ПОДЗЕМНАЯ ГАЗИФИКАЦИЯ КРУТОПАДАЮЩИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ С ПРОХОДКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН СВЕРХЗВУКОВЫМИ ВЫБРОСАМИ ГИДРОЗАРЯДОВ

Разработаны технология и устройства для промышленного использования крутопадающих угольных пластов полным выжиганием в недрах земли с переработкой тепловой энергии в электрическую. Подготовка крутопадающего участка угольного пласта технологическими скважинами диаметром 300 мм и более выполняется сверхзвуковыми выбросами гидрозарядов. Проходка технологических скважин производится по простиранию угольных пластов сложного и неоднородного строения за счет управляемого бурового снаряда, способного бесконтактно разрушать как угольный массив, так и породные включения, без отклонений от заданного направления. Предусмотрено паровоздушное дутье на крутопадающих угольных пластах, обеспечивающее отжим высоконапорной пластовой воды до 10 МПа и высокую температуру прогрева угольного массива. Для этого разработано принципиально новое компрессорное оборудование с весьма высоким давлением горячей паровоздушной дутьевой смеси с целью вытеснения пластовой воды за пределы огневого реактора и для активизации газификации. Разработаны технологические схемы полного выжигания крутопадающих пластов для получения горячего газа на входе в парогенератор. Результатом полного выжигания являются высокотемпературные инертные продукты горения с высокой плотностью сжатия, уровень которых характеризуется мощностью и газонепроницаемостью покрывающих пород над верхними ребрами отрабатываемых пластов. Перегретый пар поступает на гидроударные компрессоры и на парогидравлические турбины и преобразуется в электрическую энергию. При наличии близкого расположения потребителей продуктом производства могут быть водяной пар или горячая вода.

Для цитирования: Буктуков Н. С., Гуменников Е. С., Машатаева Г. А. Подземная газификация крутопадающих угольных пластов с проходкой технологических скважин сверхзвуковыми выбросами гидрозарядов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 9. – С. 30–40. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-30-40.

Ключевые слова

Каменный уголь, подземная газификация, крутопадающие пласты, паровоздушное дутье, парогенератор, гидроударный компрессор, гидроимпульсное бурение, парогидравлическая турбина.

Номер: 9
Год: 2019
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.33:69.05
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-09-0-30-40
Авторы: Буктуков Н. С., Гуменников Е. С., Машатаева Г. А.

Информация об авторах: Буктуков Николай Садвакасович — академик НАН РК, д-р техн. наук, профессор, директор института, e-mail: n.buktukov@rambler.ru, Гуменников Евгений Степанович1 — старший научный сотрудник, e-mail: e.qumennikov@mail.ru, Машатаева Гульзада Алибековна — магистр, младший научный сотрудник, e-mail: gulzada_90_90@mail.ru, Институт горного дела им. Д.А. Кунаева, Казахстан. Для контактов: Машатаева Г.А., e-mail: gulzada_90_90@mail.ru.

Библиографический список:

1. Геология месторождения угля и горючих сланцев СССР, Т. 5, Кн. 1. — М.: Недра, 1973. — 720 с.

2. Inkin O. V., Dereviahina N. I. Study of the migration processes in the roof of an underground gas-generator // Dniprop. Univer. bulletin, Geology, geography, 26(1), 64—70. doi: 10.15421/111807.

3. Боднарук М. Н. Эколого-экономический анализ современного состояния подземной газификации на угольных шахтах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2011. — ОВ 6. — С. 272—273.

4. Falshtynskyi V., Saik P., Lozynskyi V., Dychkovskyi R., Petlovanyi M.. Innovative aspects of underground coal gasification technology in mine conditions // Mining of Mineral Deposits, 2018, 12(2), 68—75, https://doi.org/10.15407/mining12.02.068.

5. Кондырев Б. И., Николайчук Н. А., Белов А. В., Гребенюк И. В. Подземная газификация Раковского буроугольного месторождения // Нефтегазовое и горное дело, геология. — 2012. — С. 192—193.

6. Sunil K Singh. Policy and Regulatory Issues for Underground Coal Gasification in India / IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 76 (2017) 012012. doi:10.1088/17551315

/76/1/012012.

7. Шабаров А. Н., Цирель С. В., Гончаров Е. В., Зубков В. В. Технология добычи газообразного топлива на основе комплексной подземной газификации и дегазации угольных пластов // Записки Горного института. — 2016. — Т. 220. — С. 545—550. DOI 10.18454/PMI.2016.4.545.

8. Буктуков Н. С., Гуменников Е. С. Новая технология на основе гидроимпульсного разрушения горных пород — перспективный путь к эффективному освоению земных недр // Комплексное использование минерального сырья. — 2018. — № 3. — С. 7—14. https://doi. org/10.31643/2018/6445.11.

9. Асанов А. А., Гуменников Е. С. Патент по заявке № 20180032.1. Кыргызпатент, 02/3084, Гидроударное устройство. 06.11.2018 г.

10. Жабин А. Б., Головин К. А., Поляков А. В. Разрушение горных пород импульсными высокоскоростными струями воды // Горное оборудование и электромеханика. — 2006. —

№ 4. — С. 43—46.

11. Cooley W. C. Advances in the technology of fluid jets: past, present and targets for the 21st century / Proc. of the 5th Pacific Rim International Conference on Water Jet Technology, WJTSJ. Tokyo (Japan). 1998. Рp. 1—8.

12. Atanov G., Gubsky V., Semko A. The Pressure Rise Factor For Powder Hydro-cannon / Proc. of the 13th International Conference on Jetting Technology. Sardinia, Italy. October 29—31, 1996. Рp. 91—103.

13. Atanov G. A., Semko A. N., Petrenko O. P., Geskin E. S., Samardzic V., Goldenberg В. Peculiarities of the powder water cannon operation / Proc. of the ASME Int. Mechanical Engineering Congress & Exp. Washington (USA). 2003.

14. Atanov G. A., Semko A. N. The powder water cannon / Proc. of the Int. Summer Science School on High-Speed Hydrodynamics (HSH 2002). Cheboksary (Russia), Washington (USA). 2002. Рp. 419—424.

15. Билецкий М. Т., Ратов Б. Т., Кожевников А. А., Байбоз А. Р., Деликешева Д. Н. Совершенствование теоретической модели разрушения горных пород при бурении скважин // Известия НАН РК. Серия геологии и технических наук. — 2018. — № 2.

16. Атанов Г. А., Гескин Э. С., Петренко О. П., Семко А. Н. О влиянии разных факторов на параметры гидропушки / Прикладные задачи математики и механики: Материалы XII науч. конф. ученых Украины, России, Беларуси, г. Севастополь, 15—21 сентября, 2003 г. — Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2003. — С. 134—137.

17. Petrenko O., Geskin E. S., Atanov G. A., Semko A., Goldenberg B. Numerical Modeling of High-Speed Water Slugs // Transaction of the ASME. Journal of Fluids Engineering. Vol. 126. No 2. Marth 2004. Pp. 206—209.

18. Семко А. Н. Импульсные струи жидкости высокого давления. — Донецк: Вебер (Донецкое отделение), 2007. — 149 с.

19. Buktukov N. S., Gumennikov E. S., Mashatayeva G. A. Mass destruction of strong rocks by periodic emissions of hydro charges // Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a. 2019, no 2, pp. 42—50, https://doi.org/10.31643/2019/6445.15.

20. Жалгасулы Н., Битимбаев М. Ж. Создания мощных накопителей импульсной энергии / Труды международной научно-практической конференции «Инновационные пути развития нефтегазовой отрасли РК». — Алматы, 2007. — С. 262—269.

21. Жалгасулы Н., Токтамысов М. Т. Перспективы использования низкокачественных углей / Труды международной научно-практической конференции «Горные науки Казахстана — итоги и перспективы». — Алматы, 2004.

22. Азимбеков М. К., Битимбаев М. Ж., Жалгасулы Н. Ж., Бектыбаев А. А. Новые методы подземной газификации угля / Труды ИГД, Т. 66. — Алматы, 2003. — С. 84—89.

23. Гуменников Е. С. Инновационный патент № 5572, Устройство для обеспечения подземной газификации угля и сланцев, Бюлл. № 5, 15.12.1997.

24. Кунжарикова К. М. Инновационный патент № 64971, Реактивная турбина, Бюлл. № 8, 16.08.2010.

25. Асанов А. А., Гуменников Е. С. Патент по заявке № 20180031.1. Кыргызпатент, 02/2797, Реактивная турбина. 05.10.2018 г.

26. Печуро Н. С. и др. Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа. — М.: Химия, 1986. — С. 176.

27. Справочник химика. Т. 6. — Л.: Химия, 1967. — С. 163—164.

ПОДЗЕМНАЯ ГАЗИФИКАЦИЯ КРУТОПАДАЮЩИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ С ПРОХОДКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН СВЕРХЗВУКОВЫМИ ВЫБРОСАМИ ГИДРОЗАРЯДОВ

Подписка на рассылку