Практичне заняття № 4 Одноканальні і багатоканальні підземні газогенератори

Мета заняття: вивчення схемодноканальних і багатоканальних підземних газогенераторів на пластах крутого и пологого залегания.

Применяющиеся в настоящее время подземные газогенераторы делят на два типа:

-одноканальные газогенераторы, состоящие из одного канала газификации;

-многоканальные газогенераторы, состоящие из несколькихпараллельно работающих каналов газификации.

4.1. Одноканальні газогенератори

Одноканальный газогенератор (рис. 4.1) позволяет выгазовывать некоторую площадь угольного пласта, условно обозначенную эквивалентной площадью АБВЕ. Действительная конфигурация площади пласта зависит от геологических особенностей, его залегания и режима газификации. Для реверсивного ведения процесса газификации к каждой скважине вскрытия необходимо присоединить воздухопровод и газопровод.

Рис. 4.1. Схема одноканальногоподземногогазогенератора на угольном пласте крутого падения: а – в плоскости простирания пласта; б – вкрест простирания пласта; 1 – поверхность земли; 2 – выход пласта под наносы; 3 – наклонная скважина вскрытия; 4 – вертикальная скважина вскрытия; 5 – конец обсадной трубы наклонной скважины вскрытия; 6 – конец обсадной трубы вертикальной скважины вскрытия; АБВЕ – участок угольного пласта, составляющий запасы данного газогенератора.

Конструкция одноканального газогенератора, приведенная на рис.4.2, позволяет использовать часть физического тепла газа для нагрева дутья, но в то же время требует применения специальных мер, обеспечивающих сохранность дутьевой трубы,и скважин вскрытия большого диаметра, так как часть сечения этих скважин, занимается дутьевой трубой.

При одноканальном газогенераторе с изогнутым каналом газификации (рис. 4.3) требуется относительно меньший объем работ по вскрытию пласта, приходящийся на тонну газифицируемого угля, а некоторые особенности аэродинамики дутьевых игазовых потоков в изогнутом канале газификации в определенных геологических условиях могут обеспечить также и большую производительность канала газификации.

4.2. Багатоканальні підземні газогенератори

Многоканальные подземные газогенераторы позволяют вести работу каналов газификации параллельно и последовательно. Но при этом сохраняется отличительная особенность газогенераторов данного типа — соединение каналов газификации друг с другом через общее выгазованное пространство.

Различные схемы многоканальных подземных газогенераторов приведены на рис. 4.4 – 4.5.

Рис. 4.2. Схема одноканальногоподземногогазогенератора с одной скважиной вскрытия на угольном пласте крутого падения: 1 – поверхность земли; 2 – выход пласта под наносы; 3 – наклонная скважина вскрытия; 4 – дутьевая труба; 5 – конец обсадной трубы наклонной скважины вскрытия.

Рис. 4.3. Схема одноканальногоподземногогазогенератора с изогнутым каналом на угольном пласте крутого падения: 1 – поверхность земли; 2 – выход пласта под наносы; 3, 4 – скважины вскрытия; 5 – конец обсадной трубы скважины вскрытия; АБВЕ – участок угольного пласта, подлежащий выгазовыванию данным газогенератором.

На рис. 4.4показан момент, когда дутье подается(подача дутья в разные точки канала газификации по его длине может эмулироваться специальной подвижной трубой, опускаемой через скважину вскрытия) в каналы газификации 6 и 7 соответственно через скважины вскрытия 2 и 3, газ при этом отводится через соединительный канал 9 в каналы газификации 5 и 8 и затем через скважины вскрытия1и4в газопровод.

При этом в работе одновременно находятся два канала газификации 6 и 7, в которые поступает дутье, два других канала 5 и 9 являются газоотводящими каналами до тех пор, пока каналами газификации6и 7 не будет сгазифицирован уголь на площади А¹А¹¹¹Б¹¹¹В¹.

После отработки этой площади пласта, при продолжении подачи дутья в скважины вскрытия 2 и 3, будут отрабатываться площади угольного пласта АА¹Б¹Б и А¹¹¹A^IVБ^IVБ^IIIприлежащие соответственно к каналам газификации 5 и 8.

При такой схеме работы газогенератора выгазовывание участка пласта будет протекать на площади А¹А¹¹¹Б¹¹¹Б¹, примыкающей к каналам газификации 6 и 7, предпочтительно по падению пласта, а на площадях АА¹Б¹Б и А¹¹¹A^IVБ^IVБ^IIIпримыкающих к каналам газификации 1 и 4, предпочтительно по восстанию пласта.

Рис. 4.4. Схема многоканальногоподземногогазогенератора на угольном пласте крутого падения с наклонными скважинами вскрытия при расположении каналов газификации по падению пласта: 1, 2, 3, 4 – наклонные скважины вскрытия; 5, 6, 7, 8 – каналы газификации в виде скважин, пробуренных по падению пласта; 9 – соединительный канал газификации; ААIV – линия обсадки скважин вскрытия; АББIVАIV – участок угольного пласта, составляющий запасы данного газогенератора.

Если же по отработке запасов угля, относящихся к каналам газификации 6 и 7 подачу дутья перевести на скважины вскрытия 1 и 4, а отвод газа производить через скважины 2 и 3, то запасы угля, относящиеся к каналу газификации 1 и 4, также будут сгазифицированы в направлении падения пласта.

Многоканальный подземный газогенератор, приведенный на рис. 4.5, состоит из шести каналов газификации 7, 8, 9, 10, 11, 12, пройденных по падению пласта и соединенных на границе отработки участка пласта по падению каналом 13, пройденным по простиранию пласта. На этот соединительный канал 13 пробурены три вертикальные скважины 14, 15 и 16. При такой схеме подземного газогенератора можно вести одновременную работу на всехшести каналах газификации, ведя отработку пласта по падению или по восстанию.

Рис. 4.5. Схема многоканальногоподземногогазогенератора на угольном пласте крутого падения с наклонными и вертикальными скважинами вскрытия при расположении каналов газификации по падению пласта: 1, 2, 3, 4, 5, 6 – наклонные скважины вскрытия; 7, 8, 9, 10, 11, 12 – каналы газификации по падению пласта; 13 – соединительный канал газификации; 14, 15, 16 – вертикальные скважины вскрытия; 17 – поверхность земли; 18 – выход пласта под наносы.

Для ведения газификации по падению пласта дутье должно подаваться в каналы газификации через наклонные скважины вскрытия, а газ при этом должен отводиться через вертикальные скважины вскрытия. В случае ведения газификации по восстанию пласта дутье подается в вертикальные скважины, а газ отводится через наклонные скважины.

Процесс газификации в газогенераторе, изображенном на рис. 4.6, можно вести по-разному, например отвод газа — через скважину вскрытия 1 с подачей дутья в вертикальные скважины вскрытия 2, 3, 4, 5, 6 и 7; в одновременной работе будет находиться шесть каналов газификации, выгазовывание участка пласта при этом производится по его простиранию.

Рис. 4.6. Схема многоканальногоподземногогазогенератора на наклоннозалегающем угольном пласте с расположении каналов газификации по простиранию пласта: 1 – наклонная скважина вскрытия; 2, 3, 4, 5, 6, 7, 15, 16, 17, 18, 19, 20 – вертикальные скважины вскрытия; 8, 9, 10, 11, 12, 13 – каналы газификации; 14 – соединительный канал газификации; I, II, III – границы участков (этажей) пласта, отрабатываемых соответствующими каналами газификации.

Кроме того, на газогенераторе приведенной конструктивной схемы процесс газификации может быть организован только с использованием вертикальных скважин вскрытия. Например, подача дутья производится в скважинах 3 и 6, а отвод газа соответственно осуществляется из скважин 2 и 5.

По мере отработки одних скважин вскрытия бурятся другие: 15, 16, 17, 18, 19, 20 и т. д., из которых на огневой забой газогенератора проходятся новые каналы газификации.

При такой конструктивной схеме газогенератора имеется возможность проводить отработку его запасов угля полосами I, II также и в ином порядке: вначале полосу или ее часть (уступ)II, а затем полосу I.

Приведенные принципиальные конструктивные схемы подземных газогенераторов далеко не исчерпывают всех возможностей в этой области, а преследуют цель показать различные направления возможного конструктивного оформления подземного газогенератора.