Подземная газификация угля. Основные понятия и представления

Подземная газификация угля (ПГУ) - это процесс физико-химического превращения твердой его массы в горючий газообразный теплоноситель непосредственно в месте залегания угольного пласта и пригодный для энергетических и химико-технологических целей.
Добыча газа производится в подземном газогенераторе, который представляет собой систему дутьевых и газоотводящих скважин, соединенных в единую систему (рис. 15.1).

Дутьевые скважины могут быть вертикальными или наклонными и служат для нагнетания в подземный газогенератор дутья-окислителя (воздуха; воздуха, обогащенного кислородом; технического кислорода). Вместе с окислителем может нагнетаться водяной пар.
Газоотводящие скважины могут быть вертикальными или наклонными и служат для отвода из подземного газогенератора горючего газа ПГУ. Охлаждение отводимого газа осуществляется непосредственно в скважине, как правило водой, контактным или бесконтактным способом.
Сбойка (соединение) скважин между собой в единую связанную систему осуществляется:
• огневой фильтрационной сбойкой путем противоточного перемещения очага горения по нетронутому угольному пласту навстречу нагнетаемому в него, как правило, воздушному дутью;
• гидравлическим разрывом угольного пласта водой и активной промывкой ею образовавшейся щели;
• направленным вертикально-горизонтальным или наклонно-горизонтальным бурением.
Огневой забой (очаг горения) - это воспламененная (реакционная) поверхность угольного пласта, на которой происходят химические окислительно-восстановительные реакции взаимодействия кислорода, углерода и продуктов их промежуточного реагирования.
Зоны газификации образуют последовательно расположенные по ходу движения дутья в канале газификации кислородную, восстановительную и (термически) подготовительную реакционные зоны.
Канал газификация представляет собой свободный объем, периметр которого образован породными и угольными стенками, обычно частично заполнен осыпавшимися кусками угля и породы.
Сдвижение горного массива (прежде всего вышележащего) характерно для ПГУ по мере выгазовывания (отработки) угольного пласта, качественные и количественные особенности которого обусловлены углом залегания угольного пласта, его мощностью, а также характеристиками покрывающей толщи (кровли).
Осушение подземного газогенератора осуществляется через дренажные скважины, обсаженные перфорированными трубами в определенных интервалах горного массива, и водоотливными скважинами, соединенными с каналом газификации. Наблюдение за величиной гидростатического столба подземных вод на участке ПГУ осуществляется с помощью специальных гидронаблюдательных скважин.
Экологические преимущества (по сравнению с традиционной добычей угля) ПГУ обусловлены использованием газообразного энергоносителя (вместо угля) со свойственным ему отсутствием золы и несгоревших твердых частиц, низким содержанием NO2 и SO2 и более плавным оседанием кровли угольного пласта за счет частичного заполнения выгазованного пространства обрушившимися кусками породы.

---