Создание подземного газогенератора подземной газификации угля на участке I очереди Сыллахского месторождения Усмунского угленосного района
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
?овке подземного газогенератора бурились как вертикальные скважины с поверхности, так и горизонтальные скважины по пласту из выработки соседней шахты. Главным результатом этих работ оказалась опытная проверка метода управляемого переноса точки подачи дутья (КРИП). Было показано, что метод КРИП позволяет в определенных условиях стабилизировать теплоту сгорания получаемого газа. Там же изучены возможности отработки методом ПГУ уже вскрытых запасов шахт, давшие положительные результаты. Послойное вскрытие выгазованного пространства осуществлялось открытыми работами.
Основные результаты работ по освоению технологии ПГУ в США сводятся к следующему:
.Создан базовый банк данных по ПГУ, содержащих фактическое выражение опыта работ по ПГУ, результаты теоретических, лабораторных и полевых исследований, используемые методы и алгоритмы, технические приемы и решения.
2.Разработаны экономико-математические модели для оценки эффективности и конкурентоспособности предприятия ПГУ, позволяющие выбирать подходящие месторождения, оптимальные размеры предприятия, наилучших потребителей и способ использования, механизмы и оборудование. Компанией "Галф рисерч энд дивелопмент" разработана модель, в которой рассматриваются химические процессы, рассчитываются оптимальные размеры генераторов, определяется область промышленного внедрения. Модель пригодна для пологих и крутопадающих пластов. Ее использование показало, что ПГУ характеризуется нормальным уровнем технического и экономического риска при мощности пласта не менее 4,5 м, глубине залегания до 370 м для пологих и до 460 м для крутопадающих пластов. Капитальные затраты на предприятие подземной газификации углей не будут превышать 300 млн. долл. Все эти данные относятся к достигнутому в США уровню технологии ПГУ (каменных углей). Описанная модель применялась при технико-экономическом обосновании экспериментов в природных условиях, а также для оценки экономической эффективности ПГУ, выбора участков и предпроектных разработок в Испании и Новой Зеландии.
.Созданы математические модели процессов в подземном газогенераторе, учитывающие гидродинамику потоков дутья и газа, кинетику химических реакций, обрушение пород и угля, водопритоки в зону газификации, тепло- и массообмен в массиве боковых пород, позволяющие во многих случаях количественно описывать результаты экспериментов.
.Создана система управления и контрольно-измерительный комплекс для проведения натурных экспериментов, пригодна: для использования в промышленных масштабах. Испытаны методы контроля выгазованного пространства и огневого забоя (метод ВЧ-зондирования, акустические методы, термодатчики). Эти работы проводились в Национальных лабораториях "Лоуренс Ливермор" и "Сандиа".
.Экспериментально разработаны и оценены экономические пути использования газа ПГУ с получением водорода, заменителя природного газа, метанола, бензина, дизельного топлива, синтез газа, электроэнергии и углекислого газа для интенсификации добычи нефти, закачки в зернохранилища для уничтожения вредных насекомых и т.д.
.В ходе испытаний в природных условиях осуществлены различные способы сбойки скважин и огневой проработки каналов, режимы газификации на паровоздушном и парокислородном дутье, схемы для крутопадающих и пологих пластов, проводи лось изучение воздействий на окружающую среду, обрушения и сдвижения пород и оседания поверхности в пределах опытных газогенераторов,
.В научной литературе активно пропагандируются разработка и испытание метода ПГУ с управляемым переносом точки подачи дутья (КРИП). Согласно этому методу пласт вскрывается вертикальной скважиной, служащей для газоотвода, и наклонно-горизонтальной скважиной, горизонтальная часть которой проходит в близи почвы пласта. Через нее осуществляется подача дутья. Наклонно-горизонтальная скважина по пласту обсаживается, в ней перемещается гибкая трубка со специально разработанной пропановой горелкой-воспламенителем. После выгазования угля до кровли пласта существенно увеличиваются теплопотери, и калорийность газа падает. В этот момент горелка-воспламенитель отодвигается назад, в зону со свежим углем, обсадная труба прожигается, и в газификации вовлекается новый участок пласта, причем все выделяющееся при экзотермических реакциях тепло идет на термическую подготовку угля на этом участке и поддержание эндотермических реакций газификации. Затем эта операция повторяется по мере необходимости.
Метод КРИП прошел проверку на моделях и в природных условиях в ходе локальных экспериментов.
Крупнейшим из осуществленных в США исследовательских проектов был эксперимент на участке Роки Маунтин 1, месторождение Ханна. Стоимость его 10 млн. долл.
Главные цели проекта:
оценка экономической эффективности промышленного использования технологии на парокислородном дутье,
активное управление воздействием на окружающую среду,
контроль степени извлечения запасов,
изучение возможностей аналогового моделирования процесса на поверхности.
Технологическая схема эксперимента с одновременным задействованием двух модулей. Срок эксперимента - 100 суток. На первом модуле работы велись по методу КРИП, на втором - вертикальные дутьевые скважины сбивались на газоотводящую наклонно-горизонтальную скважину. Ставилась задача сравнения двух схем и методов газификации и проверки технической осуществимости долговременной газифика