[go: up one dir, main page]

RU2091574C1 - Method of underground gasification - Google Patents

Method of underground gasification Download PDF

Info

Publication number
RU2091574C1
RU2091574C1 SU4903204A RU2091574C1 RU 2091574 C1 RU2091574 C1 RU 2091574C1 SU 4903204 A SU4903204 A SU 4903204A RU 2091574 C1 RU2091574 C1 RU 2091574C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coal
gasification
seams
packs
wells
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Павлович Кузнецов
Евгений Владимирович Гончаров
Любовь Алексеевна Гончарова
Иван Михайлович Саптыков
Юрий Борисович Голубев
Original Assignee
Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдарского дела
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдарского дела filed Critical Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдарского дела
Priority to SU4903204 priority Critical patent/RU2091574C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2091574C1 publication Critical patent/RU2091574C1/en

Links

Landscapes

  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

FIELD: processing of thick brown coal seams by underground gasification. SUBSTANCE: the offered method includes injection of gel-forming compounds in volume V=0.01xTu.s.xSxW cu.m, where Tu.s. is thickness of processed top bands; S is area of seam opened by holes; W is maximum hygroscopic moisture content in per cent. EFFECT: higher rate of recovery of coal substance due to treatment of top bands with gel-forming compounds and their coagulation. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной переработке угля. The invention relates to mining and can be used in underground coal processing.

Известен способ газификации угля, заключающийся в подаче газообразного окислителя, дутья (воздуха, паровоздушной смеси и т. п.) по пробуренным до угольного пласта скважинам, фильтрационной сбойке между ними и последующей газификации. На выходе из отводных скважин получают энергетические горючие газы [1]
Однако, вследствие того что разогретый около 1000oC газ у реакционной поверхности угольного пласта концентрируется у верхних пачек, реакционная поверхность (забой) имеет наклонное положение до 20-30o к почве [2] в результате чего происходит предпочтительное выгорание верхних пачек угля.
A known method of gasification of coal, which consists in the supply of a gaseous oxidizer, blast (air, steam-air mixture, etc.) through the wells drilled to the coal seam, the filtration breakdown between them and subsequent gasification. At the exit from the diverting wells receive energy combustible gases [1]
However, due to the fact that the gas heated at about 1000 o C at the reaction surface of the coal seam is concentrated at the upper bundles, the reaction surface (bottom) has an inclined position of up to 20-30 o to the soil [2], as a result of which the upper bursts of coal are preferentially burned out.

Наиболее близким к изобретению по последовательности операций является способ [3] включающий тампонирование вышележащих пород в ходе газификации. Способ предотвращает проникновение воды и утечки дутья в очагах газификации. Основным недостатком является то, что способ, также как и аналог, реализуется при наклонной ориентации реакционной поверхности, что обусловило опережающее выгорание верхних пачек угля, а также то, что пачки зачастую используются (газифицируются) неполностью. Closest to the invention by the sequence of operations is a method [3] comprising plugging overlying rocks during gasification. The method prevents the penetration of water and leakage of blast in the gasification centers. The main disadvantage is that the method, as well as the analogue, is implemented with an inclined orientation of the reaction surface, which led to faster burnup of the upper packs of coal, as well as the fact that packs are often used (gasified) incompletely.

Целью изобретения является увеличение полноты использования угольного вещества из мощных угольных пластов за счет равномерной газификации пластов по всей мощности. The aim of the invention is to increase the completeness of the use of coal matter from powerful coal seams due to the uniform gasification of the seams throughout the power.

Цель достигается тем, что предварительно обрабатывают верхние пачки угольных пластов гелеобразующими веществами, содержащими раствор жидкого стекла или хлористого аммония, или бикарбоната натрия, гелеобразующее вещество нагнетают в объеме V 0,01•mв.п•S•W, м3, где Mв.п мощность обрабатываемых пачек; S площадь пласта, вскрытая скважинами к газификации, м2; W максимальная гигроскопическая влажность, при этом процесс фильтрационной сбойки, газификации пласта начинают по нижней угольной пачке.The goal is achieved in that the upper packs of coal seams are pretreated with gelling agents containing a solution of water glass or ammonium chloride or sodium bicarbonate, the gelling agent is injected in a volume of V 0.01 • m vp • S • W, m 3 , where M vp power of processed packs; S the area of the reservoir, opened by wells for gasification, m 2 ; W maximum hygroscopic humidity, while the process of filtration failure, gasification of the formation begin in the lower coal bundle.

Вторым отличительным признаком является то, что с целью повышения эффективности реализации способа в плотных, слабо нарушенных пачках угля перед закачкой гелеобразующих составов производят гидроразрыв с последующей откачкой воды. The second distinguishing feature is that in order to increase the efficiency of the method implementation in dense, slightly disturbed packs of coal, hydraulic fracturing is performed before the injection of gel-forming compounds, followed by pumping of water.

На чертеже представлена принципиальная схема осуществления способа. The drawing shows a schematic diagram of the implementation of the method.

Газифицируемый пласт 1 состоит из пачек 2, 3, 4. Дутьевая скважина 5 и отводные скважины 6 вначале бурят до положения соответственно 7 и 8 и нагнетают гелеобразующие составы в микро- и макротрещины пачек 2 и 3. В качестве упомянутых составов используют 5-10%-ный раствор жидкого стекла или бикарбоната натрия. Об объеме закачиваемого раствора сказано ниже. Затем добуривают скважины до проектной глубины 9 и 10, сбивают скважины фильтрационной сбойкой, например, прокачивая воздух под давлением 1,5-2 атм, зажигают и газифицируют сначала П (пачку 4), а затем и вышележащие пачки 2 и 3. В отдельных случаях при необходимости газифицировать пласты, верхние пачки которых сложены плотными, слабонарушенными углями, по ним производят гидроразрыв с последующей (после падения давления воды (гидроразрыва) откачкой воды и последующей закачкой гелеобразующих составов. Гелеобразующие составы закачивают в объеме
V 0,01•mв.п•S•W, м3,
где mв.п мощность обрабатываемых пачек; S площадь пласта, вскрытая скважинами и подготовленная к газификации; W максимальная гигроскопическая влажность, характеризующая нарушенность обрабатываемых пачек.
The gasified formation 1 consists of packs 2, 3, 4. The blast hole 5 and diverting wells 6 are first drilled to positions 7 and 8, respectively, and the gelling compositions are pumped into micro- and macrocracks of packs 2 and 3. 5-10% are used as the mentioned compositions solution of water glass or sodium bicarbonate. The volume of injected solution is described below. Then the wells are drilled to the design depths of 9 and 10, the wells are knocked down by filtration failure, for example, pumping air at a pressure of 1.5-2 atm, first P is ignited and gasified (pack 4), and then overlying packs 2 and 3. In some cases if necessary, gasify the formations, the upper packs of which are composed of dense, slightly disturbed coals, they produce hydraulic fracturing followed by (after a drop in water pressure (hydraulic fracturing) pumping water and subsequent injection of gel-forming compounds.
V 0.01 • m vp • S • W, m 3 ,
where m vp power of the processed packs; S formation area, opened by wells and prepared for gasification; W maximum hygroscopic humidity, which characterizes the disturbance of the processed packs.

Реализация способа поясняется примером из условий работы Ангренской станции "Подземгаз" ПО "Средазуголь", газифицируемый пласт на участке газогенератора N5 вскрывали тремя дутьевыми скважинами и тремя отводными, которые бурили через 20 м попарно. Пласт мощностью 8 м разделен прослойками аргиллита на 3 пачки. Нижняя 2 м, средняя 4 м и верхняя 2 м. При вскрытии скважины не добуривали до почвы пласта на 2 м и отбирали пробы угля из получаемого штыба. The implementation of the method is illustrated by an example from the operating conditions of the Angren station "Podzemgaz" PO "Sredazugol", the gasified reservoir in the gas generator section N5 was opened with three blast holes and three by-holes, which were drilled through 20 m in pairs. The layer with a thickness of 8 m is divided by layers of mudstone into 3 packs. The lower 2 m, the middle 4 m and the upper 2 m. When opening the well, we did not drill 2 m to the formation soil and coal samples were taken from the resulting block.

По пробам угля определили среднюю максимальную гигроскопическую влажность. The average maximum hygroscopic humidity was determined from coal samples.

Для этого взяли по 10 г угля из каждой скважины и поместили в бюксы. Нагрели их до 140oC, после чего взвесили. Получили следующее значение

Figure 00000002

Затем поместили бюксы в эксикатор с 10%-ным раствором соляной кислоты и, взвешивая через 5 ч, через 35 ч получили максимальное водонасыщение со средним значением
Figure 00000003

Figure 00000004

Откуда определяли объем закачки гелеобразующих составов в среднюю и верхнюю пачки
V 0,01 • 6м • (20•2•20) • 5,2 240 м3.To do this, took 10 g of coal from each well and placed in boxes. They were heated to 140 o C, and then weighed. Got the following value
Figure 00000002

Then the bucks were placed in a desiccator with a 10% hydrochloric acid solution and, after weighing after 5 hours, after 35 hours the maximum water saturation was obtained with an average value
Figure 00000003

Figure 00000004

Where did they determine the volume of injection of gelling agents into the middle and upper packs?
V 0.01 • 6m • (20 • 2 • 20) • 5.2 240 m 3 .

При этом через каждую из скважин закачали по 240/6 40 м3 гелеобразующего состава в виде раствора бикарбоната натрия в воде (10%-ный раствор). Затем скважину добурили до проектной глубины (почвы пласта) и через 2 сут после закачки состава выполняли фильтрационную сбойку, розжиг и газификацию пласта. Пробуренные после газификации скважины показали полное извлечение запасов, на участке обработки, потери от неполного выгазовывания составили 3% по сравнению с нормативными 25-30%
По сравнению с прототипом, который является базовым вариантом, предлагаемый способ обеспечивает сокращение потери угольного вещества в недрах, его более полное и эффективное использование.
In this case, 240/6 40 m 3 of gel-forming composition in the form of a solution of sodium bicarbonate in water (10% solution) was pumped through each of the wells. Then, the well was drilled to the design depth (formation soil) and 2 days after the injection of the composition, filtration disruption, ignition and gasification of the formation were performed. Wells drilled after gasification showed full recovery of reserves at the processing site, losses from incomplete gas extraction amounted to 3% compared to standard 25-30%
Compared with the prototype, which is the basic option, the proposed method provides a reduction in the loss of coal substance in the bowels, its more complete and efficient use.

Литература. Literature.

1. А.П. Дмитриев, С.А. Гончаров, Термодинамические процессы в горных породах. М. Недра, 1990 г, с. 226-245. 1. A.P. Dmitriev, S.A. Goncharov, Thermodynamic processes in rocks. M. Nedra, 1990, p. 226-245.

2. В. Н. Казак. Исследование проявления горного давления при бесшахтной термической переработке каменноугольных пластов, дисс. на соискание уч. степ. канд. техн. наук. М. МГИ, 1966, ВНИИПромгаз, с. 116а. 2. V.N. Cossack. Investigation of the manifestation of rock pressure during shaftless thermal processing of coal seams, Diss. for the competition step. Cand. tech. sciences. M. MGI, 1966, VNIIIPromgaz, p. 116a.

3. Авторское свидетельство СССР 1764358, кл. E 21 B 43/295, 1989. 3. Copyright certificate of the USSR 1764358, cl. E 21 B 43/295, 1989.

Claims (2)

1. Способ подземной газификации угольных пластов, включающий вскрытие угольного пласта двумя системами скважин, предварительную обработку вышележащих пластов, создание между скважинами дутьевого канала фильтрационной сбойкой, розжиг пласта, подачу дутья и откачку продуктивного газа, отличающийся тем, что, с целью увеличения полноты использования угольного вещества из мощных угольных пластов за счет равномерной газификации пластов по всей мощности, предварительно обрабатывают верхние пачки угольных пластов гелеобразующими веществами, содержащими раствор жидкого стекла или хлористого аммония или бикарбоната натрия, гелеобразующие вещества нагнетают в объеме
V 0,001 mв.п • S • W,
где mв.п мощность обрабатываемых пачек, м;
S площадь пласта, вскрытия скважинами к газификации, м2;
W максимальная гигроскопическая влажность,
при этом процесс фильтрационной сбойки и газификации пласта начинают по нижней угольной пачке.
1. A method of underground gasification of coal seams, including opening a coal seam with two well systems, pre-treating overlying seams, creating a blast channel between the wells with filtration failure, igniting the seam, blowing and pumping productive gas, characterized in that, in order to increase the fullness of use of coal substances from powerful coal seams due to the uniform gasification of the seams throughout the power, pre-process the upper packs of coal seams with gelling agents and containing a solution of water glass or ammonium chloride or sodium bicarbonate, gelling agents are pumped in a volume
V 0.001 m in . n • S • W,
where m in . p the power of the processed packs, m;
S formation area, autopsy wells for gasification, m 2 ;
W maximum hygroscopic humidity,
while the process of filtration failure and gasification of the formation begin on the lower coal bundle.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности газификации в плотных слабо нарушенных пачках угля, перед закладкой гелеобразующих составов производят гидроразрыв с последующей откачкой воды. 2. The method according to claim 1, characterized in that, in order to increase the efficiency of gasification in dense weakly broken coal packs, a hydraulic fracturing is performed before laying gel-forming compositions with subsequent pumping of water.
SU4903204 1991-01-16 1991-01-16 Method of underground gasification RU2091574C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4903204 RU2091574C1 (en) 1991-01-16 1991-01-16 Method of underground gasification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4903204 RU2091574C1 (en) 1991-01-16 1991-01-16 Method of underground gasification

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2091574C1 true RU2091574C1 (en) 1997-09-27

Family

ID=21556000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4903204 RU2091574C1 (en) 1991-01-16 1991-01-16 Method of underground gasification

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2091574C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2398105C1 (en) * 2009-06-23 2010-08-27 Открытое акционерное общество ОАО "Газпром промгаз" (ОАО "Газпром промгаз") Method for underground gasification of thick coal beds in layers

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1155758, кл. E 21 C 43/00, 1980. Авторское свидетельство СССР N 1764358, кл. E 21 B 43/295, 1989. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2398105C1 (en) * 2009-06-23 2010-08-27 Открытое акционерное общество ОАО "Газпром промгаз" (ОАО "Газпром промгаз") Method for underground gasification of thick coal beds in layers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2466945A (en) Generation of synthesis gas
SU925094A1 (en) Method of underground gasification of coal
RU2445462C1 (en) Method of mine field degassing
CN113653470B (en) Coal bed in-situ hydrogen production and coal bed gas development integrated method and structure
PL222247B1 (en) Method for extracting compressed gaseous hydrocarbons and storage of CO ₂ in horizontal drillings
CN114412433B (en) Deep coal in-situ fluidization mining method based on heat extraction power generation
US4092052A (en) Converting underground coal fires into commercial products
RU2307244C1 (en) Method for underground coal seam series gasification
CN114856684A (en) Fracturing cooperative control method for gas extraction of longwall mining end suspended roof and goaf
RU2046935C1 (en) Oil mine method of oil deposit development
RU2282030C1 (en) Superimposed highly gas-bearing coal bed series development method
RU2091574C1 (en) Method of underground gasification
RU2349759C2 (en) Method of underground gasification of coal beds
RU2378506C2 (en) Method of underground gasification of flat and inclined coal benches
CN114293962A (en) Closed-loop system for permeability increase of gas extraction utilization and reinjection coal seam and working method
RU2388790C1 (en) Thermal processing method of deep-lying slate coals
RU2382879C1 (en) Underground gasification method
US4431055A (en) Method for selective plugging of depleted channels or zones in in situ oil shale retorts
RU2209984C2 (en) Method of increase of methane recovery from coal seam
RU2102592C1 (en) Method for development of strata deposits of minerals
RU2029875C1 (en) Method to separate underground fires
US2808248A (en) Mining of sulfur using spaced-apart wells
CN115773098A (en) Combined mining method for producing gas and improving oil reservoir recovery ratio by underground coal in coal bed and oil reservoir overlapped area
RU2165019C2 (en) Method of borehole mining of coal
SU1500792A1 (en) Method of degassing coal seam