RU2165019C2 - Method of borehole mining of coal - Google Patents
Method of borehole mining of coal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2165019C2 RU2165019C2 RU99110765A RU99110765A RU2165019C2 RU 2165019 C2 RU2165019 C2 RU 2165019C2 RU 99110765 A RU99110765 A RU 99110765A RU 99110765 A RU99110765 A RU 99110765A RU 2165019 C2 RU2165019 C2 RU 2165019C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- coal
- wells
- gasification
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при скважинной добыче угля. The invention relates to the field of mining and can be used in downhole coal mining.
Известен способ скважинной добычи угля, основанный на приведении угля в подвижное состояние путем гидромеханического воздействия на пласт и выдачи его в виде гидросмеси на поверхность (см. Горную энциклопедию. Т.4, М., Советская энциклопедия, 1989, с. 549 - 553). There is a method of downhole coal mining, based on bringing coal into a mobile state by hydromechanical impact on the formation and issuing it in the form of a hydraulic mixture to the surface (see Mountain Encyclopedia. T.4, M., Soviet Encyclopedia, 1989, pp. 549 - 553) .
Недостатком этой технологии являются узкая область ее применения (необходимы горно-геологические условия с устойчивой кровлей, порода почвы угольного пласта должна быть водоупорной), большие потери полезного ископаемого (35-60%). The disadvantage of this technology is the narrow scope of its application (mining and geological conditions with a stable roof are required, the soil of the coal seam must be water-resistant), large losses of minerals (35-60%).
Известен также способ скважинной добычи угля, включающий бурение как минимум двух скважин, создание подземного газогенератора путем формирования сбоечного канала между скважинами, розжиг угля в канале и выгазовывание угольного массива с подачей в подземный газогенератор дутья по одной из скважин и отводом образующегося при этом газа по другой (см. Горную энциклопедию. T.1, М., Советская энциклопедия, 1989, с. 477 - 478). There is also known a method of downhole coal mining, which includes drilling at least two wells, creating an underground gas generator by forming a breakdown channel between the wells, igniting the coal in the channel and gasing the coal mass with supplying blast to the underground gas generator through one of the wells and discharging the gas generated in this way through the other (see Mountain Encyclopedia. T.1, M., Soviet Encyclopedia, 1989, pp. 477 - 478).
Недостатками этого технического решения являются: высокая трудоемкость работ по проработке сбоечных каналов между скважинами, низкая калорийность получаемого газа (800 - 600 ккал/м3; 3,2 - 2,4 МДж/м3) и невозможность извлечения хотя бы части запасов угля в натуральном виде, пригодном для использования в качестве сырья для химической промышленности.The disadvantages of this technical solution are: the high complexity of work on the development of breakdown channels between wells, the low calorific value of the produced gas (800 - 600 kcal / m 3 ; 3.2 - 2.4 MJ / m 3 ) and the inability to extract at least part of the coal reserves in natural form, suitable for use as a raw material for the chemical industry.
Задача, на решение которой направлено заявленное решение, выражается в снижении трудоемкости работ по проработке сбоечных каналов между скважинами и обеспечении возможности использования части запасов угля в натуральном виде. The problem to which the claimed solution is directed is expressed in reducing the complexity of work on the development of breakdown channels between wells and making it possible to use part of the coal reserves in kind.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в упрощении сбоечных работ и извлечении части запасов угля в пределах проектных размеров полости подземного газогенератора на момент начала работ по газификации. The technical result achieved in solving the problem is expressed in the simplification of breakdown operations and the extraction of part of the coal reserves within the design dimensions of the underground gas generator cavity at the time of gasification work commencement.
Поставленная задача решается тем, что способ скважинной добычи угля, включающий бурение как минимум двух скважин, создание подземного газогенератора путем формирования сбоечного канала между скважинами, розжиг угля в канале и выгазовывание угольного массива с подачей в подземный газогенератор дутья по одной из скважин и отводом образующегося при этом газа по другой, отличается тем, что вокруг призабойной части скважин посредством гидромониторного агрегата формируют полости, причем этот процесс продолжают до начала саморазрушения угольного массива, отделяющего одну полость от другой, после чего прекращают гидравлическую выемку угля, откачивают воду и начинают термическую подготовку массива, вмещающего скважины, к газификации, для чего в полости подают газ с температурой 350-400oC, а после прогрева массива до данной температуры прекращают подачу газа в одну из скважин и, одновременно, повышают давление газа в другой скважине до достижения прорыва газов из одной полости в другую полость, после чего начинают подачу кислородного дутья с отводом из другой скважины газов - продуктов газификации. Кроме того, расстояние между скважинами, используемыми как дутьевые в процессе газификации, принимается большим, чем расстояние между дутьевой и газоотводящей скважиной. Кроме того, после выхода процесса газификации на устойчивый режим в состав дутья вводят CO2, доводя содержание последнего до 35%, при снижении содержания O2 до 65%. Кроме того, в качестве газа, используемого для подготовки массива, вмещающего скважины, к газификации используют выхлопные газы газотурбинной установки, предпочтительно, предназначенной для сжигания газа - продукта газификации. Кроме того, CO2 в состав дутья отбирают из выхлопа газотурбинной установки. Кроме того, в процессе гидравлической выемки угля в почве пласта оставляют защитную пачку угля.The problem is solved in that the method of downhole coal mining, including drilling at least two wells, creating an underground gas generator by forming a breakdown channel between the wells, igniting the coal in the channel and gasing the coal mass by supplying an underground gas generator with blast through one of the wells and discharging the resulting this gas in another way, characterized in that cavities are formed around the bottom hole of the wells by means of a hydromonitor unit, and this process continues until the start of self-destruction of the ugo a solid array separating one cavity from another, after which the hydraulic extraction of coal is stopped, water is pumped out and thermal preparation of the array containing the wells is started for gasification, for which gas is supplied to the cavity at a temperature of 350-400 o C, and after heating the array to this the temperatures stop the gas supply to one of the wells and, at the same time, increase the gas pressure in the other well until the breakthrough of gases from one cavity to the other cavity is achieved, after which the supply of oxygen blast begins with the removal of gases from the other well - gasification products. In addition, the distance between the wells used as blast holes in the gasification process is taken to be larger than the distance between the blast and gas wells. In addition, after the gasification process has reached a steady state, CO 2 is introduced into the blast, bringing the content of the latter to 35%, while reducing the O 2 content to 65%. In addition, the exhaust gases of a gas turbine installation, preferably designed to burn gas, a gasification product, are used as gas used to prepare the array containing the wells for gasification. In addition, CO 2 in the composition of the blast is taken from the exhaust of a gas turbine installation. In addition, during the hydraulic extraction of coal in the soil of the formation, a protective pack of coal is left.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию "новизна". A comparative analysis of the features of the claimed solution with the features of the prototype and analogues indicates its compliance with the criterion of "novelty."
Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи. The features of the characterizing part of the claims solve the following functional tasks.
Признаки "вокруг призабойной части скважин посредством гидромониторного агрегата формируют полости, причем этот процесс продолжают до начала саморазрушения угольного массива, отделяющего одну полость от другой" обеспечивают выемку части объемов угля в природном виде и снижают прочность угольной перемычки, отделяющей полости друг от друга. The signs "around the bottom hole of the wells form cavities by means of a hydromonitor unit, and this process continues until the self-destruction of the coal mass separating one cavity from the other" ensures the extraction of part of the coal volumes in natural form and reduce the strength of the coal bridge separating the cavities from each other.
Признаки "прекращают гидравлическую выемку угля, откачивают воду и начинают термическую подготовку массива, вмещающего скважины, к газификации, для чего в полости подают газ с температурой 350-400oC," обеспечивают переход угольного массива от гидравлического способа разработки к газификации.Signs "stop the hydraulic mining of coal, pump out water and begin thermal preparation of the array containing the wells for gasification, for which gas is supplied to the cavity with a temperature of 350-400 o C," ensure the transition of the coal mass from the hydraulic development method to gasification.
Признаки "после прогрева массива до данной температуры прекращают подачу газа в одну из скважин и, одновременно, повышают давление газа в другой скважине до достижения прорыва газов из одной полости в другую полость", излагают процесс сбойки скважин и начала формирования полости газогенератора. The signs "after heating the array to a given temperature, stop the gas supply to one of the wells and, at the same time, increase the gas pressure in the other well until a breakthrough of gases from one cavity to the other cavity is achieved", the process of well shutdown and the start of the formation of the gas generator cavity are described.
Признаки "начинают подачу кислородного дутья с отводом из другой скважины газов - продуктов газификации" описывают начало процесса газификации. The signs "start supplying oxygen blast with the removal of gases from another well - gasification products" describe the beginning of the gasification process.
Признаки второго пункта формулы изобретения обеспечивают сохранение управляемости процессом газификации при работе с "кустом" скважин. The signs of the second claim ensure the controllability of the gasification process when working with a "well" of wells.
Признаки третьего пункта формулы изобретения обеспечивают повышение калорийности газа - продукта газификации. The signs of the third paragraph of the claims provide an increase in calorific value of gas - a gasification product.
Признаки четвертого и пятого пунктов формулы изобретения конкретизируют источник получения газа для подготовки массива угля, вмещающего газогенератор и CO2, для состава дутья.The features of the fourth and fifth claims specify the source of gas for the preparation of an array of coal containing the gas generator and CO 2 for the composition of the blast.
Признак шестого пункта формулы изобретения обеспечивает независимость процесса гидравлической выемки полостей от водостойкости пород почвы. The feature of the sixth claim ensures the independence of the process of hydraulic excavation of the cavities from the water resistance of soil rocks.
Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых показаны: на фиг. 1 - вид газогенератора в плане на уровне поверхности, на фиг. 2 - вертикальный разрез пласта до сбойки скважин, на фиг. 3 - то же после сбойки скважин. The invention is illustrated by drawings, in which: FIG. 1 is a plan view of the gas generator at the surface level, FIG. 2 is a vertical section through a formation before well failure; FIG. 3 - the same after the failure of the wells.
На чертежах показаны дутьевая скважина 1, газоотводящая скважина 2, полости 3 вокруг забойной части скважин 1 и 2, залежь 4 угля, целик 5, разделяющий скважины, с трещинами 6, блоки оборудования 7 очистки отходящих газов, газотурбинная установка 8 с генератором электрического тока, гидромониторный агрегат 9, защитная пачка угля 10. The drawings show a
Подготовка подземного газогенератора к работе включает бурение скважин 1 и 2 с поверхности до почвы залежи 4 угля (с оставлением защитной пачки 10) и их обсадку. Затем в скважинах 1 и 2 размещают гидромониторный агрегат 9 и проводят гидравлическое разрушение угольной залежи 4 с выдачей угольной пульпы на поверхность. Объем формируемых полостей 3 наращивают до начала процесса разрушения целика 5, что контролируют известным образом, например ультразвуковыми и сейсмоакустическими методами. По достижении заданных проектом размеров полостей 3 их осушают откачкой на поверхность угольной пульпы. Preparation of an underground gas generator for operation includes
Затем соответствующим образом переоборудуют оголовки обсадных труб скважин 1 и 2, обеспечивая возможность, соответственно, подачи и отвода газа, после чего осуществляют обработку полостей 3 горячими газами с температурой 350-400oC. Для этого полость обсадных труб этих скважин связывают либо с газоотводящей скважиной соседнего (с описываемыми скважинами 1 и 2) подземного газогенератора, либо, что предпочтительно, с выхлопным коллектором (на чертежах не показан) ГТУ 8, либо с обоими названными объектами одновременно и прокачивают через них горячий газ. При этом достигается осушение поверхности подземного газогенератора, а затем и соответствующий ее прогрев.Then, the casing heads of
Затем начинают работы по сбойке скважин 1 и 2, для чего подвод газа в одну из них прекращают, а во второй, наоборот - давление газа увеличивают до 0,6 - 2,2 МПа, что обеспечивает "продавливание газоотводящих каналов" из одной скважины в другую (об это судят по резкому падению давления в скважине, используемой для нагнетания сжатого газа, и (или) по росту расхода газа). Then, work begins on shutting down
После достижения угольным массивом (стенками полостей 3, целиком 5 угля и защитной пачкой 10) температуры порядка 350 - 400oC в дутьевую скважину 1 подают дутье - газовую смесь, включающую CO2, O2. Причем на первом этапе долю CO2 минимизируют, пока процесс газификации не стабилизируется. После этого содержание CO2 повышают до проектного (до 35% от объема дутья). Для получения объемов CO2 используют блоки оборудования 7 очистки отходящих газов, смонтированные на выхлопе газотурбинной установки 8 или на выходе газоотводящей скважины 2.After the coal mass (the walls of the
При необходимости форсирования теплового режима в газогенераторе в дутье увеличивают содержание кислорода. If necessary, boost the thermal regime in the gas generator in the blast to increase the oxygen content.
Получение высококалорийного газа обеспечивается применением в дутье смеси газов (O2 + CO2), где кислород составляет 65%, диоксид углерода - 35%, причем CO2 отбирается с температурой 300 - 350oC, что в целом повышает температуру дутья, вносит в газогенератор большое количество тепла и способствует реакциям по образованию CO и H2. Расчетная калорийность газа в этом варианте достигает 1800 - 2000 ккал/м3 (7,5 - 8,38 МДж/м3). После очистки от CO2 на поверхности газ имеет калорийность 2200 - 2300 ккал/м3 (9,2 - 9,6 МДж/м3) и может транспортироваться по фактору экономики на расстояние 180 - 200 км вместо 30 км для газа калорийностью 800 ккал/м3 (3,8 МДж/м3).The production of high-calorie gas is ensured by the use of a gas mixture in the blast (O 2 + CO 2 ), where oxygen is 65%, carbon dioxide is 35%, and CO 2 is taken at a temperature of 300 - 350 o C, which generally increases the temperature of the blast, introduces the gas generator has a large amount of heat and promotes reactions to form CO and H 2 . The estimated calorific value of gas in this embodiment reaches 1800 - 2000 kcal / m 3 (7.5 - 8.38 MJ / m 3 ). After removing CO 2 from the surface, the gas has a calorie content of 2200–2300 kcal / m 3 (9.2–9.6 MJ / m 3 ) and can be transported 180–200 km by economic factor instead of 30 km for gas with a calorie value of 800 kcal / m 3 (3.8 MJ / m 3 ).
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110765A RU2165019C2 (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Method of borehole mining of coal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110765A RU2165019C2 (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Method of borehole mining of coal |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99110765A RU99110765A (en) | 2001-03-10 |
RU2165019C2 true RU2165019C2 (en) | 2001-04-10 |
Family
ID=20220206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99110765A RU2165019C2 (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Method of borehole mining of coal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2165019C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9428978B2 (en) | 2012-06-28 | 2016-08-30 | Carbon Energy Limited | Method for shortening an injection pipe for underground coal gasification |
US9435184B2 (en) | 2012-06-28 | 2016-09-06 | Carbon Energy Limited | Sacrificial liner linkages for auto-shortening an injection pipe for underground coal gasification |
CN108708722A (en) * | 2018-03-27 | 2018-10-26 | 山东科技大学 | A method of being used for the efficient prevention bump of low air permeability coal seam |
-
1999
- 1999-05-21 RU RU99110765A patent/RU2165019C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Горная энциклопедия, Т. 1, - М.: Советская энциклопедия, 1989, с. 477 - 478. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9428978B2 (en) | 2012-06-28 | 2016-08-30 | Carbon Energy Limited | Method for shortening an injection pipe for underground coal gasification |
US9435184B2 (en) | 2012-06-28 | 2016-09-06 | Carbon Energy Limited | Sacrificial liner linkages for auto-shortening an injection pipe for underground coal gasification |
US9963949B2 (en) | 2012-06-28 | 2018-05-08 | Carbon Energy Limited | Sacrificial liner linkages for auto-shortening an injection pipe for underground coal gasification |
US9976403B2 (en) | 2012-06-28 | 2018-05-22 | Carbon Energy Limited | Method for shortening an injection pipe for underground coal gasification |
CN108708722A (en) * | 2018-03-27 | 2018-10-26 | 山东科技大学 | A method of being used for the efficient prevention bump of low air permeability coal seam |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3987851A (en) | Serially burning and pyrolyzing to produce shale oil from a subterranean oil shale | |
US4099567A (en) | Generating medium BTU gas from coal in situ | |
US3952802A (en) | Method and apparatus for in situ gasification of coal and the commercial products derived therefrom | |
US4366864A (en) | Method for recovery of hydrocarbons from oil-bearing limestone or dolomite | |
US3734184A (en) | Method of in situ coal gasification | |
US4678039A (en) | Method and apparatus for secondary and tertiary recovery of hydrocarbons | |
RU2443857C1 (en) | Method to produce hydrogen during underground coal gasification | |
RU2319838C1 (en) | Method for underground gasification of gas-bearing coal series | |
WO2014176932A1 (en) | Method and process for shale oil and gas extraction by fracturing and chemical retorting in oil shale in situ vertical well | |
WO1999015761A1 (en) | Hydrologic cells for recovery of hydrocarbons and/or thermal energy from hydrocarbon bearing formations | |
US4043598A (en) | Multiple zone preparation of oil shale retort | |
US4043597A (en) | Multiple level preparation of oil shale retort | |
RU2322586C2 (en) | Method for methane removal from coal deposit seams | |
US4117886A (en) | Oil shale retorting and off-gas purification | |
CN114718539B (en) | In-situ combustion explosion fracturing method in multi-round methane layer | |
RU2272909C2 (en) | Method to apply action to coal bed | |
RU2396305C1 (en) | Method of hydrogen formation from coal-bearing layer | |
RU2402595C2 (en) | Cyclic procedure of carbon underground gasification | |
RU2165019C2 (en) | Method of borehole mining of coal | |
RU2382879C1 (en) | Underground gasification method | |
RU2385411C1 (en) | Underground gas generator | |
RU2383728C1 (en) | Method for underground gasification | |
RU2388790C1 (en) | Thermal processing method of deep-lying slate coals | |
US3076505A (en) | Process for initiation of in situ combustion | |
US7051809B2 (en) | Burn assisted fracturing of underground coal bed |