CS262123B1

CS262123B1 - Process for processing coal mass

Info

Publication number: CS262123B1
Application number: CS871780A
Authority: CS
Inventors: Roman Ing Csc Farion
Original assignee: Roman Ing Csc Farion
Priority date: 1987-03-17
Filing date: 1987-03-17
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS178087A1

Abstract

Podstata řešení, které je určeno pro zpracování uhelné hmoty s nízkou výhřevností a vysokou popelnatostí, je, že podzemní zplyňování, při němž se uhelná hmota uskladňuje u zdroje těžby do vrstvy až 5 m mocné, se uskutečňuje po překrytí jílovou vrstvou alespoň 2 m mocnou a zasypání skrývkou tak, že vznikající plyn je z generátoru odsáván.The essence of the solution, which is intended for processing coal mass with low calorific value and high ash content, is that underground gasification, in which the coal mass is stored at the mining source in a layer up to 5 m thick, is carried out after being covered with a clay layer at least 2 m thick and covered with overburden so that the resulting gas is extracted from the generator.

Description

Vynález se týká méně náročného· na přípravu a rychleji využitelného způsobu zpracování uhelné hmoty s nízkou výhřevností a vysokou popelnatostí v uměle vytvořeném podzemním generátoru.The invention relates to a less demanding preparation and a more quickly utilizable method of treating coal mass with low calorific value and high ash content in an artificially created underground generator.

Při povrchovém dobývání uhlí v lomech dochází vlivem nerovnoměrného prouhelnění stroje k selektivní těžbě, která umožňuje oddělení uhlí s rozdílnou kvalitou. Pro uhlí s nízkou výhřevností a vysokou popelnatostí není zpravidla použití, a proto je někdy smícháno s uhlím s vyšší výhřevností a nízkdu popelnatostí z jiných uhelných řezů, nebo je zakládáno do výklizu a tím jednou pro vždy znehodnoceno. Ztrátě uhelné hmoty s nízkou výhřevností a vysokou popelnatostí obsahující až 55 %, je možno s poměrně malými náklady zabránit tak, že se podle čs. AO 250 301 tato uhelná hmota uskladňuje u zdroje těžby, například přímo lomu, kde byla vytěžena, do vrstvy až 5 m mocné, poté se hermeticky uzavře jílovou vrstvou, jejímž mocnost je alespoň pětinásobkem mocnosti uhelné vrstvy a zasype skrývkovými zeminami. Po ukončení konsolidačního procesu trvajícího alespoň deset let se zplyní v takto vytvořeném podzemním generátoru známým nízkotlakým zplyňováním, tj, přeměnou hnědého uhlí pomocí zplyňovacího činidla, kterým je vzduch či kyslík vháněný pod tlakem do generátoru vrty, na směs plynu za úplného zkonvertování uhlíku výchozího paliva.During surface mining of coal in quarries, due to the uneven rooting of the machine, selective extraction occurs, which allows separation of coal of different quality. For coal with low calorific value and high ash content, there is usually no use, and therefore it is sometimes mixed with coal with higher calorific value and low ash value from other coal cuts, or it is loaded into the evacuation and thus once and for all depreciated. Losses of coal with a low calorific value and a high ash content of up to 55% can be prevented at relatively low cost by avoiding, in accordance with U.S. Pat. AO 250 301 stores this coal mass at the source of extraction, for example directly in the quarry where it was mined, in a layer up to 5 m thick, then it is hermetically sealed with a clay layer whose thickness is at least five times the thickness of the coal layer and covered with overburden. After completion of the consolidation process lasting at least ten years, it is gasified in the underground generator thus formed by a known low-pressure gasification, i.e. by converting lignite with a gasification agent, which is pressurized air or oxygen into the bore generator, into a gas mixture.

Rozšíření a praktického využití zplyňované uhelné hmoty s vysokou popelnatostí a nízkou výhřevností známým způsobem, tj. za přetlaku vzduchu či jiného zplyňovacího činidla v podzemním generátoru uměle vytvořeným přímo v lomu bránilo několik příčin; jednak citelný nedostatek jílových hornin vhodných pro vytvoření bezprostředního nadloží uhelné vrstvy rovnající se pětinásobku mocnosti zplyňované vrstvy, dále zabezpečení dostatečné hermetičnosti nadloží zplyňované sloje proti únikům vznikajícího plynu na povrch, ke kterému dochází při tomto způsobu zplyňování pod tlakem, a posléze značná prodleva mezi vytvořením generátoru a jeho spuštěním, podmíněná ukončenína konsolidačního procesu trvajícího alespoň 10 let.The spreading and practical use of the gasified coal mass with high ash and low calorific value in a known manner, i.e. under pressure of air or other gasification agent in an underground generator artificially created directly in the quarry, has prevented several causes; Firstly, there is a noticeable lack of clay rocks suitable for forming an immediate overburden of the coal layer equal to five times the thickness of the gasified bed; and its launch, conditional completion of a consolidation process lasting at least 10 years.

Příčinám, které znesnadňovaly uskutečnění generátoru pracujícího s přetlakem, lze zabránit způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pracuje s podtlakem a tedy odsáváním vznikajícího plynu.The causes which made it difficult to realize the positive pressure generator can be avoided by the method according to the invention, which consists in working with negative pressure and thus exhausting the resulting gas.

To má za následek znemožnění úniku plynu na povrch bezprostředním nadložím uhelné vrstvy. Takovýmto způsobem odpadá značná spotřeba jílovitých materiálů ukládaných do nadloiží zplyňované sloje a poklesne i význam naprosté hermetičnosti nadloží. Způsob podle vynálezu má i příznivý vliv na zkrácení času mezi vybudováním generátoru a jeho spuštěním, což v minulosti vyžadovalo období nejméně deseti let. Dále ne4 dochází k zamořování krajiny exhalacemi a popetovinamii.This has the effect of preventing gas leakage to the surface by the immediate overburden of the coal layer. In this way, the considerable consumption of clay materials deposited in the overburden of the gasified seam is eliminated, and the importance of the overburden of the overburden decreases. The method according to the invention also has a beneficial effect on the reduction of the time between the construction of the generator and its start-up, which in the past required a period of at least ten years. Furthermore, the landscape is not contaminated by exhalations and popetovinamii.

Pro provoz podzemního generátoru tohoto typ» je· clmírakteristické, že popeloviny z uhelné substance zůstávají trvale pod zemí a nevycházejí v podobě popílku, po spálení plynu do ovzduší, čímž je zaručena ochrana životního prostředí.For the operation of an underground generator of this type »it is essential that the ash matter from the coal substance remains permanently underground and does not emanate as fly ash, after the gas is burned into the atmosphere, thus ensuring environmental protection.

Podmínka pro bezporuchový chod celého zařízení je, aby vrt odsávající plyn pracoval v podtlaku vůči vrtu vtláčenému.The condition for trouble-free operation of the whole device is that the gas extraction borehole operates under negative pressure against the borehole injected.

Příklad vynálezu je znázorněn na výkrese.An example of the invention is illustrated in the drawing.

Na výkrese jsou znázorněny v lomu nadložní vrstvy 1, nacházející se nad uhelnou slojí 2, která obsahuje polohu 3 uhelné sloje o popelnatosti až 55 %, která bude selektivně vytěžena· a zplyněna v podzemním generátoru a polohu 4 uhelné sloje s nízkým obsahem popela, která bude odtěžena. Uhelná poloha 3 je těžena selektivně rypadlem 5 a přemisťována dále zakladačem 6 do vytěžené části lomu do vrstvy 7. Vytvořenou uhelnou, vrstvu 7 obsahující uhelnou hmotu o popelnatosti až 55 % je možno doplňovat uhlím i z jiných uhelných řezů či lomů. Počas jejího ukládání je vhodné položit potrubí 8 sloužící k vytvoření ohřevných kanálů pro uvedení generátoru do provozu. Po dosažení požadované mocnosti 9 uhelné vrstvy 7, která může být až 5 m, je vrstva zhmotněna kolesovým či pásovým traktorem Ifl, pokryta jílovou vrstvou 1.1 o mocnosti 12, která by měla být nejméně 2 m, což je mocnost postačující, aby bylo zabráněno vzduchu do vznikajícího plynu. Všechny hlušiny získané ze skrývky či odjinud je možno uskladňovat jako za obvyklých podmínek v lomu do vrstvy 13. Podle reliéfu podloží a množství uhelné hmoty určené ke zplyňování je možno vytvořit samostatný blok oddělený od následujícího bloku jílovou vrstvou 11 ukládanou do nodloží. V dokončeném a uzavřeném bloku jsou odvrtá-ny vtlačný vrt 14 a těžební vrt 15 až do hloubky potrubí 8 sloužících jako· ohňové kanály. Zprůchodnění obou vrtů 14 a 15 s potrubím 8 je dosaženo střelnou prací. Na ústí vtlačného vrtu 14 je připojen kompresor 16, na ústí těžebního vrtu 15 je připojen ventilátor 17. Po zapálení uhlí pod vtlačným vrtem 14 je uveden do činnosti kompresor 16 a současně i ventilátor 17. Směrem od vrtu 14 k vrtu 15 dochází ke konverzi uhelné hmoty a získaný chudý koncerzi uhelné hmoty a získaný chudý plyn je vysáván potrubím 8 pomocí ventilátoru 17 na povrch, kde je čištěn a poté spalován ve vhodném spotřebiči. Podmínkou pro bezpečný chod celého zařízení je, aby mezi vtlačným vrtem 14 a těžebním vrtem 15 byla deprese zaručující odsávání vznikajícího plynu v generátoru, čímž je znemožněn únik plynu nadložím.The drawing shows the fracture of the overlying layer 1 located above the coal bed 2, which comprises a coal bed position 3 having an ash content of up to 55% that will be selectively extracted and gasified in an underground generator and a low ash coal bed position 4. will be mined. The coal position 3 is mined selectively by an excavator 5 and moved further by the loader 6 to the excavated part of the quarry into layer 7. The formed coal layer 7 containing coal mass with an ash content of up to 55% can be supplemented with coal from other coal cuts. During its deposition, it is advisable to lay down the conduit 8 used to form the heating channels for commissioning the generator. Upon reaching the desired thickness 9 of the coal layer 7, which may be up to 5 m, the layer is materialized with a wheeled or crawler tractor Ifl, covered with a clay layer 1.1 of thickness 12 which should be at least 2 m, which is sufficient to prevent air into the resulting gas. All tailings obtained from the overburden or elsewhere can be stored as usual in the quarry into the layer 13. Depending on the relief of the subsoil and the amount of coal to be gasified, a separate block can be formed separated from the next block by a clay layer 11 deposited in the subsoil. In the completed and closed block, the borehole 14 and the borehole 15 are drilled to the depth of the conduits 8 serving as fire channels. The passage of both boreholes 14 and 15 with piping 8 is achieved by firing work. A compressor 16 is connected to the borehole 14, and a fan 17 is connected to the borehole 15. After the coal has been lit under the borehole 14, the compressor 16 and the fan 17 are activated. and the lean coal obtained and the lean gas obtained is sucked through a duct 8 via a fan 17 onto the surface where it is cleaned and then burned in a suitable appliance. A precondition for the safe operation of the entire plant is that there is a depression between the borehole 14 and the borehole 15, guaranteeing the evacuation of the generated gas in the generator, thereby preventing gas leakage through the overburden.

Vynález lze použít jak v lomech těžících střídavě uhlí horší kvality, pro něž není v současnosti použití, či náklady na jeho přepravu by značně převýšily jeho prodejní cenu, tak v lomech těžících uhlí pro potřeby plynárenství, kde není možné realizovat klasické podzemní zplyňování „in šitu“, pro nevhodné tektonické, těžební nebo jiné podmínky. Nevylučuje ani možnost zplyňování ti uhelné hmoty či jiných vhodných organických odpadů i na odlehlých místech jakými jsou prohlubně v terénu, stará říční koryta, vysušená jezera, prostory po vytěžených nerostných surovinách, jako jsou pískovny, štěrkovny, lomy na cihlářské hlíny apod.The invention can be used both in quarries of alternating coal of inferior quality, for which there is currently no use, or the cost of transportation would greatly exceed its selling price, and in quarries of coal mining for the gas industry, where it is not possible ", For unsuitable tectonic, mining or other conditions. Nor does it exclude the possibility of gasification of coal or other suitable organic waste, even in remote places such as depressions in the terrain, old river beds, dried lakes, mined areas, such as sand pits, gravel pits, brick quarries, etc.

Claims

Process for processing coal mass, in particular with low calorific value and high ash content by underground gasification, in which the coal mass is stored at the source of extraction, eg directly in loime or in other terrain depressions into a layer up to 3 m thick, characterized in it is covered with a clay layer of at least 2 m thick and then gasified, the resulting gas being extracted from the generator.