В довоенный период в СССР впервые в мире были начаты работы по подземной газификации углей, идею которых высказал Д. И. Менделеев еще в 1888 г. Эти работы в большом масштабе развивались также в послевоенный период, но с середины 60-х годов и по настоящее время их ведут в сокращенном объеме.
Основные научно-исследовательские и опытно-промышленные работы по подземной газификации углей проводились большим коллективом ученых, инженеров и техников в организованном для этой цели институте ВНИИподземгаз (ныне ВНИИпромгаз) на шести опытных станциях, построенных в разных угольных районах, и во многих институтах Академии Наук СССР (Энергетический институт им. Кржижановского, ИГИ, Институт горного дела, Институт автоматики и телемеханики, Институт экономики и др.) [29]. Подземная газификация углей по общим характеристикам протекает аналогично газификации в наземных газогенераторах, но имеет ряд особенностей, влияющих на конечные результаты:
отсутствует движение топлива; выгазовывание угольного пласта происходит в результате перемещения очага горения, вместе с которым пространственно перемещаются зоны подземного газогенератора;
отсутствуют газонепроницаемые стенки; реакционная зона непосредственно граничит с запасами угля, подлежащими газификации, вследствие чего уголь может подвергаться термической обработке на определенную глубину;
в подземный газогенератор могут проникать грунтовые воды, в связи с чем подземную газификацию в ряде случаев при подаче только воздуха можно рассматривать как процесс паро-воздушной газификации;
реакционная зона соприкасается с минеральными породами (кровля и почва пласта, пропластки породы, зола и шлак).
Промышленная технология газификации углей в пласте, освоенная в СССР, сформировалась в результате длительных исследований и практических испытаний различных технических приемов. Это — технология бесшахтного выгазовывакия угольных пластов, соответствующим образом подготовленных к газификации.
Подготовка пласта к газификации включает: бурение вертикальных и наклонных скважин, направленных на угольный пласт, а также бурение наклонных и горизонтальных скважин по пласту; создание в пласте системы газопроницаемых каналов, соединяющих огневые забои буровых скважин; осушение угольных пластов и вмещающих пород. Выбор той или иной системы подготовки определяется конкретными горно-геологическими характеристиками месторождения, выделенного для газификации.
В СССР разработаны схемы подземных газогенераторов и экспериментально (в природных условиях) проверены основные средства управления процессом получения воздушного и паровоздушного газов при подземной газификации горизонтально залегающих буроугольных пластов средней обводненности и наклонно залегающих каменноугольных пластов мощностью до 8 м.
Промышленное применение разработанной технологии обеспечивает получение следующих показателей:
а) при газификации горизонтально залегающих на глубине 40—60 м подмосковных буроугольных пластов мощностью до 2 м получается газ с теплотой сгорания, равной 2940—3360 кДж/м3, состоящий из 17% СО2, 5,5% СО, 13,5% Н2, 1,6% СН4, 0,2% СnНm, 0,5% О2, 1,0% H2S и 60,7% N2;
б) при газификации ангренских буроугольных пластов мощностью до 20 м, залегающих под углом до 15° на глубине 110—150 м, получается газ с теплотой сгорания 3360—3570 кДж/м3, состоящий из 19% СО2, 5,6% СО, 15,2% Н2, 2,5% СН4, 0,2% СnНm, 0,5% О2, 0,4% H2S и 56,1% N2;
в) при подземной газификации кузнецких углей марок СС и ГЖ в пластах мощностью от 8 до 23 м, залегающих под углом 45—70° на глубине 250 м, получается газ с теплотой сгорания 4410—4620 кДж/м3, состоящий из 11,8% СО2, 13,4% СО, 13% Н2 , 3,6% СН4, 0,1% СnНm, 0,2% О2, 0,01% H2S и 57,9% N2.
Все изложенное позволяет заключить, что трудами советских ученых получила дальнейшее развитие общая теория газификации твердых топлив, на основе которой проводились работы по созданию новой газогенераторной техники. В лабораторном и опытно-промышленном масштабе разрабатывались новые методы газификации твердых топлив с получением энергетических и синтез-газов, включая и газы, пригодные для дальнего транспортирования. Результаты этих работ составляют хорошую базу для дальнейшего развития технологии газификации твердых топлив.