Технология ПГУ. Создание каналов в угольном пласте

В табл. 13.2 пооперационно проанализированы основные аспекты технологии ПГУ, поэтому ниже приводятся только некоторые технологические операции ПГУ.

Создание каналов в угольном пласте. Процесс прожига в угольном пласте канала очагом горения, который перемещается навстречу дутьевому потоку или по его направлению, называется фильтрационной сбойкой скважин. В первом случае сбойку называют противоточной, во втором — прямоточной. Противоточная фильтрационная сбойка осуществляется следующим образом. Бурится и обсаживается ряд скважин. Необсаженной остается только нижняя часть, Затрубное пространство тампонируется. Затем приступают к отжатию влаги из пласта. Для этого нагнетают дутье в две, три или во все скважины (в зависимости от наличия дутья и принятого порядка сбойки). После предварительной сушки прекращают нагнетание дутья в одну из скважин, называемую розжиговой, соединяют с атмосферой и зажигают угольный пласт. Развитие очага горения обеспечивается сравнительно непродолжительным нагнетанием дутья в розжиговую скважину и ее периодической разгрузкой (продукты горения выбрасываются в атмосферу). После достижения устойчивого горения угля из розжиговой скважины в течение всей сбойки отводится газ. Дальнейшее горение угля поддерживается за счет кислорода дутья, нагнетаемого в соседние скважины и фильтрующегося в направлении к очагу горения. Завершающий этап сбойки для всех углей характеризуется резким падением давления, бурным выделением газов и повышением их качества. С этого момента канал считается готовым для ведения процесса газификации. Фильтрационная сбойка на новых участках может вестись в одном, двух, трех или четырех направлениях одновременно. При наличии вблизи сбиваемой скважины выгазованного пространства сбойку ведут непосредственно на него и сбоечные газы смешиваются с газами газификации. На скорость сбойки и удельный расход дутья влияют зольность угля, его пористость и проницаемость, характер почвы и кровли пласта, интенсивность нагнетания дутья, мощность пласта и его обводненность, расстояние между скважинами, состав дутья и др. Фильтрационная сбойка от дутьевой скважины, расположенной между сбиваемой и газоотводящей скважинами и предназначенной для нагнетания дутья на газификацию, выгоднее, чем от газоотводящей.
При прямоточной сбойке угольный пласт зажигается в забое сбиваемой скважины, в которую нагнетается дутье. Образующиеся при этом газы распространяются по порам и трещинам пласта. Прямоточная сбойка применяется в редких случаях (в основном при первичном розжиге), так как она сопровождается уменьшением проницаемости пласта из-за конденсации паров воды и смолы в порах и кливажных трещинах.
Гидравлический разрыв угольного пласта. Одним и основных недостатков процесса гидроразрыва угольного пласта является отсутствие четкой его направленности. Чтобы обеспечить направленность, прибегают к одновременному нагнетанию воды и разгрузке скважины, на которую необходимо осуществить гидроразрыв. Эксплуатационные затраты при гидроразрыве каменноугольного пласта и последующей огневой проработке щелей гидроразрыва в 3—4 раза ниже затрат при воздушной фильтрационной сбойке.
Направленное бурение скважин особенно широкое распространение получило на крутых угольных пластах, где каналы газификации обычно располагаются по падению пласта. Но имеется также и опыт бурения горизонтальных скважин по простиранию угольного пласта. Буровые каналы (как и щели гидроразрыва) требуют последующей огневой проработки, которая осуществляется либо путем розжига пласта в точке входа скважины в уголь, либо путем подтягивания очага горения со стороны выгазованного пространства.
Электросбойка (процесс создания канала в угольном пласте в результате теплового воздействия электрического тока на уголь) осуществляется с помощью опущенных в скважину электродов, концы которых входят непосредственно в угольный пласт. При включении электродов в цепь в угольном пласте происходит выделение паров воды и продуктов сухой перегонки угля с образованием кокса. В итоге уголь становится хорошим проводником тока, что обеспечивает тепловой пробой пласта. Электросбойка получила применение на Шатской и Ангренской станциях подземной газификации. Важное ее преимущество — высокая направленность.