ГАЗИФИКАЦИЯ Жестких ТОПЛИВ ПОДЗЕМНАЯ
, превращ. жестких топлив
(угля, горючих сланцев) конкретно на месте их залегания в недрах
земной коры в горючий газ, к-рый выводят на пов-сть через буровые скважины.

В пром. масштабе осуществлена подземная газификация угля (П. г. у.).
Мысль ее была предложена Д. И. Менделеевым (1888), к-рый писал: «… настанет,
возможно, с течением времени даже такая эра, что угля из земли вынимать не будут,
а там в земле его смогут превращать в горючие газы…»; позже (1912)
эту же идею высказал У. Рамзай. В. И. Ленин в статье «Одна из величавых побед
техники» высоко оценил идею П. г.у. и ее достоинства перед шахтным способом
добычи угля. СССР принадлежит ценность в разработке (с 1930) и внедрении
техн. решений П. г. у.

Для размеренного получения горючего газа под землей нужно учесть
особенности как самого пласта горючего, так и вмещающих его пород (напр.,
состав и степень метаморфизма угля, крепкость пород и т.д.). П.г.у. осуществляется
под действием высочайшей т-ры (1000-2000 °С) и подаваемого под давлением дутья
— разл. окислителей (обычно, воздуха, О2 и водяного пара,
реже-СО2). Для подвода дутья и отвода газа газификацию проводят
в скважинах, расположенных в определенном порядке и образующих т. наз.
подземный генератор. В нем идут те же хим. р-ции, что и в обыденных газогенераторах
(см. Газификация жестких топлив
). Но условия подземной газификации
специфичны. Вмещающие пласт горючего горные породы представляют собой типичные
стены реактора и сразу материал, заполняющий выгазованное место.
В газификации участвуют подземные воды, также влага угля и горных пород.
В отличие от наземной газификации, где горючее по мере расходования поступает
в газогенератор, в случае подземной газификации при выгазовывании 1-го
участка пласта горючего требуется переход к другому. Появляется необходимость
наряду с газификацией одних участков пласта подготавливать к газификации
другие его участки.

Существует неск. способов П. г. у. Основой ее практич. реализации явился
предложенный в СССР (1933-34) и потом развитый (1945-48) поточный
способ газификации в целике пласта горючего. Способ состоит в газификации
пласта в искусственно сделанном канале (т. наз. канале газификации) с регулируемым
расходом дутья и газа. В эксплуатации могут находиться сходу неск. таких
каналов.

При поточном способе газообразование происходит на пов-сти канала, в
термически подготовл. участке пласта горючего и в самом канале, пов-сть
к-рого делит газовую и твердую фазы. Р-ции на пов-сти канала гетерогенны;
скорость их определяется гл. обр. диффузией дутья и размером этой пов-сти.
В канале газификации, где движется осн. масса дутья, газа и паров, протекают
гомог. р-ции, скорость к-рых зависит сначала от т-ры и концентрации
реагирующих в-в. В жесткой фазе происходят термич. разложение и сушка орг.
соед., входящих в состав угля и горных пород. При движении образующихся
товаров по порам и трещинкам в направлении канала развиваются как гетерогенные,
так и гомогенные окислит.-восстановит. р-ции. Скорость процесса в жесткой
фазе в осн. определяется его т-рой.

В каждый канал газификации в соответственной последовательности через
один конец подают дутье, а через другой отводят газ. Ширина полосы угля,
при к-рой в данных горно-геол. критериях происходит газификация, определяет
расстояние меж каналами.

Метод сотворения первонач. каналов газификации в пласте горючего почти во всем
обусловливает конструктивную схему подземного газогенератора. Наиб. много
удовлетворяют тр сбованиям П. г. у. бесшахтные методы подготовки каналов,
когда все работы производят с пов-сти земли, связь к-рой с пластом
горючего обеспечивается буровыми скважинами. В согласовании с горно-геол.
критериями до встречи с пластом бурят вертикальные, наклонные и криволинейные
скважины, обсаживаемые трубами, при этом затрубное место цементируют.
Для соединения (сбойки) скважин меж собой употребляют след. методы: фильтрационный,
электронный с применением гидравлич. разрыва пласта, также бурение
скважин по угольному пласту (наклонных, горизонтальных и т. д.) с послед.
расширением сделанных щелей гидроразрыва либо каналов средством выжигания
угля.

При фильтрац. методе воздух, нагнетаемый через одну из скважин, распространяясь
по пласту горючего и горным породам, отчасти проходит и в примыкающие скважины.
Сделанный через одну из скважин очаг горения в пласте горючего поддерживается
за счет воздуха (либо др. окислителя), притекающего из др. скважины, и перемещается
навстречу сгустку дутья. При подходе очага горения к дутьевой скважине гидравлич.
сопротивление прохождению дутья понижается; образовавшийся канал можно использовать
для газификации. В пластах горючего, владеющих малой газопроницаемостью,
употребляют дутье, сжатое до давления, к-рое превосходит давление горных пород
на данной глубине залегания пласта. При всем этом значительно увеличивается кол-во
дутья, принимаемого скважиной.

Электрич. метод сотворения газопроницаемых каналов основан на понижении
участка пласта горючего под воздействием термического пробоя при приложении через
скважины элек-трич. тока высочайшего напряжения. Приобретенный электропроводящий
канал меж скважинами употребляется в целях подвода тока маленького напряжения
для коксования горючего под действием выделяемого тепла. Этот канал обладает
достаточной газопроницаемостью и м. б. использован для сбойки скважин фильтрац.
методом до образования своб. канала, к-рый потом употребляют для
газификации по поточному способу.

По мере выгазовывания пласта горючего покрывающие его верх. породы под
действием горного давления сдвигаются и заполняют выработанное место.
Вследствие этого размеры и структура каналов газификации в течение продолжит.
периода фактически не меняются, что вместе с квазистационарностью газификации
обусловливает всепостоянство состава получаемого газа. Зависимо от кач-ва
угля, черт и св-в пласта и вмещающих его пород газификация устойчива
до заслуги хорошей для данной горно-геол. обстановки степени выгазованности
участка пласта. Предстоящее повышение этого параметра приводит к дополнит.
затратам тепла на нагревание горной породы, испарение воды, также к
образованию обводненных потоков дутья, дожигающих горючие составляющие газа.
Кач-во газа усугубляется, появляется необходимость ввода в эксплуатацию новых
каналов газификации. Из-за отсутствия газонепроницаемых стен происходят
утраты дутья и газа.

Кроме поточного способа П. г. у. известен способ, к-рый базируется на
использовании прир. трещинок и пор угольного пласта. Для газификации этот
пласт на определенном участке зажигают и нагнетают через скважину дутье.
При постепенном нагревании угля число трещинок и пористость растут, что
вызывает повышение газопроницаемости участка пласта. Газообразные продукты
проходят через поры и трещинкы к газоотводящему коллектору (либо скважине).
Данный способ не отыскал внедрения из-за малой и неравномерной проницаемости
большинства пластов жестких топлив, повыш. расходов энергии и утрат дутья
и газа, в особенности при обрушении кровли над выгазованным местом.

Состав и теплота сгорания газа (см. табл.) зависят как от кач-ва угля
и состава дутья, так и от горно-геол. критерий (сначала от мощности
и угла залегания пластов, св-в горных пород, притока подземных вод и т.п.).

Газ, производимый методом П. г. у., используют для энергетич. нужд (в осн.
как котельное горючее). Себестоимость газа (в пересчете на условное горючее)
ниже себестоимости угля, добываемого шахтным методом, и выше себестоимости
угля открытой добычи. Технико-экономич. характеристики П. г. у. определяются
масштабами произ-ва газа. При П. г. у. отпадает необходимость в труде людей
под землей, улучшаются его условия и состояние воздушного бассейна, не
нарушается злачный слой земли. Но газ, приобретенный на воздушном
дутье, по теплотехн. св-вам значительно уступает природному.

Черта ГАЗА, Приобретенного ГАЗИФИКАЦИЕЙ УГЛЯ НА ВОЗДУШНОМ ДУТЬЕ

Освоенность процесса на воздушном дутье и глуб. до 250-300 м открывает
перспективу П. г. у. при повыш. давлении и на парокислородном дутье с получением
газа, содержащего значимые кол-ва СН4 и др. горючих компонент.

Предстоящее развитие при определенных критериях (малая глубина залегания,
наличие маленьких кол-в минер. примесей и т.д.) получат также исследования
в области подземной газификации горючих сланцев.

Не считая СССР, работы по подземной газификации проводятся в США, ФРГ, Франции
и др. странах. Объем производимого в СССР газа ок. 1,5 миллиардов. м3
(1980).

Лит.: Менделеев Д. И., Соч., т. 11, Л.-М., 1949, с. 66; Скафа
П. В., Подземная газификация углей, М., 1960; Подземная газификация угольных
пластов, М., 1982. Н.А. Федоров.