RU2043493C1

RU2043493C1 - Method for lighting up of coal seam

Info

Publication number: RU2043493C1
Authority: RU
Inventors: Е.В. Крейнин
Original assignee: Институт горного дела им.А.А.Скочинского
Priority date: 1991-12-06
Filing date: 1991-12-06
Publication date: 1995-09-10

Abstract

FIELD: underground gasification of coal seams. SUBSTANCE: method for lighting up of coal seams consists in supply of oxidizer to coal surface opened in well and lighting up of coal. Oxidizer is used in form of air in fixed amount of 30-300 cu.m/h per square meter of opened coal surface that provides for coal self-ignition. Lighting up is promoted by enriching oxidizer with oxygen and its preliminary heating. EFFECT: higher efficiency. 3 cl

Description

Изобретение относится к подземной газификации угля, в частности к розжигу угольного пласта как первой и необходимой стадии процесса. The invention relates to underground coal gasification, in particular to the ignition of a coal seam as the first and necessary stage of the process.

Известен способ розжига угольного пласта путем спуска (сбрасывания) на забой скважины в потоке воздуха раскаленных кусков угля и кокса [1] Однако с увеличением глубины скважины розжиг угольного пласта на ее забое затрудняется из-за измельчения подающих раскаленных кусков кокса по длине скважины. There is a method of igniting a coal seam by lowering (dropping) to the bottom of a well in an air stream of red-hot pieces of coal and coke [1] However, with increasing depth of a well, igniting a coal seam at its bottom is difficult due to grinding of the feeding red-hot pieces of coke along the length of the well.

Известны также способы розжига угольного пласта с помощью предварительной закачки в него легко воспламеняющихся веществ (нефтепродукты, алюминиевые соли и др.) [2] Однако эти способы весьма трудоемки. There are also known methods of ignition of a coal seam by preliminary injection into it of highly flammable substances (oil products, aluminum salts, etc.) [2] However, these methods are very laborious.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, заключающийся в спуске в скважину пропановой горелки и воспламенение с ее помощью угольного пласта [3] Однако и этот способ имеет недостаток, заключающийся прежде всего в трудоемкости и сложности его осуществления. The closest in technical essence to the proposed one is the method of lowering a propane burner into the well and igniting a coal seam using it [3] However, this method also has a drawback, which consists primarily in the complexity and complexity of its implementation.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности розжига угольного пласта. The aim of the invention is to simplify and increase the reliability of ignition of a coal seam.

Достигается это тем, что в известном способе розжига угольного пласта, заключающемся в подводе окислителя к угольной поверхности, вскрытой в скважине, и воспламенении угля, в качестве окислителя подают в скважину воздух в количестве 30-300 м³/ч на 1 м² вскрытой угольной поверхности, при этом окислитель обогащают кислородом и предварительно его подогревают.This is achieved by the fact that in the known method of igniting a coal seam, which consists in supplying an oxidizing agent to a coal surface exposed in a well and igniting coal, air is supplied to the well in an amount of 30-300 m ³ / h per 1 m2 ^of open coal as an oxidizing agent surface, while the oxidizing agent is enriched with oxygen and preheated.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что розжиг угольного пласта осуществляют на ограниченном количестве воздуха, при этом последний обогащают кислородом и предварительно подогревают. Это дает основания утверждать, что заявляемый способ соответствует критерию изобретения "Новизна". Известны технические решения, в которых к угольной поверхности подводят окислитель и внешний воспламенитель. Однако в заявляемом техническом решении строго фиксируют количество нагнетаемого окислителя и розжиг угольного пласта основан на его самовоспламенении. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия". A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the ignition of the coal seam is carried out on a limited amount of air, while the latter is enriched with oxygen and preheated. This gives reason to argue that the claimed method meets the criteria of the invention of "Novelty." Technical solutions are known in which an oxidizing agent and an external igniter are brought to a coal surface. However, in the claimed technical solution, the amount of injected oxidizer and the ignition of the coal seam are strictly fixed based on its self-ignition. This allows us to conclude that it meets the criterion of "significant differences".

Предлагаемый способ розжига угольного пласта осуществляют следующим образом. The proposed method of ignition of a coal seam is as follows.

Розжиг угольного пласта ведут на глубине 135 м в скважине, имеющий диаметр 200 мм. Вскрытая угольная поверхность в этой скважине составляет πdh= 3,14 ˙ 0,2 ˙ 1 ˙ 0,628 м², где мощность вскрытого угольного пласта (h) равна 1 м.Coal seam ignition is conducted at a depth of 135 m in a well having a diameter of 200 mm. The opened coal surface in this well is πdh = 3.14 ˙ 0.2 ˙ 1 ˙ 0.628 m ² , where the thickness of the opened coal seam (h) is 1 m.

В специально проведенном эксперименте определен расход нагнетаемого воздуха, при котором самовоспламеняется вскрытая угольная поверхность. In a specially conducted experiment, the discharge air flow rate was determined at which the exposed coal surface spontaneously ignites.

В таблице приведены основные результаты эксперимента. Температура воспламенения Южно-абинского угля Киселевского месторождения в лабораторных условиях равна 460^оС. На расходе нагнетаемого воздуха 10 м³/ч уголь не воспламенялся, о чем свидетельствовало и постоянство давления нагнетания. Несмотря на рост температуры в забое скважины, зафиксированной с помощью специально опущенной термопары, до 255^оС воспламенение угля не достигалась. Вероятно тепловыделение в результате низкотемпературного окисления настолько мало, что его достаточно лишь для компенсации потерь на прогрев угольного пласта.The table shows the main results of the experiment. Ignition temperature South Abinsky Kiselevskogo deposits of coal in a laboratory is ^about 460 C. In the discharge air flow 10 m ³ / h ^of coal is not ignited, as evidenced by the consistency and the supercharging pressure. Despite the increase in temperature at the well bottom, fixed with the help of specially lowered thermocouple 255 ^C. coal ignition is not achieved. It is likely that the heat release as a result of low-temperature oxidation is so small that it is sufficient only to compensate for losses due to heating of the coal seam.

Лишь при нагнетании воздуха более 20 м³/ч (30 м³/ч ˙ м²) температура в забое скважины повышается до температуры воспламенения угля (более 460^оС), в результате чего давление нагнетания воздуха в скважину возрастает по сравнению с начальной величиной (28,0-30,0 ати).Only when air is injected more than 20 m ³ / h (30 m ³ / h ˙ m ² ) does the temperature in the bottom of the well increase to the ignition temperature of coal (more than 460 ^о С), as a result of which the pressure of air injection into the well increases compared to the initial value (28.0-30.0 ati).

Однако при расходе воздуха 200 м³/ч и более температура в забое скважины снижается до 400^оС и менее. Воспламенение угля не происходит. Начиная с расхода воздуха 200 м³/ч (320 м³/ч ˙ м²), тепловыделение от окисления угля поглощается массой холодного воздуха и разогрев забойной части угольного пласта до температуры воспламенения не достигается.However, with an air flow of 200 m ³ / h and a temperature at the well bottom is reduced ^to 400 ^° C or less. Ignition of coal does not occur. Starting with an air flow rate of 200 m ³ / h (320 m ³ / h ˙ m ² ), the heat from the oxidation of coal is absorbed by the mass of cold air and heating the bottom-hole part of the coal seam to the ignition temperature is not achieved.

Таким образом, розжиг угольного пласта достигается на расходе воздуха 30-300 м³/ч на 1 м² вскрытой угольной поверхности.Thus, the ignition of the coal seam is achieved at an air flow rate of 30-300 m ³ / h per 1 m ² exposed coal surface.

Claims

1. METHOD FOR IGNITING COAL LAYER, which consists in supplying oxidizer-air through wells to an open coal surface and igniting coal, characterized in that in order to simplify and increase the reliability of ignition, air is supplied in an amount of 30,300 m ³ / h per 1 m ² opened coal surface.

2. The method according to p. 1, characterized in that the supplied air is enriched with oxygen.

3. The method according to p. 1, characterized in that the air is preheated.