способ розжига угольного пласта

Формула изобретения

Способ розжига угольного пласта, включающий бурение скважины до почвы угольного пласта, определение забоя скважины, определение уровня воды в скважине, размещение над скважиной грузовой камеры, выдерживающей давление подаваемого в скважину сжатого воздуха, обеспечивающего отжим воды из скважины, удаление воды из места розжига, размещение зажигательного патрона в грузовой камере с возможностью опускания зажигательного патрона в скважину с сохранением герметичности грузовой камеры, размещение зажигательного патрона в участке канала газификации, подачу дутья и воспламенение угля от зажигательного патрона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подземной газификации угля, в частности к розжигу угольного пласта как первой и необходимой стадии процесса.

Известен способ розжига угольного пласта путем спуска или сбрасывания на забой скважины в потоке воздуха раскаленных кусков угля и кокса (Бабкин В., Маргушин В., Ревва М., Ячменев Д. О возможности применения тормита для розжига угольного пласта. Подземная газификация углей в Кузбассе. Кемерово, 1966, с.63-68). Однако этот способ малоэффективен, так как возможно спекание быстро остывающих кусков угля и кокса в комок, что приводит к образованию пробки в скважине. Кроме того, с увеличением глубины скважины розжиг угольного пласта на ее забое затрудняется из-за измельчения падающих раскаленных кусков кокса по длине скважины и, как следствие, их остывание.

Известны также способы розжига угольного пласта с помощью предварительной закачки в него легко воспламеняющихся веществ (нефтепродукты, алюминиевые соли и др.) - патент США №4499945, кл. Е21В 29/02, 1983; авторское свидетельство СССР №1392086, кл. Е21В 43/295, 1983. Однако эти способы весьма трудоемки.

Известен также способ розжига угольного пласта (авторское свидетельство СССР №1793043, кл. Е21В 43/295, 1993), включающий бурение скважин до почвы угольного пласта, удаление воды из места розжига, подачу в участок канала газификации легковоспламеняющегося вещества, зажигательного патрона и дутья, воспламенение горючего вещества и угля от зажигательного патрона, при этом предварительно определяют гидростатическое давление пласта и влажность угля, подают глинистый раствор на всю мощность угольного пласта, подают в скважину дробленую смесь аммиачной селитры, серы и угля и поджигают ее. Однако и этот способ является еще более трудоемким.

Целью настоящего изобретения является создание способа розжига угольного пласта, позволяющего снизить трудозатраты, повысить надежность, безопасность и эффективность розжига угольного пласта.

Указанный результат достигается тем, что способ розжига угольного пласта, включает бурение скважины до почвы угольного пласта, определение забоя скважины, определение уровня воды в скважине, размещение над скважиной грузовой камеры, выдерживающей давление подаваемого в скважину сжатого воздуха, обеспечивающего отжим воды из скважины, удаление воды из места розжига, размещение зажигательного патрона в грузовой камере, с возможностью опускания зажигательного патрона в скважину с сохранением герметичности грузовой камеры, размещение зажигательного патрона в участке канала газификации, подачу дутья и воспламенение угля от зажигательного патрона.

Такие усовершенствования способа позволяют снизить трудозатраты, т.к. не требуется никаких технических средств (например, оборудования и приспособлений для предварительного нагрева кокса и его сбрасывания в скважину или подачи в скважину глины), отсутствует необходимость в дополнительном наличии каких-либо легковоспламеняющихся веществ (например, нефтепродукты, селитра и др.), что повышает надежность, т.к. уменьшается количество необходимых компонентов для организации розжига, и безопасность, т.к. полностью исключается возможность несанкционированного воспламенения таких веществ в процессе закачки их в скважину, что в свою очередь улучшает эффективность розжига угольного пласта.

На чертеже показан вертикальный разрез технологической схемы подземного способа розжига угольного пласта.

Технологическая схема подземного способа розжига угольного пласта включает скважину 1, пробуренную до почвы угольного пласта 2 с цементацией затрубного пространства 3, которая снабжена оголовком 4 с каналом 5 подачи воздуха в скважину, грузовую камеру 6, установленную через заслонку 7 над оголовком 4 скважины 1, зажигательный патрон 8, размещенный в грузовой камере 6. Зажигательный патрон 8 обеспечен автономным источником питания, расположенным внутри зажигательного патрона 8, воспламеняющегося, например, от соприкосновения патрона с почвой угольного пласта 2. Зажигательный патрон 8 посредством троса 9 соединен через кронштейн 10 с устройством 11, перемещающим патрон 8 внутри скважины 1.

Предлагаемый способ розжига угольного пласта осуществляют следующим образом. С поверхности бурят скважину 1 до почвы угольного пласта 2. Скважину 1 обсаживают до кровли угольного пласта 2 и цементируют затрубное пространство 3. Определяют забой скважины, по глубине которого определяют требуется ли подсыпка кусковым углем. Определяют уровень воды в скважине для расчета требуемого давления подаваемого в скважину сжатого воздуха. К оголовку 4 скважины 1 подводят канал 5 подачи сжатого воздуха в скважину 1. Оголовок 4 скважины 1 соединяют через заслонку 7 с грузовой камерой 6, в которой размещают зажигательный патрон 8. Затем в скважину 1 через канал 5 подается сжатый воздух, обеспечивающий отжим воды из скважины 1. Далее в скважину 1 через открытую заслонку 7 при помощи устройства 11, например лебедки, опускается на тросе 9 зажигательный патрон 8, при этом давление в скважине 1 остается постоянным, благодаря герметичности грузовой камеры 6. При соприкосновении с почвой угольного пласта 2, вследствие активизации автономного источника питания, загорается зажигательный патрон 8. За счет высокой температуры, обеспечиваемой горением патрона 8, происходит возгорание угольного пласта 2. При этом сам зажигательный патрон 8, выполненный только из горючих материалов, сгорает полностью вместе с элементами его крепления к тросу 9.

Изобретение может быть использовано при подземной газификации угольных пластов, а именно при освоении подземных месторождений угля, который невыгодно добывать традиционными методами, а целесообразно предварительно сжигать под землей для получения газа.