Podziemne wytwórnie gazu palnego
Około 60 lat temu genialny chemik rosyjski Dymitr Mendelejew podróżował przez Ural.
W jednym z miasteczek, w Kizelu, niedługo przed przyjazdem Mendelejewa miał miejsce podziemny pożar: w kopalni zapalił się węgiel, ogień panoszył się przez długi czas.
Opowiadania o pożarze wywołały silne wrażenie na wielkim uczonym. W umyśle jego zrodziła się śmiała myśl, że pożarem takim można pokierować, doprowadzając niewielką ilość powietrza. Wtedy w złożach pod ziemią otrzyma się palny gaz.
Uczony rozwinął myśl praktycznego urzeczywistnienia tego planu. Po przewierceniu w złożach kilku otworów, jeden z nich należy przeznaczyć dla doprowadzania powietrza np. drogą wdmuchiwania, inne dla odprowadzenia gazów palnych, które można następnie z łatwością prowadzić na duże odległości do pieców. Przede wszystkim warto na początek spróbować zamienić pod ziemią w palne gazy cienkie warstwy węgla kamiennego, których nie opłaca się normalnymi sposobami eksploatować.
Tak zrodziła się genialna myśl o całkowitym zgazowaniu węgla pod ziemią, o wykorzystaniu węgla kamiennego bez wydobywania go na powierzchnię ziemi.
W carskiej Rosji pomysł ten nie spotkał się jednak ze zrozumieniem współczesnych.
W 1913 roku z podobną propozycją wystąpił angielski chemik William Ramsay. Jednak jego propozycja również nie znalazła odgłosu w kołach kapitalistycznych przedsiębiorców.
Włodzimierz Lenin, dowiedziawszy się o propozycji Ramsaya, napisał artykuł p. t. „Jedno z wielkich zwycięstw techniki“, w którym wysoko ocenił znaczenie całkowitego zagazowania węgla pod ziemią i perspektywy, jakie ten pomysł otwiera.
PALIWO STAŁE I GAZOWE
Węgiel kamienny stanowi cenne paliwo, jednak korzystanie z paliwa gazowego jest znacznie dogodniejsze. Z miejsca wytwarzania gaz rozprowadza się do pieców rurami. W samym piecu spala się bezdymnym płomieniem, łatwo dającym się regulować. Gaz spala się zupełnie, a więc piece gazowe nie wymagają oczyszczania z niespalających się resztek.
Wszystkie te zalety paliwa gazowego skłaniały już od dawna do poszukiwań sposobu przekształcania węgla kamiennego w gaz palny.
Niektóre gatunki węgla mają zdolność wydzielania przy ogrzewaniu bez dostępu powietrza stosunkowo niewielkich ilości lotnych produktów: gazu i par smoły. W ten sposób otrzymuje się z nich wysokogatunkowy gaz oraz sztuczne paliwo ciekłe. Główna substancja — węgiel — pozostaje przy tym w stanie stałym (jako koks). Proces ten, zwany odgazowaniem węgla, przeprowadza się w gazowniach i koksowniach.
Trzeba było znaleźć taki proces, przy którym cały węgiel, bez reszty, zamieniłby się w gaz palny tj. ulegałby całkowitemu zgazowaniu. Jakieś sto lat temu udało się to osiągnąć. Jest to proces niezupełnego spalania węgla. Przy zupełnym spaleniu węgla, każdy atom tego pierwiastka łączy się z dwoma atomami tlenu, dając niepalny gaz — dwutlenek węgla. Natomiast przy niezupełnym spalaniu, każdy atom węgla łączy się tylko z jednym atomem tlenu, dając trujący tlenek węgla.
Ten trujący gaz pali się bardzo dobrze. Aparaty, w których węgiel kamienny przemienia się w gaz palny, noszą nazwę generatorów gazu. Gaz, powstający w generatorze, nazywamy gazem generatorowym.
W 1928 r. w ZSRR opracowano projekt pierwszej na świecie kopalni do całkowitego zgazowania węgla pod ziemią.
Na pierwszy rzut oka chodzi po prostu o wywiercenie odpowiedniej ilości szybów, z tym, by przez jedne z nich wpuszczać powietrze, przez drugie zaś odprowadzać gaz.
Ale w jaki sposób połączyć te pionowe szyby ze sobą? Przecież nie umiemy jeszcze wiercić poziomych szybów w pokładach węgla.
Poza tym generator gazu wymaga węgla w stanie rozdrobnionym, tu zaś mamy do czynienia z ogromnymi złożami jego. W jaki sposób go rozdrabniać, nie uciekając się do specjalnych robót podziemnych?
Zaczęto stosować odpowiednio skonstruowane pociski, które założone do pokładu poprzez szyb, automatycznie wybuchały, rozdrabniając w ten sposób węgiel.
W 1934 r. nad przewodem z takiej podziemnej stacji generatorowej w Lisiczańsku po raz pierwszy zapłonął niebieskawo – różowy płomień gazu. Jak się okazało, gaz ten dawał przy spalaniu dużo ciepła (1m3 — około 1300 kalorii).
ZGAZOWANIE POKŁADÓW WĘGLA W CAŁOŚCI
Podziemne zgazowanie węgla po uprzednim rozdrobnieniu okazało się jednak zbyt skomplikowane i kosztowne. Trzeba było znaleźć sposób zga-zowania pokładów węgla w całości. Stwierdzono, że jeśli wzdłuż pokładu węglowego przewiercimy szyb i zapalimy w nim węgiel przy pomocy elektrycznego zapalnika, to zacznie się wydzielać gaz generatorowy.