Перспективные геотехнологические методы добычи каустобиолитов

В связи с углублением работ по добыче угля на повестку дня встает вопрос подземной их переработки с получением жидких и газообразных продуктов. Подземное гидрирование угля (искусственное получение жидких углеводородов из каменных углей) возможно осуществить через систему добычных скважин, пробуренных с поверхности. Метод гидрирования угля заключается в действии на него водородом при температуре 450—500 °С и давлении 20 МПа. Из 1 т угля получается 600—650 кг различных нефтепродуктов, не уступающих по своих качествам извлекаемым из природной нефти продуктам. Поверхностное гидрирование угля — хорошо отработанный процесс. Метод подземного гидрирования угля находится в стадии исследований и имеет значительные перспективы.

Целевая разработка метода подземного гидрирования угля проводится в Днепропетровском горном институте под руководством проф. О.В. Колоколова.

Эксплуатационные скважины

Конструкция нагнетательных скважин

d = 32 мм

Рисунок 14.8 – Схема теплового воздействия на пласт при подземной переработке нефти

Перспективными методами являются методы, основанные на химическом диспергировании и растворении угля. Один из них под руководством проф. Н.Ф. Кусова развивается в ИГД им. А.А. Скочинского. Суть способа, основанного на принципе снижения удельной межфазной поверхностной энергии, которое обусловлено воздействием абсорбционно-активной среды (эффект П.А. Ребиндера), заключается в нагнетании в скважину реагента, разрушающего уголь, который откачивается на поверхность. Причем интенсификация способа достигается отжимом угля за счет сил горного давления. Исследователями установлено, что для разрушения 1 т угля потребуется 50 л растворителя.

Этим же коллективом разрабатывается метод использования энергии массива для его разрушения и транспортирования за счет импульсного воздействия на газонасыщенный уголь и десорбцию газа, который и разрушает уголь.

В ИГТМ АН УССР (А.И. Зорин, А.Т. Диденко и др.) предложен геотехнологический способ добычи угля гидроимпульсным воздействием на пласт, в основу которого положен механизм послойного отрыва насыщенного (водой и газом) и напряженного (под воздействием горного давления и газа) угля при его разгрузке за счет резкого сброса давления воды. Опыт был проведен на шахте им. К.Е. Ворошилова объединения «Дзержинскуголь» на глубине 940 м. Скважина диаметром 0,15 м была пробурена с полевого штрека на глубину 25 м. В пласт под давлением 19 МПа нагнеталось 2—3 м³ воды, а затем резко сбрасывалось давление. Из закрытого забоя через скважину добыто 60 т угля фракцией 1—2 мм.

Другие предложения (например, патент США № 3850477) предусматривают закачку в пласт смеси из жидкого и газообразного аммиака, метанола и других веществ. По патенту США № 3990513 предлагается растворять уголь на месте залегания в нагретых до 250—400°С растворителях — ароматических углеводородах, тяжелых маслах, креозоте.

Методом подземной выплавки или подземной экстракции различными растворителями можно эффективно добывать озокерит и асфальтит.

Все эти предложения требуют существенных исследовательских и опытных работ, после чего можно будет сказать об их экономической и технической перспективе.

15 ПОДЗЕМНОЕ СЖИГАНИЕ СЕРЫ (ПСС)