СПОСОБ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЯЕМОЙ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ

1. Способ технологии управляемой подземной газификации угля, заключающийся в бурении серии направленных дутьевых и газоотводящих скважин по угольному пласту соответственно для подачи дутья в подземный газогенератор и извлечения из него горючего газа, образующегося в результате взаимодействия окислительного дутья с раскаленной угольной поверхностью реакционного канала огневого забоя подземного газогенератора, в бурении поперечной горизонтальной скважины для соединения между собой дутьевых и газоотводящих скважин, в управляемом переносе точки подачи дутья вдоль дутьевой скважины, в огневом расширении бурового угольного канала газоотводящей и поперечной горизонтальной скважин, минимизации экологических последствий в горном массиве на участке подземного газогенератора, а также в бурении вспомогательных вертикальных скважин - розжиговой для розжига угольного пласта, водоотливных для удаления воды из подземного газогенератора, дренажных для осушения участка подземного газогенератора и гидронаблюдательных скважин для контроля за подземной гидросферой, отличающийся тем, что буровые каналы дутьевых, газоотводящих и поперечной горизонтальной скважин размещают в одной плоскости (пачке) угольного пласта, преимущественно ближе к его почве, расстояние между дутьевой и газоотводящей скважинами по простиранию угольного пласта устанавливают меньше величины предельного шага обрушения кровли покрывающей толщи, а начальные участки направленных скважин бурят по породам наклонно к угольному пласту и выносят их за пределы зоны активного сдвижения покрывающей толщи, обусловленной выгазовыванием угольного пласта.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вертикальную розжиговую скважину бурят в районе забоев крайней газоотводящей и поперечной горизонтальной скважин, при этом забойную часть вертикальной розжиговой скважины оборудуют устройством для водяного охлаждения.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вертикальные водоотливные скважины бурят по другую сторону поперечной горизонтальной скважины (по сравнению с дутьевыми и газоотводящими скважинами) на расстоянии, превышающем зону активного сдвижения горного массива, вкрест простирания угольного пласта, а соединение их с выгазованным объемом подземного газогенератора осуществляют методом гидроразрыва угольного пласта с многократной продувкой щели гидроразрыва воздухом высокого давления и расширяют ее до минимального гидравлического сопротивления.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что разжигают угольный пласт в забое вертикальной скважины, нагнетают в нее окислительное дутье, при этом контролируют давление на закрытых соседней газоотводящей и поперечной горизонтальной скважинах и периодически отбирают из них газовую смесь для химического анализа.
2
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что после появления в отбираемой газовой смеси из крайней газоотводящей и поперечной скважин продуктов горения угля (CO) в них нагнетают воздушное дутье, а вертикальную розжиговую скважину постепенно переводят на отвод газа, при этом предварительно включают устройство для водяного охлаждения горячего газа.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что после завершения огневого расширения бурового угольного канала в крайней газоотводящей скважине начинают нагнетать воду в начальный породный ее участок для охлаждения горячего газа, скважину постепенно переводят на режим отвода газа, а отвод газа из вертикальной розжиговой скважины прекращают.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что после перевода газоотводящей скважины на режим отвода газа в соседнюю дутьевую скважину, а, последовательно, и в остальные, начинают подавать воздух высокого давления для соединения с огневым забоем поперечной горизонтальной скважины.
3
2
8. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что по мере огневого расширения бурового канала поперечной горизонтальной скважины при нагнетании в нее 800-1700 м/ч воздушного дутья отбирают из остальных газоотводящих скважин газовые смеси на анализ и после появления в них продуктов горения (CO) начинают нагнетать воздушное дутье для огневого расширения угольного канала.
9. Способ по п.5, отличающийся тем, что при огневом расширении бурового угольного канала в крайней газоотводящей и поперечной горизонтальной скважинах фиксируют зависимость скорости противоточного перемещения по буровому угольному каналу очага горения от расхода воздушного дутья и используют эту зависимость при огневом расширении остальных газоотводящих скважин.
10. Способ по п.1 или 7, отличающийся тем, что при управляемом переносе точки подачи дутья вдоль дутьевой скважины, соседней с крайней газоотводящей скважиной, фиксируют зависимость скорости противоточного перемещения очага горения от расхода воздушного дутья и используют эту зависимость при управляемом переносе точки подачи дутья вдоль остальных дутьевых скважин.
11. Способ по п.1, отличающийся, тем, что после ввода в эксплуатацию всех газоотводящих и дутьевых скважин переходят к интенсивному процессу газификации угольного пласта и обеспечивают равномерное его выгазовывание по простиранию между дутьевыми и газоотводящими скважинами.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что контролируют выгазовывание угольного пласта между каждой парой дутьевой и газоотводящей скважин, изменяют количество нагнетаемого дутья и выравнивают контур (линию) выгазовывания угольного пласта по всей ширине подземного газогенератора.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют предварительное осушение участка газификации до уровня статического столба подземных вод над горизонтом розжига угольного пласта величиной 20-25 м, поддерживают давление в подземном газогенераторе несколько меньше, чем давление столба подземных вод, для чего регулируют степень открытия задвижек на газоотводящих скважинах путем уменьшения или увеличения их проходного сечения, а также постоянно контролируют и регулируют соотношение между столбом подземных вод и давлением в подземном газогенераторе.
14. Способ по п.11, отличающийся тем, что измеряют в гидронаблюдательных и дренажных скважинах и контролируют величину статического столба подземных вод в горном массиве на участке подземного газогенератора, при этом уровень подземных вод над горизонтом розжига угольного пласта регулируют путем включения или отключения насосов на водоотливных и дренажных скважинах.
15. Способ по п.11, отличающийся тем, что после завершения выгазовывания угольного пласта до границы входа дутьевых и газоотводящих скважин в него прекращают процесс газификации, а в дутьевые скважины нагнетают азот с отводом продувочных балластных газов из газоотводящих скважин.