DE3140027C2

DE3140027C2 - Verfahren zum Vorrichten und Vergasen eines Kohleflözes in großer Teufe

Info

Publication number: DE3140027C2
Application number: DE19813140027
Authority: DE
Inventors: Pierre Tilff Ledent
Original assignee: INST DEV GAZEIFIC SOUTERRAINE; Institution Pour Le Developpement de la Gazeification Souterraine Liege
Current assignee: Institution Pour Le Developpement de la Gazeificat
Priority date: 1980-10-13
Filing date: 1981-10-08
Publication date: 1986-09-04
Also published as: FR2491993B1; FR2491993A1; DE3140027A1; BE885681A; GB2086930B; GB2086930A; NL8104625A

Abstract

Zur Vorbereitung des Abbaus wird in herkömmlicher Weise ein Netz von Stollen unterhalb des Niveaus einer auszubeutenden Schicht in das Gebirge vorangetrieben. Nun wird zwischen diesen Stollen und den auszubeutenden Schichten ein Wehrstoß mit einer Mindeststärke von vierzig bis fünfzig Metern freigelassen. Während der gesamten Vergasung sind die einzigen Verbindungen zwischen den Stollen und den im Abbau befindlichen Schichten eine Anzahl von Bohrungen geringen Durchmessers, die vor dem Beginn des Abbaus gebohrt wurden und mit in das Gebirge einzementierten Rohren ausgekleidet sind.

Description

— zwischen dem Flöz (1) und dem Streckennetz (5) ein Mindestabstand von 40 m verbleibt, daß

— das Streckennetz (5) mit dem Flöz (1) durch mindestens einen Blindschacht (7) verbunden wird, daß

— von diesem Blindschacht (7) aus das zu vergasende RSz durch Strecken (8,15) oder Flözbohrup.gep. aufgeschlossen wird, daß

— danach der Blindschacht (7) durch einen Betonpfropfen (14) großer Dicke verschlossen wird, daß

— über diesen Betonpfropfen (14) eine Wassersäule von mehreren Metern Höhe eingefüllt wird und daß

— in die Bohrungen (11,12,13) Rohre für die Vergasungsmittelzuleitung einzementiert werden.

2. Verfahrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Streckennetz (5) im unverritzten Gebirge noch mindestens eine separate, bis übertage reichende Abluftbohrung(6) zugeordnet wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorrichten und Vergasen eines Kohleflözes in großer Teufe, mit mindestens einem Schacht und einem davon ausgehenden Streckennetz, das unterhalb des zu vergasenden Flözes aufgefahren wird und das über Bohrlöcher für die Vergasungsmittelzuleitung in Verbindung gebracht und aus dem mittels Bohrlöchern das Gas zutagegebracht wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 9 47 608 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren ergibt sich das Problem, daß bei der Untertagevergasung eines Kohleflözes Gas in benachbarte Kohlefelder eintritt, die für den Vergasungsvorgang vorbereitet werden. Insbesondere dann, wenn die Untertagevergasung in großer Teufe erfolgt, geschieht der Vergasungsvorgang unter hohem Druck, so daß eine zuverlässige Abdichtung des zu vergasenden Feldes erforderlich ist, da das Produktgas einen hohen Anteil an Kohlenoxid enthält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile des bekannten Verfahrens zu vermeiden und das Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, daß während der Untertagevergasung eines Kohleflözes in benachbarten Kohlefeldern gearbeitet werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhalten der Befahrbarkeit des Streckennetzes zwischen dem Flöz und dem Streckennetz ein Mindestabstand von 40 m verbleibt, daß das Streckennetz mit dem Flöz durch mindestens einen Blindschacht verbunden wird, daß von diesem Blindschacht aus das zu vergasende Flöz durch Strecken oder Flözbohrungen aufgeschlossen wird, daß danach der Blindschacht durch einen Betonpfropfen großer Dicke verschlossen wird, daß über diesen Betonpfropfen eine Wassersäule von mehreren Metern Höhe eingefüllt wird und daß in die Bohrungen Rohre für die Vergasungsmittelzuleitung einzementiert werden.

Durch das erfindungsgemäße Einhalten eines Mindestabstandes von 40 m zwischen Flöz und Streckennetz wird sichergestellt, daß das Streckennetz auch während und nach dem Ausbrennen der Kohle im Flöz ohne Gefahr durch die Bergleute begangen werden kann. Der vom Streckennetz zum darüberliegenden Flöz führende Blindschacht, wird nicht nur durch einen Betonpfropfen verschlossen, sondern zusätzlich durch einen hydraulischen Verschluß in Form einer Wassersäule von mehreren Metern Höhe abgedichtet, so daß das unter hohem Druck stehende Gas weder durch den Querschnitt des Blindschachtes noch durch das diesen Blindschacht umgebende Gestein, das sich beim Einbringen des Blindschachtes gelockert haben kann, in das Streckennetz eindringen kann. Die das Streckennetz mit dem Flöz verbindenden Bohrungen sind überdies durch in das Gebirge einzementierte Rohre ausgekleidet und somit vor Beginn der Untertagevergasung des jeweiligen Flözes verschlossen.

Um die Belüftung des Streckennetzes ^u verbessern, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dem Streckennetz im unverritzten Gebirge noch mindestens eine separate, bis übertage reichende Abluftbohrung zuzuordnen, se daß die unterhalb jedes Vergasungsfeldes liegenden Teile des Streckennetzes sicher bewettert werden können.

Aus »Bergbautechnik«, 1953, Seite 623, ist es zwar bekannt, für die Vergasung eines allerdings steil stehenden Flözes in dessen Liegendem, aber parallel zur Feuerstrecke, eine weitere Strecke aufzufahren, aus der Querschläge vorgetrieben werden. Diese Querschiäge dienen jedoch lediglich zur Aufnahme von Thermoelementen und zur Entnahme von'Gasproben.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend anhand dreier Zeichnungen erläutert. Von denen zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Steinkohlenlagerstätte,

Fig.2 einen Horizontalschnitt in der Ebene X-Yder F i g. 1 und

F i g. 3 eine Darstellung entsprechend der F i g. 2 für eine alternative Ausführung.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Steinkohlen-Lagerstätte hat zwei Flöze 1 und 2, die mit dem oberen Flöz 1 beginnend nacheinander vergast werden sollen. Zu diesem Zweck werden zwei nebeneinanderliegende Schächte 3 und 4 abgeteuft, die als Eintrittsschacht und als Luftaustritt verwendet werden. Unterhalb des Niveaus der abzubauenden Flöze 1 und 2 wird ein Strekkennetz 5 aufgefahren. Ausgehend von der Erdoberfläche bis zum Ende des Streckennetzes 5 wird eine Abluftbohrung 6 vorgetrieben, die unabhängig von den beiden Schächten 3 und 4 ist.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erfolgt die Vorbereitung für den Abbau durch Vergasung im Bereich des Flözes 1 durch Treiben eines Blindschachtes 7 und Aufschließen einer Strecke 8, die sich über mehrere 100 m Länge im Flöz 1 erstrecken kann. Diese Strecke 8 verläuft in F i g. 1 im rechten Winkel zur dargestellten Schnittebene und ist im Grundriß in F i g. 2 zu erkennen.

Diese im Flöz 1 verlaufende Strecke 8 dient als Aus-

laß für das Gas zwischen der Front des Abbaues durch Vergasung und dem Fuß einer Bohrung 9, die ausgehend von der Erdoberfläche niedergebracht worden ist. Sie bildet während des gesamten Abbaues eine Auslaßbohrung für das Produktgas.

Die für die Vergasung benötigten Vergasungsmittel werden über mindestens einen der Schächte 3 und 4 und das Streckennetz 5 zu einem Querhieb 10 geleitet. Auch dieser Querhieb 10 liegt in der Schnittdarstellung der Fig. 1 rechtwinklig zur Schnittebene. Die Vergasungsmittel werden durch eine Reihe von Bohrungen 11 in das Flöz 1 eingeleitet Diese Bohrungen 11 sind ausgehend vom Querhieb 10 nach oben ausgeführt und jeweils durch Futterrohre ausgekleidet, die in das Gestein einzementiert sind. Beim Ausführungsbeispiel werden die Bohrungen 11 ergänzt durch weitere Bohrungen 12 und 13, die schräg verlaufen und zur Erzielung erster Verbindungen innerhalb des Flözes 1 mittels des Rückwärtsbrennverfahrens benötigt werden.

Vor dem Beginn des Vergasens wird ein Betonpfropfen 14 großer Dicke in den Blindschacht 7 eingebracht Dadurch wird das Vergasungsgebiex vollständig vom Streckennetz 5 isoliert Um jegliche Ge-ahr eines Durchtritts von Gas zu vermeiden, ist eine Wassersäule von mehreren Metern Höhe oberhalb dieses Betonpfropfens 14 eingefüllt Das Wasser dient als hydraulische und schützende Sperre zwischen dem Vergasungsgebiet und dem für Personal zugänglichen Streckennetz 5.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, ist das Vergasungsgebiet in seinem unteren Bereich durch die Strecke 8 begrenzt, die mittels konventioneller Bergbautechniken aufgefahren ist. Die F i g. 2 ist ein Schnitt durch die Ebene X-Yan der Decke des Flözes 1. Die Ausgangsposition für die Vergasungsfront wird durch eine Strecke 15 oder Bohrung gebildet, die im Flöz 1 ausgehend von der Strecke 8 ausgeführt ist.

In der in F i g. 3 gezeigten alternativen Ausführung zu F i g. 2 wird das Vergasungsfeld in seinem unteren Bereich durch eine Bohrung 8a großer Länge begrenzt, die durch das F.öz 1 gebohrt ist Die Ausgangsposition für die Vergasungsfront wird durch Herstellen von Kanälen 15a durch Rückwärtsbrenntechnik erzeugt, die zwischen dem Ende der Bohrung 8a und dem Ende der schrägen Bohrungen 13, 12 und Ha ausgeführt sind. Durch letztere wird Luft mit hohem Druck zum Herstellen der Kanäle 15a durch Ausbrennen der Kohle eingeleitet.

Bei beiden Ausführungen wird der Abbau des Flözes 1 durch die Bohrungen 11a, 11£>, Uc, lld und He begrenzt, die vom Querhieb 10 ausgehen. In der ersten Phase des Abbaues werden Vergasungsmittel durch die Bohrung 1 ia zugeführt. Der Beginn des Abbaues erfolgt somit an der Bohrung 11a. Die Produktgase, die sich entlang der Vergasungsfront bilden, welche durch die Strecke 15, eine entsprechende Bohrung oder durch die Kanäle 15a zwischen den Enden der Bohrungen 11a, 12 und 13 gebildet wird, werden zum Fuß der Bohrung 9 geführt, die als Auslaßbohrung für Produktgas dient

Mit Fortschreiten des Abbaues verschiebt sich die Vergasungsfront. Diese Verschiebung kann in einem gewissen Maß kontrolliert werden, indem das Einleiten der Vergasungsmittel von der Bohrung 1 la hin zur Bohrung 1! b verschoben wird. Die Ausbeutung des Flözes 1 wird im Umschaltverfahren weitergeführt, wobei nacheinander die Bohrungen 116, lic, 11J und lleals Einlaßbohrungen für die Vergasungsmittel benutzt werden.

Nachdem der Abbau *ies Flözes 1 abgeschlossen ist, werden dieselben Vorkehrungen für den Abbau des Flözes 2 getroffen. Die Bohrungen Ha bis He können wieder für den Abbau dieses zweiten Flözes verwendet werden. Dabei wird ein Betonpfropfen in den Bereich dieser Bohrungen Ha bis He zwischen den beiden Flözen 1 und 2 vorgesehen. Weiterhin wird die Rohrauskleidung in dem Bereich abgeschnitten, in dem die Bohrungen 11 a bis 11 e das Flöz 2 schneiden.

Bei dem voranstehend beschriebenen Abbauverfahren kann die Ausdehnung der Lagerstätte 5 bis 10 Hektar betragen, wobei die auf der Erdoberfläche vorzunehmenden Vorbereitungsarbeiten gering sind. Dieser Vorteil ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn in Regionen mit großer Bevölkerungsdichte gearbeitet werden muß oder wenn ein Abbau von Steinkohlelagerstätten, die sich unterhalb des Meeresbodens befinden, vorgenommen werden soll.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vorrichten eines Kohleflözes für die Untertagevergasung in großer Teufe, mit minde- s stens einem Schacht und einem davon ausgehenden Streckennetz, das unterhalb des zu vergasenden Flözes aufgefahren wird und das über Bohrlöcher für die Vergasungsmittelzuleitung in Verbindung gebracht und aus dem mittels Bohrlöchern das Gas zutagegebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhalten der Befahrbarkeit des Streckennetzes