專利名稱：礦井長(zhǎng)通道大斷面煤炭地下氣化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦井長(zhǎng)通道大斷面煤炭地下氣化，尤其適合于報(bào)廢礦井煤炭資源的地下直接氣化。
近幾十年來，國(guó)內(nèi)外大都采用無井式氣化工藝進(jìn)行煤炭地下氣化技術(shù)的研究和開發(fā)利用。由于受氣化通道貫通技術(shù)水平的限制，無井式氣化爐氣化通道直徑小(0.08m左右)，長(zhǎng)度短(＜100m)，因此，無井式氣化爐爐型小，供風(fēng)阻力大，穩(wěn)定產(chǎn)氣能力差，建爐和運(yùn)行費(fèi)用高，產(chǎn)氣量小，服務(wù)時(shí)間短，煤氣成本高。因而使煤炭地下氣化技術(shù)一直難以走向商業(yè)化應(yīng)用的道路。
本發(fā)明礦井長(zhǎng)通道大斷面煤炭地下氣化的目的是提供一種適合于報(bào)廢礦井回收煤炭資源，施工簡(jiǎn)單方便，能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的煤炭地下氣化工藝。
本發(fā)明礦井長(zhǎng)通道大斷面煤炭地下氣化，由風(fēng)機(jī)房、測(cè)控室、燃燒塔、冷卻池、洗滌塔、空噴塔、放空塔、流量計(jì)、閥門、輸氣管、鼓風(fēng)機(jī)、氣化爐等設(shè)施來實(shí)現(xiàn)，其特征在于在礦井報(bào)廢煤層中建立長(zhǎng)2通道的大斷面地下氣化爐，把礦井遺棄的煤炭直接氣化；氣化爐進(jìn)排氣孔位于煤層底板或打傾斜孔沿煤層鉆進(jìn)，整個(gè)鉆孔深度放有套管；氣化爐上鉆有測(cè)溫孔、蒸氣孔，開拓煤巷將進(jìn)氣孔、排氣孔連通構(gòu)成氣化通道，氣化通道內(nèi)設(shè)有輔助通道、煤堆和點(diǎn)火器。
本發(fā)明礦井長(zhǎng)通道大斷面煤炭地下氣化，氣化通道施工利用礦井常規(guī)煤巷掘進(jìn)技術(shù)。氣化通道位于煤層中部，沿煤層掘進(jìn)，其斷面在2.5～4m2之間，長(zhǎng)度一般應(yīng)大于150米，支護(hù)取決于煤層松散程度和地壓情況，可采用錨桿，砼棚、鋼支架支護(hù)或混合支護(hù)。輔助通道位于氣化通道底部，由普通磚砌成的方形花墻通道，與進(jìn)氣孔下放的鋼管直接相連，構(gòu)成單獨(dú)進(jìn)風(fēng)通道。輔助通道中約10米設(shè)置一個(gè)小煤堆，氣化通道中約10～20米設(shè)置一個(gè)煤堆，其斷面積占?xì)饣ǖ罃嗝娴?/3～1/2。
本發(fā)明礦井長(zhǎng)通道大斷面煤炭地下氣化能夠利用報(bào)廢礦井現(xiàn)有技術(shù)和物質(zhì)條件，實(shí)現(xiàn)煤炭地下氣化，施工簡(jiǎn)單易行，單爐產(chǎn)氣量大，能夠充分利用煤氣的顯熱，提高煤氣中CH4的含量，提高煤氣值和氣化效率，煤氣成本低，能充分回收和利用報(bào)廢礦井的煤炭資源，具有廣泛的實(shí)用性。


附圖是本發(fā)明煤炭地下氣化工藝系統(tǒng)示意圖。
風(fēng)機(jī)房1、測(cè)控室2、燃燒塔3、冷卻池4、洗滌塔5、空噴塔6、放空塔7、流量計(jì)8、閥門9、輸氣管10、進(jìn)氣孔11、測(cè)溫孔12、蒸汽孔13、風(fēng)機(jī)14、出氣孔15、U型管16、地下氣化爐17、氣化煤層18、煤堆19、輔助通道20、密封墻21、鼓風(fēng)機(jī)22、氣化通道23、鼓風(fēng)機(jī)24。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步說明本發(fā)明礦井長(zhǎng)通道大斷面煤炭地下氣化，在礦井報(bào)廢煤層中建立長(zhǎng)通道大斷面地下氣化爐17，將礦井遺棄的煤炭直接氣化。在礦井內(nèi)選擇適合的煤層，由地面施工進(jìn)氣孔11，排氣孔15，由井下掘進(jìn)煤巷，將進(jìn)排氣孔連接起來，作為氣化通道23，在氣化通道內(nèi)布置輔助通道20、煤堆19和點(diǎn)火器等，構(gòu)成地下氣化爐17；地面由凈化系統(tǒng)和送氣管路，即風(fēng)機(jī)房1、測(cè)控室2、燃燒塔3、冷卻池4、洗滌塔5、空噴塔6、放空塔7、流量計(jì)8、閥門9、輸氣管10、鼓風(fēng)機(jī)24組成地下氣化站。氣化爐煤層18點(diǎn)火后，通過鼓風(fēng)機(jī)22、24調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量，鼓風(fēng)壓力、鼓風(fēng)位置、氣化劑成分等參數(shù)，控制煤氣質(zhì)量及產(chǎn)量。進(jìn)排氣孔由普通鉆探技術(shù)實(shí)施，整個(gè)鉆孔深度需放套管，其直徑取決于煤氣產(chǎn)量。進(jìn)排氣孔11、15，一般位于煤層底板或打傾斜孔沿煤層鉆進(jìn)，必要時(shí)用巖巷將其與氣化通道23相連，氣化通道23位于煤層中部，沿煤層掘進(jìn)，其斷面在2.5～4m2之間，支護(hù)取決于煤層松散程度和地壓情況，可采用錨桿、砼棚、鋼支架支護(hù)或混合支護(hù)。掘進(jìn)口設(shè)有密封墻21，通道長(zhǎng)度視煤層賦存條件而定，一般應(yīng)大于150米。氣化爐17上鉆有測(cè)溫孔12。蒸氣孔13，輔助通道20位于氣化通道23底部中間，由普通磚砌成方形通道，兩側(cè)為花墻，其斷面積約為0.2×0.2m2，輔助通道20中每隔10m放置一個(gè)小煤堆。輔助通道上還連有一根由進(jìn)氣孔下放的鋼管，構(gòu)成單獨(dú)的進(jìn)風(fēng)通道。氣化通道中的煤堆每隔10～20米放置一個(gè)，斷面積占?xì)饣ǖ罃嗝娴?/3～1/2，選擇一些煤質(zhì)較好的大塊煤堆砌。點(diǎn)火器由2kW的普通電爐制成，距進(jìn)氣孔15米開始，每隔10米設(shè)置一組，一般需設(shè)置3組，每組2個(gè)電爐組成，用電纜從進(jìn)氣孔11引到地面與點(diǎn)火開關(guān)接通。在點(diǎn)火器上面先放一層易燃煤球，再放一層木柴，最上面放一層優(yōu)質(zhì)大塊煤，其整體高度與所設(shè)置的煤堆高度相近。
點(diǎn)火前先鼓風(fēng)，調(diào)節(jié)風(fēng)量，使氣化通道里風(fēng)速保持1m/s左右，并測(cè)量排氣孔排出氣體的瓦斯?jié)舛?，在爆炸極限以下時(shí)方可合閘，先合第三組點(diǎn)火器(離進(jìn)氣孔最遠(yuǎn)的)，依次是第二組、第一組，時(shí)間間隔約為1小時(shí)。點(diǎn)火后，通過調(diào)節(jié)風(fēng)量、風(fēng)壓、供風(fēng)點(diǎn)位置、氣化劑成分(空氣、富氧、純氧、水蒸汽等)、供風(fēng)方向等參數(shù)，穩(wěn)定和提高出口煤氣熱值。通過由不同的位置加適量的水，控制燃燒區(qū)的位置，提高煤氣熱值。
權(quán)利要求
1.礦井長(zhǎng)通道大斷面煤炭地下氣化，由風(fēng)機(jī)房(1)、測(cè)控室(2)、燃燒塔(3)、冷卻池(4)、洗滌塔(5)、空噴塔(6)、放空塔(7)、流量計(jì)(8)、閥門(9)、輸氣管(10)、鼓風(fēng)機(jī)(24)和氣化爐來實(shí)施，其特征在于在礦井報(bào)廢煤層中建立長(zhǎng)通道的大斷面地下氣化爐(17)，將礦井遺棄的煤炭直接氣化；氣化爐(17)進(jìn)排氣孔位于煤層地底板或打傾斜孔沿煤層鉆進(jìn)，整個(gè)鉆孔深度放有套管；氣化爐(17)上鉆有測(cè)溫孔(12)，蒸氣孔(13)；開拓煤巷將進(jìn)氣孔(11)、排氣孔(15)連通構(gòu)成氣化通道(23)，氣化通道(23)內(nèi)設(shè)有輔助通道(20)、煤堆(19)和點(diǎn)火器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化，其特征在于氣化通道(23)位于煤層中部，沿煤層掘進(jìn)，其斷面在2.5～4m2之間，長(zhǎng)度一般應(yīng)大于150米，其支護(hù)可采用錨桿、砼棚、鋼支架支護(hù)，或混合支護(hù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化，其特征在于輔助通道(20)位于氣化通道底部，由普通磚砌成的方形花墻通道與進(jìn)氣孔(11)下放的鋼管直接相連，構(gòu)成單獨(dú)進(jìn)風(fēng)通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤炭地下氣化，其特征在于輔助通道中約10米左右放置一個(gè)煤堆；氣化通道中約10～20米設(shè)置一個(gè)煤堆，其斷面積占?xì)饣ǖ罃嗝娴?/3～1/2。
全文摘要
本發(fā)明礦井長(zhǎng)通道大斷面煤炭地下氣化，在礦井內(nèi)廢煤層中建立長(zhǎng)通道大斷面地下氣化爐，將礦井遺棄的煤炭直接氣化。本發(fā)明由地面施工進(jìn)排氣孔，在井下掘進(jìn)煤巷，連接進(jìn)排氣孔作為氣化通道，氣化通道內(nèi)布置有輔助通道、煤堆、點(diǎn)火器等，構(gòu)成氣化爐；地面由風(fēng)機(jī)房、凈化系統(tǒng)和送氣管路構(gòu)成地下氣化站。其施工簡(jiǎn)單易行，單爐產(chǎn)氣量大，煤氣成本低，能充分回收和利用報(bào)廢礦井的煤炭資源，具有廣泛的實(shí)用性。
文檔編號(hào)E21B43/00GK1121138SQ94111480
公開日1996年4月24日 申請(qǐng)日期1994年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月15日
發(fā)明者余力, 梁杰, 張維廉, 余鋒 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)