Страница
5
При температуре угля около 200 °С происходит его тепловой пробой, т. е. он из диэлектрика переходит в проводник. В этом случае на участке канала газификации, где температура превысила 200°С, уголь будет интенсивно нагреваться и превращаться в кокс, который является хорошим проводником. Это, в свою очередь, позволяет условно сблизить расстояние между электродами и тем самым интенсифицировать процесс электросбойки.
Отвод газов, образующихся при проходке канала газификации электросбойкой, производят через трубчатые электроды скважин.
Для повышения проницаемости канала газификации после электросбойки в скважину истока подают воздушное дутье повышенного давления. В результате реагирования кислорода воздуха с раскаленным углем канала газификации увеличивается его пористость, что позволяет при ведении непосредственно процесса газификации значительно снизить давление дутья.
Скорость электросбойки канала газификации составляет 1,3 - 2 м/сут, расход электроэнергии на 1 м канала 300—380 кВт∙ч и воздуха 7000—7500 м3 при давлении его подачи (2—3)∙105 Па.
Себестоимость образования канала газификации электросбойкой на 25—30% ниже, чем прожигом.
Проходка канала газификации бурением применяется сравнительно широко при отработке крутых пластов. Одной из основных трудностей при этом является управление движением забоя скважины. Задача заключается в том, чтобы скважина «пронизала» угольный пласт и не вышла во вмещающие породы на участке газификации. После окончания работ по проходке канала газификации приступают собственно к газификации.
Технология и показатели подземной газификации угля.
Подземная газификация угля может вестись одним или несколькими параллельными каналами. Многоканальная газификация может вестись параллельно пли последовательно. При многоканальной газификации перемещение огневого забоя от скважины к скважине осуществляют путем изменения количества дутья в ту или иную скважину. Огневой забой при этом перемещается в сторону, где количество дутья максимальное.
Выгазовывание пласта при подземной газификации угля происходит в две стадии: первая стадия без обрушения кровли выгазованного пространства; вторая стадия — с обрушением. На первой стадии ширина выгазованного пространства сравнительно невелика и кровля, опираясь на пласт, находится в устойчивом состоянии. С увеличением ширины выгазованного пространства кровля прогибается и обрушается, заполняя выгазованное пространство. Обрушение кровли происходит не только в результате горного давления, но и под действием температуры, когда породы расслаиваются, растрескиваются, вспучиваются и оплавляются.
Выгазованное пространство заполняется не только обрушенными породами, но и шлаками, образовавшимися в результате газификации угля.
Существенную роль в подземной газификации угля играют подземные воды. Расход тепла на испарение подземных вод изменяется в широких пределах. На хорошо сдренированных участках он составляет 6—9%, а на неосушенных участках — до 30—40% тепла сгорания газифицируемого угля. Основной задачей дренажных работ на участке подземной газификации является поддержание уровня подземных вод таким, который бы обеспечивал участие в процессе газификации необходимого количества воды.
В процессе подземной газификации угля необходимо осуществлять контроль за ходом этого процесса с целью максимальной eго продуктивности и эффективности. Контроль сводится к измерению количества и давления воздушного дутья: определению состава и измерению количества, давления и температуры продуктивных газов, определению содержания и примесей газовых вод, измерению уровня подземных вод в выгазованном пространстве, подземном газогенераторе и дренажных скважинах. Кроме этого, ведется контроль за герметичностью затрубного пространства, за изменением сечения скважин, за состоянием земной поверхности, а также за исправностью конструкций наземной и подземной частей газогенератора.
Управление работой подземного газогенератора сводится к распределению потоков дутья и газа по каналам газификации и своевременному вводу в работу новых каналов газификации вместо отработанных.
Распределение дутьевых и газовых потоков необходимо производить таким образом, чтобы обеспечить процесс газификации с возможно высоким химическим к. п. д. при минимальных потерях дутья и обеспечении количественных и качественных показателей по продуктивному газу.
Критерием для оценки необходимости изменения количества дутья является теплота сгорания и состав продуктивного газа на выходе из соответствующей газоотводящей скважины.
Параметры дутья выбираются такими, чтобы удельный его расход Д, необходимый для выработки 1 м3 газа, удовлетворял следующему соотношению:
Д=KNг / Nд (15.19)
где Nг и Nд — содержание азота в газе и в дутье соответственно; К—коэффициент, численное значение которого больше единицы, характеризует потери дутья при газификации.
Удельный расход дутья зависит от многих факторов геологического и технологического характера.
Одним из эффективных способов управления процессом газификации угля является реверсирование направлений движения дутья и продуктивного газа. Этот прием используется в том случае, когда изменение интенсивности дутья не приводит к положительному результату.
Для обеспечения максимальной продуктивности и эффективности процесса подземной газификации угля его необходимо осуществлять при параллельной работе нескольких каналов.