что выделенный в поверхностном химическом комплексе СО2 делят на два потока: первый из них нагнетают в дутьевые скважины эксплуатируемого подземного газогенератора и инициируют в зонах газификации эндотермическую химическую реакцию СО2+С=2СО-q, обогащая при этом газ ПГУ горючим компонентом СО; второй поток СО2 нагнетают в отработанный подземный газогенератор.

Способ относится к области горной промышленности, в частности к угольной, и может быть использован при отработке склонных к самовозгоранию угольных пластов. Техническим результатом является повышение безопасности ведения горных работ при отработке склонных к самовозгоранию угольных пластов.

Изобретение относится к способам подземной газификации угольных пластов путем превращения угольной массы на месте ее залегания в горючий газ, который может использоваться в различных энергетических установках.

Изобретение относится к горному делу, в частности, к способам подземной газификации твердых ископаемых топлив и может быть использовано для получения газообразного энергоносителя (горючего газа) из угля или сланца на месте залегания.

Изобретение относится к энергетике, более конкретно к способу переработки золошлаковых материалов (ЗШМ) угольных электростанций, и может найти применение при получении глиноземного концентрата и белитового шлама для целей глиноземной и строительной промышленности.

Изобретение относится к способу переработки сырья - фторопластов и материалов, их содержащих, в том числе производственных и эксплуатационных отходов, с целью получения ультрадисперсного фторопласта и перфторпарафинов.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды при разработке нефтяных и газовых месторождений и может быть использовано при утилизации буровых шламов. Буровой шлам удаляется по периметру амбара на всю его глубину, создавая траншею определенной ширины без нарушения гидроизоляционного слоя.

Изобретение относится к способам окомкования кальцийсодержащих шламовых материалов, включая шламовые отходы химводоочистки ТЭЦ, шлаков металлургического производства, и может использоваться для утилизации отходов ТЭЦ, металлургического, камнеобрабатывающего и других производств, которые находят широкое применение в сельском хозяйстве для раскисления подзолистых почв, в качестве флюсов при выплавке чугуна из железных руд и в других сферах.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к разработке реагента для обезвреживания отходов нефтегазовой промышленности, образующихся при аварийных разливах нефтепродуктов, представленных в виде твердых, жидких и пастообразных нефтезагрязненных материалов.

Изобретение относится к переработке органических отходов с использованием биотехнологических процессов и получению биогаза. Способ получения биогаза из экскрементов животных включает предварительную обработку органического субстрата путем доведения его до влажности 90% с последующим измельчением субстрата до размера частиц от 0,5 до 0,7 см.
Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для переработки осадков промышленных предприятий по производству беленой целлюлозы с использованием сульфатного метода.

Изобретение относится к растворению твердых органических материалов. Изобретение касается способа солюбилизации твердых органических материалов, заключающегося во взаимодействии твердого органического материала с окислителем в перегретой воде, чтобы образовалось солюбилизированное органическое растворимое вещество.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для переработки органического сырья. Установка включает систему подачи исходного сырья (1), анаэробный биореактор (2), нагреватель биомассы, систему отвода биогаза (3), систему удаления биомассы (7), систему управления технологическим процессом (6).

Изобретение относится к переработке отходов и газификации органического материала. Техническим результатом является повышение производительности устройства.

Изобретение относится к способу переработки отходов. Способ переработки отходов переработки нефти включает подачу отходов переработки нефти и пластмасс в котел и нагрев объединенных отходов переработки нефти и пластмасс, используя дальнее инфракрасное излучение, таким образом, чтобы выделить летучие углеводороды, где выделенные летучие углеводороды собирают для последующего использования. Технический результат - рациональная переработка отходов. Это включает равномерное нагревание, минимизацию образования горячих пятен, минимизацию потерь тепла, снижение количеств отложений кокса в способе. 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил., 3 пр.

Изобретение относится к комплексному освоению месторождения полезных ископаемых и может быть использовано для получения продуктов подземной газификации горючих сланцев. Способ комплексного освоения месторождения горючих сланцев включает бурение дутьевых, газоотводящих и питающих скважин. Через дутьевые скважины осуществляют огневое воздействие на пласт, через питающие - подачу углеродсодержащего материала, а получение генераторного газа - через газоотводящие скважины. При этом осуществляют управление перемещением очага горения в плоскости пласта. Особенностью способа является то, что перед огневым воздействием осуществляют разупрочнение пласта созданием вдоль траектории перемещения очага горения зоны искусственных полостей и трещин, скорость перемещения очага горения контролируют измерением температуры газов в питающих скважинах. В качестве углеродсодержащего материала используют промпродукт мокрого обогащения каменных углей, брикетированные твердые бытовые и другие промышленные отходы. Выработанное пространство заполняют негорючей частью отходов. Технический результат заключается в повышении эффективности комплексного освоения месторождения горючих сланцев. 1 ил.

Наверх