"Nouvelle méthode d'exploitation par gazéification souterraine des veines de charbon situées à grande
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L'exploitation des couches de houille par les méthodes classiques d'abattage et de transport souterrain
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différents : <EMI ID=3.1> taille constitua une liaison de transport et d'aérage tracée dans l'épaisseur de la veine et qui est limitée d'un coté par le front d'abattage et de l'autre par la zone d'éboulis résultant de l'effondrement des roches du toit.
La méthode par chambres et piliers s'est développée dans des couches d'assez grande ouverture situées à faible profondeur.
La méthode par longues tailles s'est imposée pour l'exploitation des couches minces, en gisements profonds.
Les raisons de ce choix reposent sur trois avantages fondamentaux :
- Un meilleur contrôle de l'aérage, par la réalisation d'un circuit de ventilation unique dans chaque chantier ;
- Un meilleur contrôle des pressions de terrains, par un foudroyage méthodique du toit, parallèlement au front de taille ;
- Un maximum d'économie d'exploitation résultant de la récupération totale du gisement et du faible développement des opérations de creusement de galeries en veine et en <EMI ID=4.1>
Les méthodes d'exploitation par gazéification souterraine qui ont été développées, jusqu'à présent, peuvent se regrouper suivant les deux mêmes schémas fondamentaux.
La méthode par fronts multiples de faible largeur, gazéifiés simultanément, peut se développer à partir d'un réseau de sondages à mailles carrées de 20 m à 30 m de coté
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vant le modèle développé à la mine Newman Spinney (GrandeBretagne).
La méthode par longues tailles (ou méthode par circulation.) a été expérimentée en U.R.S.S., à Djerada
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l'épaisseur de la veine suivant le procédé décrit par le professeur Wenzel dans la demande du brevet allemand
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Tout comme dans l'exploitation classique, le choix entre les deux schémas dépend des conditions de gisement.
Le procédé par fronts multiples de faible largeur
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deur, car, en pareil cas, le coût des opérations préliminaires de creusement des sondages ou des forages en veine ne constitue pas une trop lourde charge.
Pour l'exploitation des veines minces situées à grande profondeur, le choix se portera, de préférence, sur
la méthode par longues tailles, pour les raisons déjà signa-
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coût des sondages d'accès au gisement et du coût des opérations de liaison en veine .
S'il existe certaines similitudes entre le développement de l'exploitation classique par longues tailles et celui de l'exploitation par gazéification souterraine par la méthode de circulation, elles diffèrent cependant par une caractéristique essentielle.
Dans l'exploitation par gazéification souterraine, la progression du front de taille ot la qualité du gaz obtenu sont la résultante des réactions qui se produisent entre le charbon et le courant gazeux qui circule dans la taille et on dispose de très peu de moyens pour influencer le déroulement de ces réactions.
L'analyse des résultats des expériences qui ont été réalisées par la méthode de gazéification par circulation, montre que trois types de déréglages sont à craindre :
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l'entrée de la taille et son déplacement spontané dans le
<EMI ID=13.1> exploitations où les veines présentent un pendage non négligeable et son efficacité est d'autant plus grande que la pression de gazéification est plus élevée -
Dans la méthode de gazéification souterraine conforme à l'invention, l'agent gazéifiant peut être constitué, à volonté, d'un mélange air-vapeur (en vue de la production d'un gaz à faible pouvoir calorifique) ou d'un mélange oxygène-vapeur (en vue de la production d'un gaz à pouvoir calorifique moyen).
Quel que soit le type de mélange utilisé, la première réaction qui se produit dans la zone où l'agent gazéifiant entre on contact avec le charbon incandescent est une réaction de combustion suivant l'équation :
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Dans la suite de son parcours, ce mélange Zazou= à haute température réagit avec le charbon suivant les réac-
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<EMI ID=17.1> des produits gazeux résultant des réactions de gazéification, pour ramener vers le front de taille les gaz les plus chauds résultant des réactions de combustion et pour faire s'écouler vers l'exutoire les gaz plus froids qui ont participé aux réactions de gazéification.
pour parvenir à ce résultat, le procédé conforme l'invention est caractérisé par le fait que l'agent gazéifiant circule de haut en bas, suivant la direction dite en
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port à la direction de la plus grande ponte, le pied de taille étant en avance par rapport au sommet.
En raison de cette disposition, les gaz très chauds produits par la combustion du charbon remontent à contre-courant le long au front de taille, en provoquant des mouvements de convection intenses qui favorisent les
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ment l'oxygène libre de l'agent gazéifiant.
Cette recirculation de gaz chauds on direction du
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qui stabilise le déroulement des réactions et évite tout risque d'extinction à l'endroit où se produit l'arrivée du.
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pour résultat de favoriser une stratification des gaz en
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<EMI ID=23.1> exploité par la méthode conforme à l'invention.
Le pendage de la couche est supposé dirigé du Nord vers le Sud et l'alignement des lignes de sondages
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respondre approximativement à la direction des courbes de niveau.
la zone A représente une zone déjà exploitée en
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par le foudroyas� du toit et dont les éboulis ont déjà subi un important tassement.
la zone en cours d'exploitation est située entre
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comblée par le foudroyage du toit. la sone D est une sone vierge qui fera l'objet d'une exploitation ultérieure.
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sives prises par le front de taille avant de parvenir à la
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qui seront atteintes ultérieurement.
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part du nouveau front de taille. Ces sondages sont reliés à
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L'agent gazéifiant, à moyenne pression, est injecté par le sondage 3 et les gaz de gazéification sont recueillis
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Dans un premier temps, le front de gazéification
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pendage de la couche, la progression devient rapidement asymétrique, le mouvement ascensionnel des gaz chauds ayant pour résultat d'accélérer la combustion et la gazéification du front suivant la ligne 1 alors que, du coté oppose, le charbon se trouve :rapidement à l'abri des réactions par les . pierres de foudroyage qui s'y accumulent sous l'effet de la gravité.
Le même processus se poursuit après que l'orifice de récupération, du gaz ait été déplacé du sondage 1' vers le sondage 2' puis vers le sondage 3'.
Tendant que se poursuivent la gazéification et le
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position II puis vers la position III, on procède au forage
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par la technique de rétrocombustion, :L'air à haute pression
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La disposition de l'exploitation à un moment quelconque , tel que celui qui est représenté lorsque le front de .gazéification se situe suivant la ligne III, est caractérisée <EMI ID=41.1>
ou plusieurs sondages qui recoupent la veine au niveau supé-
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que le gaz produit s'évacue par un ou plusieurs sondages qui recoupent la veine au niveau Inférieur, dans la zone vierge
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sondages d'injection d'agent gazéifiant et de reprise du gaz ayant pour résultat de maintenir l'obliquité du front, par
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On donnera ci-après quelques valeurs numériques qui ont pour but de souligner l'importance de la force ascen- sionnelle qui ramène les gaz chauds vers-la partie supérieure du front de taille. On adoptera pour base de calcul le cas
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lation entre le niveau haut et le niveau bas, qui présente une puissance d'1 m de charbon et qui progresse de 2 mètres par 24 heures.
la consommation d'agent gazéifiant est supposée
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la pression des gaz dans le gazogène souterrain est de l'ordre de 20 bar.
la quantité de charbon gazéifié en 24 heures a pour valeur :
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le débit d'agent gazéifiant atteint :
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On admettra, en première approximation, que le poids spécifique de l'agent gazéifiant et le poids spécifique des gaz produits sont équivalents à celui de l'azote pris dans les mêmes conditions de pression et de température. On admettra au surplus que les températures des gaz chauds
le long du front varient de 1.800[deg.] C. (dans la zone d'oxydation) à 800[deg.] C. (dans la zone de gazéification) alors que les températures en arrière du front, le long de la zone foudroyée, varient entre 200[deg.]0., (température d'entrée de l'agent <EMI ID=49.1>
Poids spécifique du gaz le long du front pour une pression
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Poids spécifique 'du gaz le long de la zone foudroyée pour
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Force aéromotrice résultant de la différence de densité des deux colonnes de gaz poux une hauteur de 50 m :
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Tour juger de l'importance de cette force aéromotriée, il est intéressant de la comparer à la pression dynamique du courant gazeux dans l'hypothèse où le gaz s'écoulerait suivant un flux homogène à une température moyenne de :
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Si on admet que l'ensemble des vides dans lesquels s'écoule le courant galeux correspond au vide créé journellement par l'avancement du front, la section totale de pas-
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sage peut être évaluée à 2 m .
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Le poids spécifique moyen du gaz a pour valeur :
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long du front de taille.