RU2797421C1 - Method of underground gasification of coal - Google Patents

Method of underground gasification of coal Download PDF

Info

Publication number
RU2797421C1
RU2797421C1 RU2022129214A RU2022129214A RU2797421C1 RU 2797421 C1 RU2797421 C1 RU 2797421C1 RU 2022129214 A RU2022129214 A RU 2022129214A RU 2022129214 A RU2022129214 A RU 2022129214A RU 2797421 C1 RU2797421 C1 RU 2797421C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ignition
gas generator
wells
blast
coal
Prior art date
Application number
RU2022129214A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Грищенков
Александр Васильевич Лиманский
Иван Васильевич Петров
Евгений Иванович Уткин
Вадим Юрьевич Федько
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Специальные Инструменты Горного Дела-ПГУ"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Специальные Инструменты Горного Дела-ПГУ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Специальные Инструменты Горного Дела-ПГУ"
Priority to PCT/RU2022/000343 priority Critical patent/WO2024102016A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2797421C1 publication Critical patent/RU2797421C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining industry.
SUBSTANCE: present invention relates to the methods for underground coal gasification. A method for underground gasification of coal is claimed, including the determination of the area of the deposit to be mined and the construction of an underground gas generator. The method includes the following steps: drilling along the strike of the coal seam one inclined-horizontal well of the ignition row, which serves as the lower boundary of the gas generator; two vertically inclined blast holes are drilled from the surface to the entrance to the coal seam, continuing along the dip of the coal seam to the intersection with the inclined horizontal well of the ignition row and serving as the lateral boundaries of the gas generator; one vertically inclined well is drilled from the surface to the entrance to the coal seam along the dip of the coal seam to the intersection with the inclined horizontal well of the ignition series, which serves to remove the resulting synthesis gas; two vertical wells are drilled to ignite the bottom hole of the gas generator and to fire the initial gasification channel; means are introduced into the blast wells and delivered to the ignition points for smooth transfer of the blast supply point; ignition is done at points representing the point of intersection of the inclined-horizontal wells of the ignition series with wells blowing through vertical wells designed to ignite the bottom hole of the gas generator; compressed air is injected to the wells of the inclined-horizontal ignition row, two vertically inclined blast and two vertical wells intended for ignition of the gas generator bottom hole; after debugging the operating conditions of the gas generator, synthesis gas is pumped out for previously defined energy or coal-chemical purposes through one vertically inclined well, which serves, respectively, to remove the resulting synthesis gas.
EFFECT: ensuring a constant composition of synthesis gas, increasing its calorific value, utilizing coal-bed methane, bury carbon dioxide and using it as a reagent to increase the calorific value of the resulting synthesis gas, increasing the suitability of the latter for further processing into raw materials for chemical production, reducing the scope of drilling operations and material consumption of production.
15 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам подземной газификации угля.The present invention relates to the mining industry, in particular to methods of underground coal gasification.

Уровень техникиState of the art

Технология подземной газификации угля, как и любая другая технология, имеет свои особенности и недостатки. Все разработанные на сегодняшний день способы подземной газификации можно свести к двум схемам: первая, наиболее легко исполнимая, представляет собой две скважины – дутьевую и газоотводящую, расположенную выше по падению пласта, соединённые каналом, в котором после розжига и по мере поступления окислителя с добавлением воздушного пара происходит термохимический процесс газификации угля. При этом реакционный канал имеет склонность непрерывно менять как свою конфигурацию, так и площадь сечения. Вследствие этого параметры газохимической реакции так же непрерывно искажаются по сравнению с первоначальными количественными и, что представляется не менее важным, качественными характеристиками. Из-за колебаний температурного режима изменяется состав синтез-газа, что усугубляется в случае непрогнозируемого обрушения перекрывающих пород непосредственно над выгазованным пространством. Кроме того, эксперименты показали необходимость оставления угольных целиков, мощность которых должна превышать ширину полосы выгоревшего угля до 10 раз. Помимо метода CRIP (Best Practices in Underground Coal Gasification by Elizabeth Burton, Julio Friedmann, Ravi Upadhye, Lawrence Livermore National Laboratory, 119 с., https://www.purdue.edu/discoverypark/energy/assets/pdfs/cctr/BestPracticesinUCG-draft.pdf, 04.09.2012), при котором новая точка подачи дутья образуется при помощи прожигающей став обсадных труб в новом месте пропановой горелки, подтягиваемой выше по падению угольного пласта по мере приближения огневого забоя, известен значительно более простой технологически метод перемещения точки подачи дутья, при котором подача окислителя осуществляется по вертикальным скважинам, пробуренным на огневой канал, начиная от самой нижней по падению пласта и далее вверх по падению. Недостаток этого способа заключается в необходимости бурения значительного количества дополнительных скважин и строгих ограничениях расстояния перемещения точки подачи дутья, привязанному к расстоянию между дутьевыми скважинами. Все это приводит к увеличению объёмов буровых работ и материалоёмкости производства. Кроме того не обеспечивается постоянство состава синтез-газа, его калорийность, не обеспечивается утилизация метана и захоронения двуокиси углерода для использования в качестве реагента для увеличения калорийности получаемого синтез-газа, а также увеличения пригодности последнего для дальнейшей переработки в сырьё для химического производства.Underground coal gasification technology, like any other technology, has its own characteristics and disadvantages. All methods of underground gasification developed to date can be reduced to two schemes: the first, the most easily implemented, consists of two wells - a blast and a gas outlet, located upstream of the reservoir, connected by a channel in which, after ignition and as the oxidizer enters with the addition of air steam is a thermochemical process of coal gasification. In this case, the reaction channel tends to continuously change both its configuration and cross-sectional area. As a result, the parameters of the gas chemical reaction are also continuously distorted in comparison with the initial quantitative and, which is no less important, qualitative characteristics. Due to fluctuations in the temperature regime, the composition of the synthesis gas changes, which is aggravated in the event of an unpredictable collapse of the overlying rocks directly above the gaseous space. In addition, experiments have shown the need to leave coal pillars, the thickness of which should exceed the width of the burnt coal strip up to 10 times. Beyond CRIP (Best Practices in Underground Coal Gasification by Elizabeth Burton, Julio Friedmann, Ravi Upadhye, Lawrence Livermore National Laboratory, 119 pp., https://www.purdue.edu/discoverypark/energy/assets/pdfs/cctr/BestPracticesinUCG -draft.pdf, 04.09.2012), in which a new blast supply point is formed using a propane burner that burns through the casing string in a new location, pulled up higher along the dip of the coal seam as the fire face approaches, a much simpler technological method of moving the supply point is known blast, in which the supply of the oxidizer is carried out through vertical wells drilled into the firing channel, starting from the lowest one along the dip of the formation and further up the dip. The disadvantage of this method is the need to drill a significant number of additional wells and strict restrictions on the distance of movement of the blowing point, tied to the distance between the blowing wells. All this leads to an increase in the volume of drilling and material consumption of production. In addition, the constancy of the composition of the synthesis gas, its calorific value is not ensured, the utilization of methane and the disposal of carbon dioxide for use as a reagent to increase the calorific value of the resulting synthesis gas, as well as to increase the suitability of the latter for further processing into raw materials for chemical production, is not ensured.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Предлагаемое изобретение решает задачи по совершенствованию процесса газификации угля, при этом решает задачи по исключению или максимально возможному понижению негативных эффектов, сопровождающих промышленное использование технологии ПГУ, а в отдельных случаях обращение их в фактор, имеющих положительное значение. The present invention solves the problem of improving the process of coal gasification, while solving the problem of eliminating or maximizing possible reduction of the negative effects accompanying the industrial use of CCGT technology, and in some cases turning them into a factor of positive significance.

Технический результат заявленного изобретения заключается в обеспечении постоянного состава синтез-газа, увеличения его калорийности, утилизации метана угольного пласта, захоронения двуокиси углерода и его использования в качестве реагента для увеличения калорийности получаемого синтез-газа, увеличения пригодности последнего для дальнейшей переработки в сырьё для химического производства, сокращения объёмов буровых работ и материалоёмкости производства.The technical result of the claimed invention is to ensure a constant composition of synthesis gas, increase its calorific value, utilize coal-bed methane, bury carbon dioxide and use it as a reagent to increase the calorific value of the resulting synthesis gas, increase the suitability of the latter for further processing into raw materials for chemical production , reducing the volume of drilling and material consumption of production.

Технический результат заявленного изобретения достигается за счет того, что способ подземной газификации угля, включающий определение участка месторождения к отработке и строительство подземного газогенератора, содержит следующие этапы: The technical result of the claimed invention is achieved due to the fact that the method of underground gasification of coal, including the determination of the area of the deposit to be mined and the construction of an underground gas generator, contains the following steps:

- бурят по простиранию угольного пласта одну наклонно-горизонтальную скважину розжигового ряда, служащую нижней границей газогенератора;- one inclined-horizontal well of the ignition row is drilled along the strike of the coal seam, which serves as the lower boundary of the gas generator;

- бурят с поверхности до входа в угольный пласт две вертикально-наклонные дутьевые скважины, продолжающиеся по падению угольного пласта до пересечения с наклонно-горизонтальной скважиной розжигового ряда и служащие боковыми границами газогенератора;- two vertically inclined blast holes are drilled from the surface to the entrance to the coal seam, continuing along the dip of the coal seam to the intersection with the inclined horizontal well of the ignition row and serving as the lateral boundaries of the gas generator;

- бурят с поверхности до входа в угольный пласт одну вертикально-наклонную скважину по падению угольного пласта до пересечения со наклонно-горизонтальной скважиной розжигового ряда, служащую для отвода получаемого синтез-газа;- drilling from the surface to the entrance to the coal seam one vertically inclined well along the dip of the coal seam to the intersection with the inclined horizontal well of the ignition row, which serves to remove the resulting synthesis gas;

- бурят две вертикальные скважины, предназначенные для розжига забоя газогенератора и огневой проработки первоначального канала газификации;- two vertical wells are drilled, intended for ignition of the bottom of the gas generator and fire working out of the initial gasification channel;

- в дутьевые скважины вводят и доставляют до точек розжига средства для плавного переноса точки подачи дутья;- means are introduced into the blast wells and delivered to the ignition points for smooth transfer of the blast supply point;

- производят розжиг в точках, представляющих собой точки пересечения наклонно-горизонтальной скважины розжигового ряда со скважинами дутьевыми через вертикальные скважины, предназначенные для розжига забоя газогенератора;- ignition is carried out at points representing the intersection points of the inclined-horizontal well of the ignition row with the blast wells through vertical wells intended for ignition of the gas generator bottomhole;

- к скважинам наклонно-горизонтальной розжигового ряда, двум вертикально-наклонным дутьевым и двум вертикальным скважинам, предназначенным для розжига забоя газогенератора, производят нагнетание сжатого воздуха;- compressed air is injected to the wells of the inclined-horizontal ignition row, two vertically inclined blast and two vertical wells intended for ignition of the gas generator bottomhole;

- после отладки режима работы газогенератора производят откачку синтез-газа для определённых ранее энергетических или углехимических целей через одну вертикально-наклонную скважину, служащую, соответственно, для отвода получаемого синтез-газа. - after debugging the operating mode of the gas generator, synthesis gas is pumped out for previously defined energy or coal-chemical purposes through one vertically inclined well, which serves, respectively, to remove the resulting synthesis gas.

Кроме того, две вертикально-наклонные дутьевые скважины до огневого забоя обсаживают комплексными обсадными трубами.In addition, two vertically inclined blast wells are cased with complex casing pipes before the firing bottom.

Кроме того, обсадные трубы, представляют собой перфорированный стальной футляр с опрессованным в нём сгораемым пластмассовым вкладышем.In addition, casing pipes are a perforated steel case with a combustible plastic liner pressed into it.

Кроме того, опрессовку вышеупомянутого вкладыша в перфорированной трубе осуществляют прокатом посредством горизонтального домкрата по размещённому в перфорированной трубе вкладышу шарового исполнительного органа, разогретого до температуры плавления пластмассы.In addition, the crimping of the above-mentioned liner in a perforated pipe is carried out by rolling by means of a horizontal jack along the liner of the ball actuator located in the perforated pipe, heated to the melting temperature of the plastic.

Кроме того, наружный диаметр пластмассового вкладыша равен внутреннему диаметру перфорированной стальной трубы, а диаметр шарового исполнительного органа равен внутреннему диаметру пластмассового вкладыша и половине толщины стенки пластмассового вкладыша, которая, в свою очередь, не превышает толщину стенки перфорированного металлического футляра.In addition, the outer diameter of the plastic liner is equal to the inner diameter of the perforated steel pipe, and the diameter of the ball actuator is equal to the inner diameter of the plastic liner and half the wall thickness of the plastic liner, which, in turn, does not exceed the wall thickness of the perforated metal case.

Кроме того, перфорацию наружного футляра производят путём нанесения серии продольных прорезов со смещением очередного прореза как по радиальному направлению, так и вдоль оси трубы, или в шахматном порядке, или и уступом.In addition, the perforation of the outer case is carried out by applying a series of longitudinal cuts with the displacement of the next cut both in the radial direction and along the axis of the pipe, or in a checkerboard pattern, or with a ledge.

Кроме того, количество и размеры прорезов подбирают таким образом, чтобы в поперечном сечении общая площадь выбранного металла составляла не более 25% от общей площади сечения трубы.In addition, the number and dimensions of the cuts are selected so that in the cross section the total area of the selected metal is no more than 25% of the total area of the pipe section.

Кроме того, вертикально-наклонную скважину для отвода получаемого синтез-газа обсаживают перфорированной трубой со сгораемым пластмассовым вкладышем или без него.In addition, a vertically inclined well for the removal of the resulting synthesis gas is cased with a perforated pipe with or without a combustible plastic liner.

Кроме того, нагнетание сжатого воздуха к вышеупомянутым скважинам производят с тремя степенями давления:In addition, the injection of compressed air to the above wells is carried out with three degrees of pressure:

- высокой, до 9 МПа, для создания соединения трёх скважин в точках розжига;- high, up to 9 MPa, to create a connection of three wells at ignition points;

- средней, до 0,9 МПа, для огневой проработки первоначального канала газификации между точками розжига;- medium, up to 0.9 MPa, for fire working through the initial gasification channel between ignition points;

- низкой, до 0,35 МПа, для подачи дутья в процессе газификации.- low, up to 0.35 MPa, for supplying blast in the gasification process.

Кроме того, дополнительно на оголовке вертикально-наклонной скважины, служащей для отвода получаемого синтез-газа, производят монтаж трубопровода низкого давления, обеспечивающего принудительную откачку получаемого синтез-газа из подземного газогенератора с возможностью аварийного повышения объёма откачиваемого воздуха.In addition, in addition, at the head of a vertically inclined well, which serves to remove the resulting synthesis gas, a low-pressure pipeline is installed to ensure forced pumping of the resulting synthesis gas from an underground gas generator with the possibility of an emergency increase in the volume of pumped air.

Кроме того, дополнительно к теплообменнику вертикально-наклонной скважины, служащей для отвода получаемого синтез-газа, подводят сжатый воздух среднего 0,9 МПа давления для смешивания его с перегретым паром и подачи образовавшейся смеси к дутьевым скважинам.In addition, in addition to the vertically inclined well heat exchanger, which serves to remove the resulting synthesis gas, compressed air of average pressure of 0.9 MPa is supplied to mix it with superheated steam and supply the resulting mixture to the blast wells.

Кроме того, дополнительно производят розжиг в точке пересечения наклонно-горизонтальной скважины розжигового ряда и вертикально-наклонной скважины, служащей для отвода получаемого синтез-газа.In addition, ignition is additionally carried out at the intersection point of the inclined-horizontal well of the ignition row and the vertically inclined well, which serves to remove the resulting synthesis gas.

Кроме того, дополнительно осуществляют опережение отработки одной панели другой путём неравномерного переноса точки подачи дутья посредством несинхронного перемещения средств для перемещения точки подачи дутья.In addition, the development of one panel is additionally advanced by another by uneven transfer of the blast supply point by means of non-synchronous movement of the means for moving the blast supply point.

Кроме того, образовавшейся при эксплуатации газогенератора углекислый газ СО2 используют, путём нагнетания в угольный массив, в качестве механического агента для вытеснения метана из угольного пласта.In addition, carbon dioxide CO 2 formed during the operation of the gas generator is used, by injection into the coal mass, as a mechanical agent to displace methane from the coal seam.

Кроме того, нагнетание в толщу угольного пласта углекислого газа производят как по периферии газогенератора с целью ограничения распространения горения в нежелательном направлении и захоронения излишков СО2, полученных при эксплуатации первого газогенератора, так и непосредственно в пределах панелей газогенератора для его преобразования в окись углерода посредством участия в обратной реакции Будуара в качестве газообразного реагента.In addition, injection of carbon dioxide into the thickness of the coal seam is carried out both along the periphery of the gas generator in order to limit the spread of combustion in an undesirable direction and bury excess CO 2 obtained during the operation of the first gas generator, and directly within the panels of the gas generator to convert it into carbon monoxide through the participation in the reverse Boudouard reaction as a gaseous reactant.

Кроме того, дополнительно бурят две вспомогательные вертикальные дутьевые скважины.In addition, two auxiliary vertical blast wells are additionally drilled.

Кроме того, в процессе эксплуатации газогенератора задействуют только часть пробуренных скважин.In addition, during the operation of the gas generator, only a part of the drilled wells is used.

Кроме того, огневой канал образуют путём пневматической или гидравлической или огневой сбойки между первой вертикальной розжиговой скважиной и второй вертикальной розжиговой скважиной.In addition, the firing channel is formed by pneumatic or hydraulic or firing contact between the first vertical ignition hole and the second vertical ignition hole.

Кроме того, при задействовании одной дутьевой вертикально-наклонной скважины и одной вертикально-наклонной газоотводящей скважины дополнительно бурят третью вертикальную розжиговую скважину для производства сбойки вертикально-наклонной скважины для отвода получаемого синтез-газа и наклонно-горизонтальной скважины розжигового ряда.In addition, when using one vertically inclined blast well and one vertically inclined gas outlet well, a third vertical ignition well is additionally drilled to produce a tapping of a vertically inclined well to remove the resulting synthesis gas and a horizontally inclined well of the ignition series.

Кроме того, при задействовании одной дутьевой вертикально-наклонной скважины огневой канал образуют путём пневматической, гидравлической или огневой сбойки между одной из вертикальных розжиговых скважин и одной дополнительной третьей розжиговой скважиной.In addition, when one vertically inclined blast well is used, a firing channel is formed by means of pneumatic, hydraulic or firing shutdown between one of the vertical ignition wells and one additional third ignition well.

Кроме того, обе расположенные рядом вертикально-наклонные скважины, а именно вертикально-наклонная дутьевая и газоотводящая, пройденные по падению пласта, являются газоотводящими, причем подача дутья осуществляется через расположенные рядом скважины, а именно одну из вертикальных розжиговых скважин и одну дополнительную третью розжиговую скважину, при этом наклонно-горизонтальная розжиговая скважина служит для формирования огневого забоя.In addition, both vertically inclined wells located side by side, namely the vertically inclined blast well and gas outlet, passed along the dip of the formation, are gas outlet, and the blast is supplied through the adjacent wells, namely one of the vertical ignition wells and one additional third ignition well , while the inclined-horizontal ignition well serves to form a fire face.

Кроме того, обе расположенные рядом вертикально-наклонные скважины, а именно вертикально-наклонная дутьевая и газоотводящая, пройденные по падению пласта, являются газоотводящими, причем подача дутья осуществляется через расположенные рядом скважины, а именно одну из вертикальных розжиговых скважин и одну дополнительную третью розжиговую скважину, а огневой канал образуют путём пневматической или гидравлической или огневой сбойки между одной из вертикальных розжиговых скважин и одной дополнительной третьей розжиговой скважиной.In addition, both vertically inclined wells located side by side, namely the vertically inclined blast well and gas outlet, passed along the dip of the formation, are gas outlet, and the blast is supplied through the adjacent wells, namely one of the vertical ignition wells and one additional third ignition well , and the firing channel is formed by means of pneumatic or hydraulic or firing failure between one of the vertical ignition wells and one additional third ignition well.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания реализации заявленного технического решения и чертежей, на которых показано:Details, features, and advantages of the present invention follow from the following description of the implementation of the claimed technical solution and the drawings, which show:

Фиг.1 – аксонометрическая схема подземного газогенератора;Fig.1 - axonometric diagram of an underground gas generator;

Фиг.2 – конструкция комбинированной обсадной трубы (а,б) для обеспечения перемещения точки подачи дутья;Fig.2 - design of the combined casing (a, b) to ensure the movement of the blast supply point;

Фиг.3 – поперечное сечение А-А комбинированной обсадной трубы (б) для обеспечения перемещения точки подачи дутья.Fig.3 - cross-section A-A of the combined casing pipe (b) to ensure the movement of the blast supply point.

На фигурах цифрами обозначены следующие позиции:The figures indicate the following positions:

1 – вертикально-наклонная дутьевая скважина (ВНД-1); 2 – вертикально-наклонная дутьевая скважина (ВНД-2); 3 – вертикально- наклонная газоотводящая скважина (ВНГ12); 4 – наклонно-горизонтальная розжиговая скважина (НГР) ; 5 – вспомогательная вертикальная дутьевая скважина (ВВД-1) ; 6 – вспомогательная вертикальная дутьевая скважина (ВВД-2); 7 – вертикальная розжиговая скважина (РВ-2) ; 8 – вертикальная розжиговая скважина (РВ-1); 9 – устройство для плавного перемещения точки подачи дутья в подземный газогенератор; 10 – устройство для плавного перемещения точки подачи дутья в подземный газогенератор; 11 – угольный пласт в пределах подземного газогенератора; 12 – первоначальный розжиговый канал; 13 – точки розжига подземного газогенератора; 14 – точки розжига подземного газогенератора; 15 – дополнительная вертикальная розжиговая скважина; 16 – дополнительная точка розжига; 17 – наружный перфорированный металлический чехол; 18 – внутренний сгораемый пластиковый вкладыш; 19 – перфорационные отверстия в наружном металлическом чехле; 20 – компрессорный комплекс.1 - vertically inclined blast well (VND-1); 2 - vertically inclined blast well (VND-2); 3 – vertically inclined gas outlet well (VNG12); 4 - inclined-horizontal ignition well (HGR); 5 - auxiliary vertical blast well (VVD-1); 6 – auxiliary vertical blast well (VVD-2); 7 - vertical ignition well (RV-2); 8 – vertical ignition well (RV-1); 9 - device for smooth movement of the blast supply point to the underground gas generator; 10 - device for smooth movement of the blast supply point to the underground gas generator; 11 – coal seam within the underground gas generator; 12 - initial ignition channel; 13 - points of ignition of the underground gas generator; 14 - points of ignition of the underground gas generator; 15 – additional vertical ignition well; 16 - additional ignition point; 17 - outer perforated metal cover; 18 - internal combustible plastic insert; 19 - perforations in the outer metal case; 20 - compressor complex.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Подземная газификация угля является процессом достаточно экологичным по сравнению как с шахтной, так и с открытой разработкой угольных месторождений. Вредные для здоровья людей и состояния окружающей среды газовые компоненты достаточно успешно подвергаются улавливанию и утилизации, а в отдельных случаях служат продуктом, имеющим товарную цену. Примером может служить сера. Практически единственным газообразным компонентом, образование которого может служить фактором, ограничивающим экологическую значимость ПГУ, может служить образование значительного количества углекислого газа СО2, при том, что традиционные методы переработки угля дают не меньшее его количество, а его влияние на так называемый «парниковый» эффект в известной степени спорно. При этом, по подтверждённым данным, влияние выброса в атмосферу метана СН4 в 26-28 раз превышает эффект выброса углекислого газа.Underground coal gasification is a fairly environmentally friendly process compared to both mine and open-pit mining of coal deposits. Harmful to human health and the environment, gas components are quite successfully captured and utilized, and in some cases serve as a product with a commercial price. Sulfur is an example. Almost the only gaseous component, the formation of which can serve as a factor limiting the environmental significance of CCGT, can be the formation of a significant amount of carbon dioxide CO2, despite the fact that traditional methods of coal processing give no less of it, and its influence on the so-called "greenhouse" effect is somewhat controversial. At the same time, according to confirmed data, the effect of CH methane emissions into the atmosphere426-28 times greater than the ejection effect carbon dioxide.

Предлагаемое изобретение решает задачи по исключению или максимально возможному понижению негативных эффектов, сопровождающих промышленное использование технологии ПГУ, а в отдельных случаях обращение их в фактор, имеющих положительное значение. The present invention solves the problem of eliminating or maximizing possible reduction of the negative effects accompanying the industrial use of CCGT technology, and in some cases turning them into a factor of positive significance.

Так, предусмотрено извлечение метана СН4 из угольного пласта путём нагнетания в угольный массив двуокиси углерода СО2, образовавшейся при эксплуатации предыдущего газогенератора. При этом вытесненный метан поступает на поверхность для дальнейшей утилизации, а его место в пласте и вмещающих породах занимает углекислый газ, причём его объём из-за известных физико-химических свойств вдвое превышает объём вытесненного метана. Если скважины для нагнетания в пласт пробурены по внешнему контуру подземного газогенератора, то способность угля возгораться значительно понижается и, таким образом, насыщенные углекислым газом участки служат препятствием для неконтролируемого расширения горения в нежелательном направлении. Если же повысить содержание углекислого газа в массиве угля, предназначенном для сжигания, то ему предстоит принять участие в обратной реакции Будуара, при которой твёрдый углерод и углекислый газ при высокой температуре, которая в избытке присутствует в огневом забое вступают в реакцию с образованием окиси углерода, являющейся одним из двух энергетических компонентов синтез-газа: СО2+С = 2 СО – 166,22 МДж. Таким образом, единовременно решаются три-четыре задачи.Thus, it is envisaged to extract methane CH 4 from the coal seam by injecting carbon dioxide CO 2 into the coal mass, which was formed during the operation of the previous gas generator. At the same time, the displaced methane enters the surface for further utilization, and its place in the reservoir and host rocks is occupied by carbon dioxide, and its volume, due to known physical and chemical properties, is twice the volume of displaced methane. If the injection wells are drilled along the outer contour of the underground gas generator, then the ability of the coal to ignite is greatly reduced, and thus the carbon dioxide rich areas serve as an obstacle to the uncontrolled expansion of combustion in an undesirable direction. If, however, the content of carbon dioxide in the coal mass intended for combustion is increased, then it will have to take part in the back reaction of the Boudoir, in which solid carbon and carbon dioxide at a high temperature, which is present in excess in the fire face, react with the formation of carbon monoxide, which is one of the two energy components of synthesis gas: CO 2 + C \u003d 2 CO - 166.22 MJ. Thus, three or four tasks are solved at the same time.

Кроме того, применение буксируемого вытяжного устройства/вкладыша обеспечивает плавное перемещение точки поступления окислителя/дутья к огневому забою, которое при необходимости может быть даже непрерывным, при том, что использование для переноса точки подачи дутья отверстий, прожигаемых вытяжной пропановой горелкой в обсадной трубе или, тем более, скважин, пробуренных на огневой канал или на вертикально-наклонные скважины, пробуренные по падению пласта и служащие границами панели ПГУ, обеспечивает перенос точки дутья только на некоторое расстояние за один маневр, то есть рывками, причём количество таких переносов не может не быть весьма ограниченным. Малейшая ошибка в определении местонахождения огневого забоя может привести к безрезультатности маневра (в случае переноса точки подачи дутья на недостаточное расстояние) или, в худшем, но вполне вероятном случае (при переносе точки подачи дутья на избыточное расстояние), изгибании огневого забоя и его вытягивании в сторону подачи дутья, что не только сделает маневр бессмысленным, но и резко ухудшит состав синтез-газа). In addition, the use of a towed exhaust device / liner provides a smooth movement of the point of entry of the oxidizer / blast to the fire face, which, if necessary, can even be continuous, despite the fact that the use of holes burned by the exhaust propane torch in the casing or, especially, wells drilled on the firing channel or on vertically inclined wells, drilled along the dip of the formation and serving as the boundaries of the CCGT panel, ensures the transfer of the blast point only for a certain distance in one maneuver, that is, in jerks, and the number of such transfers cannot but be very limited. The slightest mistake in determining the location of the fire face can lead to the ineffectiveness of the maneuver (in the case of transferring the blast supply point to an insufficient distance) or, in the worst, but quite probable case (when moving the blast supply point to an excessive distance), bending the fire face and pulling it into side of the blast supply, which will not only make the maneuver meaningless, but also drastically worsen the composition of the synthesis gas).

К тому же постоянное нахождение в скважинном ставе газопровода, обеспечивающего пропановую горелку горючим, допускает возможность утечки пропана с его последующим возгоранием, что при использовании обогащённого кислородом дутья представляет серьёзную опасность не только для дальнейшего функционирования всего газогенератора, но и угрожает здоровью и жизни присутствующего в зоне оголовка нагнетательной скважины рабочего и инженерно-технического персонала, что подтверждено опытом эксплуатации Южно-Абинской станции ПГУ. Применение устройства для плавного перемещения точки подачи дутья в совокупности с перфорированной обсадной трубой с внутренним сгораемым вкладышем снимает эти проблемы полностью, позволяя при этом сохранить все положительные свойства, присущие параллельному методу CRIP. Использование же двукрылой/двухпанельной схемы подземного газогенератора позволяет ещё более значительно сократить количество и, таким образом, общую ширину целиков угля, увеличив тем самым коэффициент использования сырья не менее, чем на 30-35%.In addition, the constant presence in the well of the gas pipeline that provides the propane burner with fuel allows the possibility of propane leakage with its subsequent ignition, which, when using oxygen-enriched blast, poses a serious danger not only to the further functioning of the entire gas generator, but also threatens the health and life of those present in the zone. the head of the injection well of the working and engineering personnel, which is confirmed by the experience of operating the Yuzhno-Abinsk CCGT station. The use of a device for smoothly moving the blowing point in combination with a perforated casing pipe with an internal combustible liner eliminates these problems completely, while allowing all the positive properties inherent in the parallel CRIP method to be retained. The use of a two-wing/two-panel scheme of an underground gas generator makes it possible to further significantly reduce the number and, thus, the total width of coal pillars, thereby increasing the utilization rate of raw materials by at least 30-35%.

Относительно скважинной технологии ELW (Extended Linked Well System) (Underground Coal Gasification and Combustion by Michael S. Blinderman, Alexander Y. Klimenko, Woodhead Publishing), и, тем более, LVW (Linked Vertical Wells) (там же) общая длина потребных скважин сокращается на 25-35%, что даже с учётом более высокой трудоёмкости проходки вертикально-наклонных и наклонно-горизонтальных скважин значительно уменьшает продолжительность строительства модуля ПГУ, его материалоёмкость и стоимость. Это особенно верно в отношении угольных пластов, залегающих на глубине от 200 метров и выше.Regarding the ELW (Extended Linked Well System) (Underground Coal Gasification and Combustion by Michael S. Blinderman, Alexander Y. Klimenko, Woodhead Publishing) well technology, and, moreover, LVW (Linked Vertical Wells) (ibid.), the total length of required wells is reduced by 25-35%, which, even taking into account the higher labor intensity of drilling vertically inclined and inclined horizontal wells, significantly reduces the duration of the CCGT module construction, its material consumption and cost. This is especially true for coal seams at depths of 200 meters or more.

В отличие от известных аналогов в заявленной технологии обеспечивается возможность непрерывного контроля за качеством получаемого синтез-газа, при уменьшении возможности нежелательного воздействия газообразных компонентов на вмещающие породы и, в особенности, на водоносные горизонты, расположенные выше газогенератора обеспечивается за счет применения как нагнетательной, так и вытяжной системы дутья, поскольку применение вытяжной системы обеспечивает незамедлительный, вплоть до аварийного, сброс давления в обеих панелях газогенератора. Применение комбинированных перфорированных металлических обсадных труб со сгораемым пластмассовым вкладышем не только обеспечивает возможность переноса точки подачи дутья, но и в значительной степени (до 30%) снижает металлоёмкость газогенератора в части скважин, проходящих по угольному пласту. Выравнивание огневого забоя, чему способствуют применение нагнетательно-вытяжной схемы газификации и технологии плавного переноса точки подачи дутья служит обеспечению получения синтез-газа более высокого качества и более постоянного состава, что повышает степень его пригодности в качестве сырья для производства химической продукции и значительно увеличивает диапазон горно-геологических условий, при которых применение ПГУ является не только возможным, но и желательным.Unlike well-known analogues, the claimed technology provides the possibility of continuous monitoring of the quality of the resulting synthesis gas, while reducing the possibility of undesirable effects of gaseous components on host rocks and, in particular, on aquifers located above the gas generator, it is ensured through the use of both injection and exhaust blast system, since the use of an exhaust system provides immediate, up to emergency, pressure relief in both panels of the gas generator. The use of combined perforated metal casing pipes with a combustible plastic liner not only provides the possibility of transferring the blast supply point, but also significantly (up to 30%) reduces the metal consumption of the gas generator in part of the wells passing through the coal seam. The alignment of the fire face, which is facilitated by the use of a forced-exhaust gasification scheme and the technology of smooth transfer of the blast feed point, serves to ensure the production of synthesis gas of a higher quality and more constant composition, which increases its suitability as a raw material for the production of chemical products and significantly increases the range of mining - geological conditions under which the use of CCGT is not only possible, but also desirable.

Предлагаемый способ достаточно гибок в применении, чтобы манипулировать его параметрами для создания промышленных панелей ПГУ на угольных месторождениях, отличающихся самыми различными особенностями залегания и свойствами полезного ископаемого.The proposed method is flexible enough in application to manipulate its parameters to create industrial CCGT panels in coal deposits, which differ in a variety of occurrence features and mineral properties.

Схема подземной газификации угля представлена на фиг.1. Газогенератор состоит из:The scheme of underground coal gasification is shown in Fig.1. The gas generator consists of:

- одной наклонно-горизонтальной скважины розжигового ряда (4) (далее – НГР), пробуренной по простиранию угольного пласта (11) и служащей нижней границей газогенератора; - one deviated-horizontal well of the ignition row (4) (hereinafter referred to as FGR), drilled along the strike of the coal seam (11) and serving as the lower boundary of the gas generator;

- двух вертикально-наклонных дутьевых скважин (1 и 2) (далее – ВНД), пробуренных с поверхности до входа в угольный пласт и продолжающихся по его падению до пересечения со скважиной НГР (4) и служащих боковыми границами газогенератора;- two vertically inclined blast wells (1 and 2) (hereinafter referred to as VND), drilled from the surface to the entrance to the coal seam and continuing along its dip to the intersection with the LGR well (4) and serving as the lateral boundaries of the gas generator;

- одной вертикально-наклонной скважины (3) (далее – ВНГ), пробуренной аналогично скважинам (1 и 2) ВНД до пересечения со скважиной НГР для отвода получаемого синтез-газа; - one vertically inclined well (3) (hereinafter referred to as VNG), drilled similarly to wells (1 and 2) of VND before intersecting with the NGR well to remove the resulting synthesis gas;

- двух вертикальных скважин (7 и 8), предназначенных для розжига забоя газогенератора и огневой проработки первоначального канала газификации (далее – РВ-2 и РВ-1). Для некоторых вариантов исполнения подземного газогенератора предусматривается проходка дополнительной вертикальной розжиговой скважины РВ-3 (15), в частности при строительстве и эксплуатации экспериментальной панели, представляющей собой «половинный» участок газогенератора, ограниченный скважинами ВНД-1 (1) и ВНГ (3) или скважинами ВНГ (3) и ВНД-2 (2). Появление в огневом канале обвалившихся блоков кровли будет способствовать дожиганию синтез-газа и просачиванию дутья в выгазованном пространстве, что окажет отрицательное влияние на эффективность газификации. Поэтому, исходя из условий залегания перекрывающих пород, величина огневого канала (т.е. расстояние между парами скважин ВНД-1 (1) и ВНГ (3) и ВНГ (3) и ВНД-2 (2) не должно превышать 50-60 метров. - two vertical wells (7 and 8) designed to ignite the gas generator bottomhole and fire working out the initial gasification channel (hereinafter - RV-2 and RV-1). For some versions of the underground gas generator, it is planned to drill an additional vertical ignition well RV-3 (15), in particular, during the construction and operation of the experimental panel, which is a “half” section of the gas generator, limited by wells VND-1 (1) and VNG (3) or wells VNG (3) and VND-2 (2). The appearance of collapsed roof blocks in the fire channel will contribute to the afterburning of synthesis gas and the infiltration of blast into the gassed space, which will have a negative impact on the efficiency of gasification. Therefore, based on the conditions of occurrence of overburden, the size of the fire channel (i.e. the distance between the pairs of wells VND-1 (1) and VNG (3) and VNG (3) and VND-2 (2) should not exceed 50-60 meters.

- шести наблюдательных маркшейдерских скважин НМ (на Фиг.1 не обозначены), пробуренных на пласт (11) в пределах поля газогенератора и предназначенных для мониторинга деформации массива горных пород над выгазованным пространством и контроля степени выгазованности угольного пласта (11) между скважинами ВНГ (3) и двумя ВНД (1 и 2);- six observation mine surveying wells NM (not shown in Figure 1) drilled into the formation (11) within the field of the gas generator and designed to monitor the deformation of the rock mass over the gas-filled space and control the degree of gasification of the coal seam (11) between the wells VNG (3 ) and two VND (1 and 2);

- ряда наблюдательных и водопонижающих скважин (на Фиг.1 не обозначены), пробуренных на угольный пласт по мере необходимости в количестве, определяемом горногеологическими и гидрогеологическими условиями, определяющими объём подземных вод, поступающих в подземный газогенератор в единицу времени, а также с возможностью их использования в качестве нагнетательных для вытеснения угольного метана с размещением углекислого газа, образовавшегося в процессе отработки первого газогенератора.- a number of observation and dewatering wells (not shown in Figure 1) drilled into the coal seam as needed in an amount determined by mining and geological and hydrogeological conditions that determine the volume of groundwater entering the underground gas generator per unit time, as well as with the possibility of their use as injection to displace coal methane with the placement of carbon dioxide formed during the development of the first gas generator.

Нагнетание в толщу угольного пласта углекислого газа может производиться как по периферии газогенератора с целью ограничения распространения горения в нежелательном направлении и захоронения излишков СО2, полученных при эксплуатации первого газогенератора, так и непосредственно в пределах панелей газогенератора для его преобразования в окись углерода посредством участия в обратной реакции Будуара в качестве газообразного реагента.Injection of carbon dioxide into the thickness of the coal seam can be carried out both along the periphery of the gas generator in order to limit the spread of combustion in an undesirable direction and bury excess CO 2 obtained during the operation of the first gas generator, and directly within the panels of the gas generator to convert it into carbon monoxide by participating in the reverse Boudoir reaction as a gaseous reactant.

Скважины ВНД-1 и ВНД-2 до огневого забоя обсаживаются комплексными обсадными трубами (Фиг.2), представляющими собой перфорированный стальной футляр (17) с опрессованным в нём сгораемым пластмассовым вкладышем (18).Wells VND-1 and VND-2 are cased with complex casing pipes (Figure 2), which are a perforated steel case (17) with a combustible plastic insert (18) molded in it, before the firing bottomhole.

Перфорация наружного футляра (17) производится путём нанесения серии продольных прорезов (19) прорезным диском шириной 25-30 мм и длиной 100-150 мм по продольной оси металлической трубы со смещением очередного прореза как по радиальному направлению, так и вдоль оси трубы. Допустимо размещение прорезов как в шахматном порядке, так и уступом. Количество и размеры прорезов подбираются таким образом, чтобы в поперечном сечении общая площадь выбранного металла составляла не более 25% от общей площади сечения трубы. Этим обеспечивается как сохранение прочности обсадной трубы, так и достаточная пропускная способность дутья через боковые прорезы, приближающаяся к пропускной способности неперфорированной трубы с торцевым поступлением дутья. The outer case (17) is perforated by applying a series of longitudinal cuts (19) with a slotted disk 25-30 mm wide and 100-150 mm long along the longitudinal axis of the metal pipe with the next cut offset both in the radial direction and along the pipe axis. It is acceptable to place slots both in a checkerboard pattern and in a ledge. The number and dimensions of the cuts are selected so that in the cross section the total area of the selected metal is no more than 25% of the total cross-sectional area of the pipe. This ensures both the preservation of the strength of the casing pipe and sufficient throughput of the blast through the side slots, approaching the throughput of an unperforated pipe with end-blown blast.

Для предохранения потерь дутья на протяжении его пути к точке розжига/горения обсадная труба в скважинах ВНД-1 и ВНД-2 в пределах угольного пласта снабжается сгораемым вкладышем из пластмассы (18). Опрессовка такого вкладыша в перфорированной трубе (17) осуществляется прокатом посредством горизонтального домкрата по размещённому в перфорированной трубе вкладышу шарового исполнительного органа, разогретого до температуры плавления пластмассы. Наружный диаметр пластмассового вкладыша должен быть равным внутреннему диаметру перфорированной стальной трубы/футляра; диаметр шарового исполнительного органа должен быть равным внутреннему диаметру пластмассового вкладыша + половине толщины стенки пластмассового вкладыша, которая, в свою очередь, не должна превышать толщину стенки перфорированного металлического футляра 7). Это обеспечивает надёжную фиксацию сгораемого вкладыша в перфорированном металлическом футляре, оставляет возможность технологического зазора толщины стенки пластмассового вкладыша и не даёт нагретой пластмассе выходить за габариты наружного стального футляра.To prevent blast losses along its way to the ignition/combustion point, the casing pipe in the VND-1 and VND-2 wells within the coal seam is provided with a combustible plastic liner (18). Crimping of such an insert in a perforated pipe (17) is carried out by rolling by means of a horizontal jack along the insert of a ball actuator located in the perforated pipe, heated to the melting temperature of the plastic. The outer diameter of the plastic insert must be equal to the inner diameter of the perforated steel pipe/case; the diameter of the ball actuator must be equal to the inner diameter of the plastic insert + half the wall thickness of the plastic insert, which, in turn, must not exceed the wall thickness of the perforated metal case 7). This ensures reliable fixation of the combustible liner in a perforated metal case, leaves the possibility of a technological gap in the wall thickness of the plastic liner and prevents the heated plastic from going beyond the dimensions of the outer steel case.

Строительство двухпанельного модуля газогенератора начинается после определения участка месторождения к отработке методом ПГУ и, при необходимости, проведения водопонижающих работ. В случае, если синтез-газ будет предназначен не только для энергетических целей, но и для переработки его в химическую продукцию, вода, откачиваемая из водоотливных скважин после доведения её до технической кондиции закачивается в резервуары для использования в производстве из расчёта 7-9 м3 на тонну готовой продукции.The construction of a two-panel gas generator module begins after determining the area of the deposit for development by the CCGT method and, if necessary, carrying out water-reducing works. In the event that synthesis gas is intended not only for energy purposes, but also for processing it into chemical products, the water pumped out from drainage wells after bringing it to technical condition is pumped into tanks for use in production at the rate of 7-9 m 3 per ton of finished product.

От компрессорного комплекса (20) к скважинам НГР, РВ-1, РВ-2, ВНД-1 и ВНД-2 производится нагнетание сжатого воздуха трёх степеней давления:From the compressor complex (20) to the wells NGR, RV-1, RV-2, VND-1 and VND-2, compressed air is injected at three pressure levels:

- высокой (до 9 Мпа) для создания соединения трёх скважин в точках розжига (13 и 14);- high (up to 9 MPa) to create a connection of three wells at ignition points (13 and 14);

- средней (до 0,9 МПА) для огневой проработки первоначального канала газификации (12) между точками розжига (13 и 14);- medium (up to 0.9 MPa) for fire working of the initial gasification channel (12) between ignition points (13 and 14);

- низкой (до 0,35 МПа) для подачи дутья в процессе газификации.- low (up to 0.35 MPa) for supplying blast in the gasification process.

Кроме того, на оголовке скважины ВНГ (3) производится монтаж трубопровода низкого давления, обеспечивающего принудительную откачку получаемого синтез-газа из подземного газогенератора с возможностью аварийного повышения объёма откачиваемого воздуха. Кроме того, к теплообменнику скважины ВНГ (3) подводится сжатый воздух среднего (0,9 Мпа) давления для смешивания его с перегретым паром и подачи образовавшейся смеси к дутьевым скважинам ВНД-1 и ВНД-2 (1 и 2).In addition, a low-pressure pipeline is being installed at the head of the VNG well (3), which ensures forced pumping of the resulting synthesis gas from an underground gas generator with the possibility of an emergency increase in the volume of pumped air. In addition, compressed air of medium (0.9 MPa) pressure is supplied to the heat exchanger of the VNG well (3) to mix it with superheated steam and supply the resulting mixture to the blast wells VND-1 and VND-2 (1 and 2).

В дутьевые скважины ВНД-1 и ВНД-2 (1 и 2) вводятся и доставляются традиционным способом до точек розжига (13 и 14) приспособления для переноса точки подачи дутья.In the blast wells VND-1 and VND-2 (1 and 2), devices for transferring the blast supply point are introduced and delivered in the traditional way to the ignition points (13 and 14).

Розжиг производится в точках 13 и 14, представляющих собой точки пересечения скважины НГР (4) со скважинами ВНД-1 (1) и ВНД-2 (2) через скважины РВ-1 (8) и РВ-2 (7). В варианте реализации заявленного технического решения, предусматривающего эксплуатацию опытного газогенератора, представляющего собой «половинный» газогенератор, ограниченный парами скважин ВНД-1 (1) и ВНГ (3) или ВНГ (3) и ВНД-2 (2) допускается розжиг в точке (16) пересечения скважин ВНГ (3) и НГР (4). Если по результатам эксплуатации значительных искажений формы и сечения огневого канала не наблюдается, допускается опережение отработки одной панели другой путём неравномерного переноса точки подачи дутья посредством несинхронного перемещения приспособлений для перемещения точки подачи дутья (9 и 10). Этим обеспечивается возможность манипуляции составом исходящего синтез-газа с целью оптимизации процесса ПГУ.Ignition is carried out at points 13 and 14, which are the intersection points of the well NGR (4) with the wells VND-1 (1) and VND-2 (2) through the wells RV-1 (8) and RV-2 (7). In the embodiment of the claimed technical solution, which provides for the operation of an experimental gas generator, which is a "half" gas generator, limited by pairs of wells VND-1 (1) and VNG (3) or VNG (3) and VND-2 (2), ignition is allowed at the point ( 16) intersections of wells VNG (3) and NGR (4). If, based on the results of operation, significant distortions in the shape and cross section of the firing channel are not observed, it is allowed to advance the development of one panel to another by uneven transfer of the blast supply point by means of non-synchronous movement of devices for moving the blast supply point (9 and 10). This makes it possible to manipulate the composition of the outgoing synthesis gas in order to optimize the CCGT process.

После отладки режима работы газогенератора производится откачка синтез-газа для определённых ранее энергетических или углехимических целей через скважину ВНГ (3). В случае, если углекислый газ СО2 не предназначается для реализации в качестве товара, очистка его от различных примесей (кроме крупной механической фракции) не обязательна, поскольку после хранения в предназначенных для этой цели резервуарах его предстоит использовать в качестве механического агента для вытеснения метана из угольного пласта и вмещающих пород и химического агента для преобразования в окись углерода СО для дополнительного обогащения синтез-газа и повышения его калорийности. Излишек углекислого газа останется захороненным в толще угольных целиков.After debugging the operation mode of the gas generator, synthesis gas is pumped out for previously determined energy or coal-chemical purposes through the VNG well (3). If carbon dioxide CO 2 is not intended for sale as a commodity, it is not necessary to purify it from various impurities (except for a large mechanical fraction), since after storage in tanks designed for this purpose, it will be used as a mechanical agent to displace methane from coal seam and host rocks and a chemical agent for converting CO into carbon monoxide for additional enrichment of synthesis gas and increasing its calorific value. Excess carbon dioxide will remain buried in the thickness of the coal pillars.

Claims (26)

1. Способ подземной газификации угля, включающий определение участка месторождения к отработке и строительство подземного газогенератора, характеризующийся тем, что включает следующие этапы:1. The method of underground gasification of coal, including the determination of the site of the deposit for mining and the construction of an underground gas generator, characterized in that it includes the following steps: - бурят по простиранию угольного пласта одну наклонно-горизонтальную скважину розжигового ряда, служащую нижней границей газогенератора;- one inclined-horizontal well of the ignition row is drilled along the strike of the coal seam, which serves as the lower boundary of the gas generator; - бурят с поверхности до входа в угольный пласт две вертикально-наклонные дутьевые скважины, продолжающиеся по падению угольного пласта до пересечения с наклонно-горизонтальной скважиной розжигового ряда и служащие боковыми границами газогенератора;- two vertically inclined blast holes are drilled from the surface to the entrance to the coal seam, continuing along the dip of the coal seam to the intersection with the inclined horizontal well of the ignition row and serving as the lateral boundaries of the gas generator; - бурят с поверхности до входа в угольный пласт одну вертикально-наклонную скважину по падению угольного пласта до пересечения с наклонно-горизонтальной скважиной розжигового ряда, служащую для отвода получаемого синтез-газа;- drilling from the surface to the entrance to the coal seam one vertically inclined well along the dip of the coal seam to the intersection with the inclined horizontal well of the ignition row, which serves to remove the resulting synthesis gas; - бурят две вертикальные скважины, предназначенные для розжига забоя газогенератора и огневой проработки первоначального канала газификации;- two vertical wells are drilled, intended for ignition of the bottom of the gas generator and fire working out of the initial gasification channel; - в дутьевые скважины вводят и доставляют до точек розжига средства для плавного переноса точки подачи дутья;- means are introduced into the blast wells and delivered to the ignition points for smooth transfer of the blast supply point; - производят розжиг в точках, представляющих собой точки пересечения наклонно-горизонтальной скважины розжигового ряда со скважинами дутьевыми через вертикальные скважины, предназначенные для розжига забоя газогенератора;- ignition is carried out at points representing the intersection points of the inclined-horizontal well of the ignition row with the blast wells through vertical wells intended for ignition of the gas generator bottomhole; - к скважинам наклонно-горизонтальной розжигового ряда, двум вертикально-наклонным дутьевым и двум вертикальным скважинам, предназначенным для розжига забоя газогенератора, производят нагнетание сжатого воздуха;- compressed air is injected to the wells of the inclined-horizontal ignition row, two vertically inclined blast and two vertical wells intended for ignition of the gas generator bottomhole; - после отладки режима работы газогенератора производят откачку синтез-газа для определённых ранее энергетических или углехимических целей через одну вертикально-наклонную скважину, служащую, соответственно, для отвода получаемого синтез-газа.- after debugging the operating mode of the gas generator, synthesis gas is pumped out for previously defined energy or coal-chemical purposes through one vertically inclined well, which serves, respectively, to remove the resulting synthesis gas. 2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что две вертикально-наклонные дутьевые скважины до огневого забоя обсаживают комплексными обсадными трубами.2. The method according to claim 1, characterized in that two vertically inclined blast wells are cased with complex casing pipes before the firing bottom. 3. Способ по п.2, характеризующийся тем, что обсадные трубы представляют собой перфорированный стальной футляр с опрессованным в нём сгораемым пластмассовым вкладышем.3. The method according to claim 2, characterized in that the casing pipes are a perforated steel case with a combustible plastic liner pressed into it. 4. Способ по п.3, характеризующийся тем, что опрессовку вышеупомянутого вкладыша в перфорированной трубе осуществляют прокатом посредством горизонтального домкрата по размещённому в перфорированной трубе вкладышу шарового исполнительного органа, разогретого до температуры плавления пластмассы.4. The method according to claim 3, characterized in that the crimping of the aforementioned liner in the perforated pipe is carried out by rolling by means of a horizontal jack along the liner of the ball actuator located in the perforated pipe, heated to the melting temperature of the plastic. 5. Способ по п.4, характеризующийся тем, что наружный диаметр пластмассового вкладыша равен внутреннему диаметру перфорированной стальной трубы, а диаметр шарового исполнительного органа равен внутреннему диаметру пластмассового вкладыша и половине толщины стенки пластмассового вкладыша, которая, в свою очередь, не превышает толщину стенки перфорированного металлического футляра.5. The method according to claim 4, characterized in that the outer diameter of the plastic liner is equal to the inner diameter of the perforated steel pipe, and the diameter of the ball actuator is equal to the inner diameter of the plastic liner and half the wall thickness of the plastic liner, which, in turn, does not exceed the wall thickness perforated metal case. 6. Способ по п.3, характеризующийся тем, что перфорацию наружного футляра производят путём нанесения серии продольных прорезов со смещением очередного прореза как по радиальному направлению, так и вдоль оси трубы, или в шахматном порядке, или уступом.6. The method according to claim 3, characterized in that the outer case is perforated by applying a series of longitudinal cuts with the next cut offset both in the radial direction and along the pipe axis, or in a checkerboard pattern, or with a ledge. 7. Способ по п.6, характеризующийся тем, что количество и размеры прорезов подбирают таким образом, чтобы в поперечном сечении общая площадь выбранного металла составляла не более 25% от общей площади сечения трубы.7. The method according to claim 6, characterized in that the number and dimensions of the cuts are selected so that in cross section the total area of the selected metal is no more than 25% of the total area of the pipe section. 8. Способ по п.1, характеризующийся тем, что вертикально-наклонную скважину для отвода получаемого синтез-газа обсаживают перфорированной трубой со сгораемым пластмассовым вкладышем или без него.8. The method according to claim 1, characterized in that a vertically inclined well for the removal of the resulting synthesis gas is cased with a perforated pipe with or without a combustible plastic liner. 9. Способ по п.1, характеризующийся тем, что нагнетание сжатого воздуха к вышеупомянутым скважинам производят с тремя степенями давления:9. The method according to claim 1, characterized in that the injection of compressed air to the aforementioned wells is carried out with three pressure levels: - высокой, до 9 МПа, для создания соединения трёх скважин в точках розжига;- high, up to 9 MPa, to create a connection of three wells at ignition points; - средней, до 0,9 МПа, для огневой проработки первоначального канала газификации между точками розжига;- medium, up to 0.9 MPa, for fire working through the initial gasification channel between ignition points; - низкой, до 0,35 МПа, для подачи дутья в процессе газификации.- low, up to 0.35 MPa, for supplying blast in the gasification process. 10. Способ по п.1, характеризующийся тем, что дополнительно на оголовке вертикально-наклонной скважины, служащей для отвода получаемого синтез-газа, производят монтаж трубопровода низкого давления, обеспечивающего принудительную откачку получаемого синтез-газа из подземного газогенератора с возможностью аварийного повышения объёма откачиваемого воздуха.10. The method according to claim 1, characterized in that, additionally, on the head of a vertically inclined well, which serves to remove the resulting synthesis gas, a low-pressure pipeline is installed, which ensures the forced pumping of the resulting synthesis gas from an underground gas generator with the possibility of an emergency increase in the volume of pumped out air. 11. Способ по п.1, характеризующийся тем, что дополнительно производят розжиг в точке пересечения наклонно-горизонтальной скважины розжигового ряда и вертикально-наклонной скважины, служащей для отвода получаемого синтез-газа.11. The method according to claim 1, characterized in that additional ignition is carried out at the intersection point of the inclined-horizontal well of the ignition row and the vertically inclined well, which serves to remove the resulting synthesis gas. 12. Способ по п.1, характеризующийся тем, что дополнительно осуществляют опережение отработки одной панели другой путём неравномерного переноса точки подачи дутья посредством несинхронного перемещения средств для переноса точки подачи дутья.12. The method according to claim 1, characterized in that, in addition, the development of one panel is advanced by another by uneven transfer of the blast supply point by means of non-synchronous movement of the means for transferring the blast supply point. 13. Способ по п.1, характеризующийся тем, что образовавшейся при эксплуатации газогенератора углекислый газ СО2 используют, путём нагнетания в угольный массив, в качестве механического агента для вытеснения метана из угольного пласта.13. The method according to claim 1, characterized in that the carbon dioxide CO 2 formed during the operation of the gas generator is used, by injection into the coal mass, as a mechanical agent to displace methane from the coal seam. 14. Способ по п.13, характеризующийся тем, что нагнетание в толщу угольного пласта углекислого газа производят как по периферии газогенератора с целью ограничения распространения горения в нежелательном направлении и захоронения излишков СО2, полученных при эксплуатации первого газогенератора, так и непосредственно в пределах панелей газогенератора для его преобразования в окись углерода посредством участия в обратной реакции Будуара в качестве газообразного реагента.14. The method according to claim 13, characterized in that carbon dioxide is injected into the thickness of the coal seam both along the periphery of the gas generator in order to limit the spread of combustion in an undesirable direction and bury excess CO 2 obtained during the operation of the first gas generator, and directly within the panels a gas generator to convert it into carbon monoxide by participating in the Boudoir reverse reaction as a gaseous reactant. 15. Способ по п.1, характеризующийся тем, что дополнительно бурят две вспомогательные вертикальные дутьевые скважины.15. The method according to claim 1, characterized in that two auxiliary vertical blast wells are additionally drilled.
RU2022129214A 2022-11-10 2022-11-10 Method of underground gasification of coal RU2797421C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2022/000343 WO2024102016A1 (en) 2022-11-10 2022-11-21 Underground coal gasification method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2797421C1 true RU2797421C1 (en) 2023-06-05

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU79302A1 (en) *
SU1647124A1 (en) * 1989-04-18 1991-05-07 Б.И Кондырев. М.И.Звонарев и В.И.Рухмаков Method of underground gasification of coal
RU2318117C1 (en) * 2006-08-21 2008-02-27 Дальневосточный государственный технический университет Underground gasification method
RU2360106C1 (en) * 2008-06-26 2009-06-27 Открытое акционерное общество "Газпром промгаз" (ОАО "Газпром промгаз") Method of ecologically clean underground gasification of coal
CN103437748A (en) * 2013-09-04 2013-12-11 新奥气化采煤有限公司 Underground coal gasifying furnace and underground coal gasifying method
WO2014004324A2 (en) * 2012-06-28 2014-01-03 Carbon Energy Limited A method for shortening an injection pipe underground coal gasification
CN206035469U (en) * 2016-08-09 2017-03-22 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 Efficient coal underground gasification furnace

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU79302A1 (en) *
SU1647124A1 (en) * 1989-04-18 1991-05-07 Б.И Кондырев. М.И.Звонарев и В.И.Рухмаков Method of underground gasification of coal
RU2318117C1 (en) * 2006-08-21 2008-02-27 Дальневосточный государственный технический университет Underground gasification method
RU2360106C1 (en) * 2008-06-26 2009-06-27 Открытое акционерное общество "Газпром промгаз" (ОАО "Газпром промгаз") Method of ecologically clean underground gasification of coal
WO2014004324A2 (en) * 2012-06-28 2014-01-03 Carbon Energy Limited A method for shortening an injection pipe underground coal gasification
CN103437748A (en) * 2013-09-04 2013-12-11 新奥气化采煤有限公司 Underground coal gasifying furnace and underground coal gasifying method
CN206035469U (en) * 2016-08-09 2017-03-22 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 Efficient coal underground gasification furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103670338B (en) A kind of coal bed gas and coal mining method altogether
Perkins Underground coal gasification–Part I: Field demonstrations and process performance
US4444258A (en) In situ recovery of oil from oil shale
US4065183A (en) Recovery system for oil shale deposits
WO2015032197A1 (en) Underground coal gasification furnace and underground coal gasification method
RU2307244C1 (en) Method for underground coal seam series gasification
US3734184A (en) Method of in situ coal gasification
RU2443857C1 (en) Method to produce hydrogen during underground coal gasification
CN107939370B (en) Strip type coal underground gasification system and production method
CN104251133A (en) Controllable gas injection point gas injection device, gas injection technology and gasification method
MX2008010764A (en) Method for producing viscous hydrocarbon using steam and carbon dioxide.
US4010801A (en) Method of and apparatus for in situ gasification of coal and the capture of resultant generated heat
RU2441980C2 (en) Underground coal gasification technique
CN102287177A (en) Method for gasifying underground coal
CN110159245A (en) Distribution note exhaust passage narrow strips coal underground gasifying furnace production system and method
RU2358099C1 (en) Procedure for development of high viscous oil
CA2791318A1 (en) Steam flooding with oxygen injection, and cyclic steam stimulation with oxygen injection
RU2347070C1 (en) Method of underground gasification of steep and steeply inclined coal series
WO2018225052A1 (en) Method for energy recovery through combustion in-situ of solid fuel
RU2402595C2 (en) Cyclic procedure of carbon underground gasification
RU2209315C2 (en) Method of mining of outburst-prone and gassy coal seams
CN113914846A (en) Method for improving development of underground coal gasification air cavity by applying double-feather horizontal well
RU2797421C1 (en) Method of underground gasification of coal
CN104314549A (en) Coal bed underground gasifying method
CN117404069A (en) Continuous oil pipe dragging type supercritical water injection coal rock underground gasification method