Газифікація вугілля - статті

ГАЗИФІКАЦІЯ ВУГІЛЛЯ підземна (а. Соal gasification in situ; н. Unteridische Kohlenvergasung, Flozvergasung; ф. Gazeification des charbons souterraine; і. Gasificacion del carbon en la capa) - спосіб розробки вугільних родовищ. заснований на фізико-хімічних перетвореннях корисних копалин в горючі гази за допомогою вільного або пов'язаного кисню в надрах на місці залягання. Ідея газифікації вугілля належить Д. І. Менделєєву (1888); пізніше (1912) цю ж ідею висловив англійський хімік У. Рамзай. З 1930 в CCCP почалися дослідження по газифікації вугілля; наприкінці 1933 радянськими ученими І. Е. Коробчанського, В. А. Матвєєвим, В. П. Скаф і Д. І. Філіпповим було запропоновано проводити газифікацію вугілля в горизонтальному каналі при підготовці газогенератора (виробничі ділянки, на яких проводиться газифікація корисних копалин і відведення одержуваного газу) бесшахтной способом.

У 1945-48 в CCCP розроблені системи газифікації вугілля, засновані на бесшахтной методі підготовки підземних газогенераторів, що полягає в розтині ділянки вугільного пласта свердловинами і створення в його цілику первинних каналів газифікації.

Газифікація вугілля включає буріння з поверхні вертикальних, похилих і похило-горизонтальних свердловин для подачі повітряного або парокіслородной-повітряного дуття і відведення утворюється газу, створення в пласті між свердловинами реакційних каналів, в яких вугілля взаємодіє з потоками дуття і газу. Трубопроводи для подачі дуття і транспортування газу, установки для виробництва дуття, охолодження газу розташовані на поверхні.

Для створення в пласті реакційних каналів використовуються фільтраційно-вогнева (або фільтраційна) збійка свердловин, гідравлічний розрив пласта. направлене буріння свердловин по вугільному пласту, збійка свердловин із застосуванням електричного струму. У каналах формуються реакційні зони і починається процес газифікації вугілля, який носить полуобращённий характер. У процесі газифікації горюча маса вугілля перетворюється в газ, а в вигорілому просторі залишається зола; в міру газифікації вугілля пласта реакційні зони переміщаються і під дією гірського тиску відбувається зрушення порід покрівлі, заповнення ними вигазованного простору. Завдяки цьому розміри і структура каналів газифікації протягом тривалого часу залишаються постійними, що обумовлює також відносну стабільність складу одержуваного газу.

Теплота згоряння і склад одержуваного газу залежать від виду дуття, якості вугілля, а також від геологічних умов залягання вугільного пласта. Мінімальна потужність пластів, нижче якої теплові втрати зростають настільки, що газифікація вугілля стає нерентабельним, 1,5-2 м. Нижча (теоретична) теплота згоряння газу на повітряному дуття при газифікації бурого вугілля 3,3 МДж / м 3. кам'яного вугілля 3, 8-5 МДж / м 3.

Застосування дуття, збагаченого киснем (65%), збільшує теплоту згоряння газу до 6,9-7,5 МДж / м 3. За хімічним складом газ придатний для синтезу аміаку і вуглеводнів.

Основні переваги газифікації вугілля: відносно невеликий обсяг підземних робіт; відсутність необхідності додаткової підготовки палива у споживача; збереження родючого шару грунту в межах гірничого відводу (відсутність породних відвалів та ін.); чистота повітряного басейну; нижча (за інших рівних умов) в порівнянні з традиційними способами видобутку вартість палива.

Основні недоліки: відносно невисока теплота згоряння газу, труднощі контролю поширення фронту газифікації. Дослідження в області газифікації вугілля, крім напрямків, пов'язаних з удосконаленням технології, охоплюють питання застосування процесу на глибинах понад 800-1000 м, підвищення тиску парокіслородной дуття, швидкісної підготовки бурінням підземних газогенераторів, збійки свердловин і ін. В CCCP спосіб підземної газифікації використовується при розробці покладів бурого вугілля в Середній Азії (Ангренская станція), кам'яного вугілля в Кузбасі (Південно-Абінський станція). Обсяг виробленого газу близько 1,5 млрд. М 3 (1980).

Досвід CCCP в області газифікації вугілля використовується за кордоном. Досліди і дослідження з підземної газифікації вугілля проводяться в Польщі і Угорщині. Дослідницькі роботи по газифікації вугілля ведуться також в США. ФРН. Бельгії. Великобританії. Канаді. Австралії. Розроблено програми виробництва низько- і висококалорійного газу, в т.ч. на великій глибині (понад 500 м) під високим тиском (4-6 МПа) із застосуванням парокіслородной дуття. Як показують дослідження (CCCP), для бесшахтной підземної газифікації перспективні також горючі сланці.