RU2435954C2

RU2435954C2 - Utilisation method of worn-out automobile tyres at development of coal beds by underground gasification method

Info

Publication number: RU2435954C2
Application number: RU2009145665/03A
Authority: RU
Inventors: Аркадий Петрович Кузьмин (RU); Аркадий Петрович Кузьмин; Марина Владимировна Писаренко (RU); Марина Владимировна Писаренко; Юрий Федорович Патраков (RU); Юрий Федорович Патраков
Original assignee: Учреждение Российской академии наук Институт угля Сибирского отделения РАН (ИУ СО РАН)
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-12-10
Also published as: RU2009145665A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: method involves preparation of gas generator for gasification by drilling a network of wells: vertical ones for blast air supply, formation ones for gas removal; in addition, between blast air and gas-removing wells there drilled are formation wells through which wastes are supplied to combustion source, combustion face is moved along the rise and spread of coal bed by supplying the blast air to blast air wells and gas removal through gas-removing wells. At that, as utilisation wastes there used is rubber of pre-crushed automobile tyres, which is supplied to combustion source when necessary through the dosing devices installed in formation wells.

EFFECT: increasing operating efficiency of underground gas generator at coal gasification, owing to using flammable material of worn-out automobile tyres at their gasification.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и к переработке бытовых и (или) промышленных отходов, в частности к разработке крутых и крутонаклонных угольных пластов по технологии подземной газификации, и утилизации изношенных автомобильных шин.The present invention relates to mining and to the processing of household and (or) industrial waste, in particular to the development of steep and steeply inclined coal seams using underground gasification technology, and the disposal of worn-out tires.

Аналогом данного способа является технология подземной газификации углей [1] и утилизация автомобильных шин методом сжигания [2].An analogue of this method is the technology of underground coal gasification [1] and the disposal of tires by burning [2].

Технология подземной газификации углей основывается на бесшахтной подготовке подземного газогенератора и осуществление процесса газификации в канале. Подготовка подземного газогенератора включает в себя вскрытие пласта посредством бурения скважин и создание в целике первоначальных каналов газификации. Схема газогенератора газификации крутых и крутонаклонных пластов предусматривает бурение сетки вертикальных скважин для подачи дутья диаметром 250-300 мм, специальных скважин (розжоговых и водоотводящих). Газ отводиться через наклонные скважины, пробуренные по угольному пласту диаметром 350-400 мм [1], которые бурятся до начала сбойки на 25-35 м ниже горизонта розжига. Расстояние между дутьевыми и газоотводящими скважинами принимается 25 м.The technology of underground coal gasification is based on the shaftless preparation of an underground gas generator and the implementation of the gasification process in the channel. The preparation of an underground gas generator involves opening a formation by drilling wells and creating entirely the original gasification channels. The gasifier gasification scheme for steep and steeply inclined formations provides for drilling a grid of vertical wells to supply blast with a diameter of 250-300 mm, special wells (ignition and drainage). Gas is diverted through deviated wells drilled through a coal seam with a diameter of 350-400 mm [1], which are drilled before the start of failure at 25-35 m below the ignition horizon. The distance between the blow and exhaust wells is taken 25 m.

Одним из основных недостатков технологии является низкая калорийность получаемого газа подземной газификации и большие потери.One of the main disadvantages of the technology is the low calorific value of the obtained underground gasification gas and large losses.

Сжигание, один из самых простых способов переработки шин, заключается в высокотемпературном окислении, в основном в барабанных печах на цементных заводах. После сжигания шин получается тепло, которое идет на нагревание воды в котле до пара. Далее пар пускают на отопление или в паровую турбину, для получения электричества. Недостатком данного способа является высокая экологическая опасность, так как в окружающую среду выделяется множество загрязняющих веществ: диоксид серы, бифенил, антрацен, флуорентан, пирен, бенз(а)пирен, хлорированные диоксины и фураны.Burning, one of the easiest ways to recycle tires, involves high-temperature oxidation, mainly in drum kilns in cement plants. After burning the tires, heat is obtained, which is used to heat the water in the boiler to steam. Next, the steam is allowed for heating or in a steam turbine, to obtain electricity. The disadvantage of this method is the high environmental hazard, as many polluting substances are released into the environment: sulfur dioxide, biphenyl, anthracene, fluorentan, pyrene, benz (a) pyrene, chlorinated dioxins and furans.

За прототип принят патент «Способ переработки отходов»[3].For the prototype adopted the patent "Method of processing waste" [3].

Согласно способу переработки отходов бытовые и промышленные отходы подают в образованное в результате работы газогенератора выработанное" пространство действующего газогенератора, по уже имеющимся скважинам, совместно с окислителем или по отдельным скважинам. При этом продукты сжигания перемещаются в выработанное пространство газогенератором газоводушным потоком.According to the method of processing waste, household and industrial waste is fed into the generated "space of the active gas generator formed as a result of the gas generator operation, through existing wells, together with an oxidizer or through individual wells. In this case, the combustion products are transferred to the gas generator generated space by a gas flow.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- то, что для подачи промышленных отходов используются дутьевые или другие скважины, которые в работающем газогенераторе выполняют определенные функции, а спуск в них отходов снижают эффективность выполнения этих функций. Например, подача отходов через дутьевые (которые бурят диаметром до 300 мм и преимущественно вертикальные) скважины приведет к снижению подачи окислителя в очаг горения за счет уменьшения свободного сечения скважин, тем самым уменьшения коэффициента эффективности процесса газификации;- the fact that blast or other wells are used to supply industrial waste, which perform certain functions in a working gas generator, and the discharge of waste into them reduces the efficiency of these functions. For example, the supply of waste through blast holes (which are drilled with a diameter of up to 300 mm and mainly vertical) wells will lead to a decrease in the supply of oxidizing agent to the combustion zone by reducing the free section of the wells, thereby reducing the efficiency of the gasification process;

- кроме того, бытовые отходы и также часть промышленных отходов при сжигании имеют теплотворную способность ниже, чем газифицируемого угля, а для их розжига потребуется дополнительные тепловые затраты, что также ведет к снижению эффективности работы подземного газогенератора.- in addition, household waste and also part of industrial waste during combustion have a calorific value lower than gasified coal, and for their ignition additional heat costs will be required, which also leads to a decrease in the efficiency of the underground gas generator.

Цель изобретения - повышение эффективности работы подземного газогенератора при газификации угля за счет использования горючего материала изношенных автомобильных шин при их газификации.The purpose of the invention is to increase the efficiency of an underground gas generator during coal gasification through the use of combustible material from worn-out automobile tires during gasification.

Поставленная цель, достигается тем, что в способе утилизации изношенных автомобильных шин при разработке крутых и крутонаклонных угольных пластов методом подземной газификации осуществляют подготовку газогенератора к газификации посредством бурения и сбойки между собой скважин: вертикальных для подачи дутья, специальных, пластовых для отвода газа и подачи дробленой резины шин, розжига газогенератора, газификация угля и резины шин осуществляется по мере перемещения огневого забоя по восстанию и простиранию угольного пласта, посредством подачи дутья в дутьевые скважины и отвода газа через газоотводящие скважины, отличающемся тем, что при подготовке газогенератора дополнительно (между дутьевыми и газоотводящими скважинами) бурят пластовые скважины, которые заполняют дробленой резиной до момента розжига газогенератора, а затем по мере газификации через дозатор, установленный на этой скважине, подают дополнительные порции резины. Предлагаемое изобретение поясняется схемой, изображенной на чертеже.This goal is achieved by the fact that in the method of disposing of worn-out car tires when developing steep and steeply inclined coal seams by the method of underground gasification, the gas generator is prepared for gasification by drilling and interconnecting wells: vertical for blowing, special, for producing gas and crushed tire rubber, gas generator ignition, coal gasification and tire rubber is carried out as the fire face moves along the uprising and strike of the coal seam, the way of supplying blast to the blast holes and venting gas through the gas outlet wells, characterized in that during the preparation of the gas generator additionally (between the air and gas outlet wells), formation wells are drilled, which are filled with crushed rubber until the gas generator is ignited, and then, as gasification progresses, through the metering unit installed at this well, additional portions of rubber are supplied. The invention is illustrated by the diagram depicted in the drawing.

Способ может быть реализован на месторождениях углей с крутым и крутонаклонным залеганием угольных пластов следующим образом. Осуществляют подготовку подземного газогенератора к работе путем бурения дутьевых скважин 1, газоотводящих наклонных скважин 2 по разрабатываемому пласту 4, скважин специального назначения (розжиговые, водоотводные) и скважин, предназначенных для спуска дробленой резины 3 по разрабатываемому пласту 4. Скважины 3 оснащают устройствами - дозаторами, предназначенными для дозированного спуска резины и герметизации скважины в работающем газогенераторе. Предварительно собранные и измельченные отработанные автомобильные шины крупностью менее 100 мм доставляют и заполняют скважины 3. Осуществляют сбойку дутьевых скважин, посредством формирования сбоечного канала 6 и розжига газогенератора посредством специальных (розжиговых) и дутьевых скважин. Процесс газификации угля и резины осуществляется посредством подачи дутья через скважину 1 и отвод газа через скважины 2. По мере распространения очага 5 горения по восстанию пласта 4 происходит газификация пласта и дробленой резины. При этом по мере необходимости осуществляют дополнительный спуск дробленой резины через дозатор скважины 3. По мере перемещения очага 5 горения по простиранию в процесс газификации вовлекается новая серия скважин 1,2,3.The method can be implemented on coal deposits with steep and steeply inclined coal seams as follows. Prepare the underground gas generator for work by drilling blast holes 1, gas deviating wells 2 along the developed formation 4, wells for special purposes (ignition, drainage) and wells designed to lower crushed rubber 3 along the developed formation 4. Wells 3 are equipped with dispenser devices, designed for metered descent of rubber and sealing of a well in a working gas generator. Pre-assembled and shredded used automobile tires with a particle size of less than 100 mm deliver and fill wells 3. Blast holes are shut down by forming a breakdown channel 6 and igniting the gas generator by means of special (ignition) and blow wells. The process of gasification of coal and rubber is carried out by supplying blast through the well 1 and removing gas through the wells 2. As the source of combustion 5 spreads along the uprising of the formation 4, gasification of the formation and crushed rubber occurs. In this case, as necessary, additional descent of crushed rubber is carried out through the dispenser of the well 3. As the combustion center 5 moves along strike, a new series of wells 1,2,3 is involved in the gasification process.

При осуществлении данного способа утилизации изношенных автомобильных шин тепло и газ, выделяемые при газификации резины, участвует в процессе газификации угля, снижая потери на нагрев окружающей породы, тем самым повышая эффективность работы подземного газогенератора, одновременно утилизируя свалки изношенных автомобильных шин, представляющие собой самую крупнотоннажную продукцию полимеросодержащих отходов, практически не подверженных природному разложению, что и являлось целью изобретения.When implementing this method of utilizing worn-out automobile tires, the heat and gas released during gasification of rubber is involved in the gasification of coal, reducing losses for heating the surrounding rock, thereby increasing the efficiency of the underground gas generator, while disposing of dumps of worn-out automobile tires, which are the most large-tonnage products polymer-containing waste, practically not subject to natural decomposition, which was the purpose of the invention.

Источники информацииInformation sources

1. Рева М.К. Исследование схем работы подземных газогенераторов. Проблемы подземной газификации в Кузбассе.- Сб. научных статей, Кемерово, 1967, с.31-54 (аналог).1. Reva M.K. Study of underground gas generator operation schemes. Problems of underground gasification in Kuzbass .- Sat. scientific articles, Kemerovo, 1967, p.31-54 (analogue).

2. Состояние вопроса об отходах и современных способах их переработки: учеб. пособие / Г.К. Лобачева. - Волгоград: изд-во ВолГу, 2005. - 176 с. (аналог).2. The state of the issue of waste and modern methods of their processing: textbook. allowance / G.K. Lobachev. - Volgograd: VolGu publishing house, 2005. - 176 p. (analogue).

3. Патент «Способ переработки отходов», RU 2025639 С1, дата опубликования 30.12.1994 (прототип).3. Patent "Method for the processing of waste", RU 2025639 C1, publication date 12/30/1994 (prototype).

Claims

A method of utilization of industrial waste by underground gasification, including preparing a gas generator for gasification by drilling a network of wells: vertical for blowing, formation for removing gas, in addition, formation wells are drilled between the blast and gas outlet wells, through which waste is supplied to the burning center, the uprising and strike of the coal seam by supplying blast into the blast holes and venting gas through gas wells, characterized in that as waste Recycling utilization uses rubber of pre-crushed automobile tires, which is fed into the combustion zone as necessary, through metering devices installed in formation wells.