CN104563992B - 煤炭地下气化系统及控制方法 - Google Patents

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    • E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings

Abstract

一种煤炭地下气化系统及控制方法。煤炭地下气化系统包括底板、顶板、第一定向钻、第二定向钻及垂直井；第一定向钻贯穿顶板及目标煤层后，弯折延伸至与燃烧区连通；垂直井与燃烧区连通；第二定向钻贯穿顶板后，弯折至与燃烧区连通；第一定向钻内设有与燃烧区连通的进气管道；第二定向钻内设有第一充填料输送管道，垂直井内设有第二充填料输送管道，且第一及第二充填料输送管道与燃烧区连通。通过对燃烧区进行填充，使得燃空区的体积处于动态平衡状态，避免了燃空区扩大导致的气化剂波动甚至不足，提高了燃烧强度的稳定性及燃烧品质；同时也避免了燃空区上方煤岩层的移动、开裂破坏和地表沉陷，提高气化炉生产安全性。

Description

煤炭地下气化系统及控制方法
技术领域
本发明涉及钻井或地质勘探用的相关技术领域，特别是关于一种煤炭地下气化系统及控制方法。
背景技术
煤炭地下气化技术集建井、采煤及地面气化三大工艺为一体，其直接将处于地下的煤进行有控制的燃烧，从而获得可燃气体。煤炭地下气化技术将传统采煤转变为化学采煤，省去了庞大的煤炭开采、运输、洗选、气化等工艺过程及设备，具有安全性好、投资少、效益高、污染少等优点。
在煤炭地下气化的过程中，煤被燃烧和气化后留下燃空区。并且，在气化过程中，燃空区上方及两侧的煤在高温作用下，将不断烧掉或受热软化，使燃空区不断上移与扩大。燃空区过大会给煤炭地下气化带来两方面的影响：第一，在气化剂注入量不变的情况下，随着燃空区的扩大，单位面积的煤所接触的气化剂的量减少，导致燃烧反应的强度降低；第二，燃空区上方的岩层在高温和地应力作用下也将逐步丧失稳定而冒落，从而影响炉内温度，甚至可能引起燃空区上方煤岩层的过量移动、开裂破坏和地表沉陷，造成燃空区内煤气漏失或溢出地表污染环境，使煤炭地下气化不能正常进行。
一般来说，可以通过增加气化剂的进气量保持燃烧品质的稳定。然而，当气化剂的进气量达到极限值时，就无法继续增加进气量。如果此时，一味的更换新的注气点或气化位置，则会使气化采煤的区域、采煤量等受到较大的限制；并且也无法解决燃空区扩大导致的地表沉陷等问题。中国专利(专利号为CN200810132905.9)提供了一种实时充填的方法，以将燃空区填充来防止燃空区扩大。虽然该中国专利技术实现了阻止煤炭地下气化过程中燃空区继续扩大，切断了燃烧气体向燃空区泄露的可能；同时也实现了对燃空区的充填，在一定程度上消除了气化所致的地表塌陷，保证了气化通道结构的稳定。但是，煤炭地下气化一般是针对深层煤炭资源进行的技术，甚至大部分都是超过三百米的地下煤炭气化。因此，上述中国专利技术存在下述两个缺点：(1)、地下气化生产单元的布置较为繁琐，如密封墙、管线的设置和安装等；(2)、地下工作需要人员进行地下作业，但一旦发生事故，人员安全受到较大影响。
发明内容
本发明目的在于提供一种煤炭地下气化系统及控制方法，可对燃空区的体积进行动态控制，减小地下气化过程气化剂的波动幅度，提高其稳定性；并且在地下气化的过程中，对燃空区进行自动化地同步充填，提高气化炉生产安全性，降低了废弃燃空区给自然和社会带来的后续危害，且实现了地下无人作业。
为达上述优点，本发明提供一种煤炭地下气化系统，用于地下气化目标煤层，所述目标煤层包括燃烧区，所述煤炭地下气化系统包括位于所述目标煤层的底部的底板、位于所述目标煤层的顶部的顶板、第一定向钻、第二定向钻及垂直井；所述第一定向钻贯穿所述顶板及所述目标煤层后，弯折至与所述目标煤层的燃烧区连通；所述垂直井贯穿所述顶板后与所述目标煤层的燃烧区连通；所述第二定向钻贯穿所述顶板后，弯折至与所述目标煤层的燃烧区连通；所述第一定向钻内设有与所述目标煤层的燃烧区连通的进气管道；所述第二定向钻内设有第一充填料输送管道，所述垂直井内设有第二充填料输送管道，且所述第一充填料输送管道和所述第二充填料输送管道均与所述目标煤层的燃烧区连通。
在本发明的一个实施例中，所述的煤炭地下气化系统还包括导轨和移动单元，所述第一定向钻的位于所述目标煤层和所述底板之间的部位设有水平段支护，所述导轨设置在所述水平段支护上；所述移动单元可沿所述导轨滑动地安装于所述导轨；所述第一充填料输送管道面向所述目标煤层的燃烧区的出料端固定于所述移动单元。
在本发明的一个实施例中，所述移动单元包括滑动安装于所述导轨的本体，所述本体设有一个固定孔，所述第一充填料输送管道的出料端穿过并固定于所述固定孔。
在本发明的一个实施例中，所述第一充填料输送管道的出料端呈向外扩散的喇叭状。
在本发明的一个实施例中，所述移动单元包括固定于所述本体的测量模块。
为达上述优点，本发明还提供一种煤炭地下气化控制方法，用于控制煤炭地下气化过程中燃烧区留下的燃空区的体积，包括如下步骤：步骤S1，获得目标煤层燃烧区留下的燃空区的初始体积V1；步骤S2，实时监控地下气化时燃空区的实时体积V空及单位体积煤气热值；步骤S3，所述实时体积V空与所述初始体积V1对比，且所述单位体积煤气热值与单位体积煤气设定热值对比，当所述实时体积V空大于或等于所述初始体积V1，且所述单位体积煤气热值呈下降趋势，所述单位体积煤气热值落在所述单位体积煤气设定热值允许的误差范围内时，开始进行填充物填充；步骤S4，当所述实时体积V空等于燃空区体积极限值，或所述单位体积煤气热值小于所述单位体积煤气设定热值的底限值时，停止填充，重新设置气化区域；其中，所述步骤S2和所述步骤S3循环进行，直至进入所述步骤S4。
所述单位体积煤气设定热值允许的误差范围为所述单位体积煤气设定热值的1.1至1.2倍。
所述单位体积煤气设定热值的底限值等于所述单位体积煤气设定热值的1.05倍。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S3中，先用砾石填充。
在本发明的一个实施例中，当所述步骤S4完成后再使用超水材料填充物做进一步填充。
在本发明的煤炭地下气化系统及控制方法中，通过测量模块测得的工艺参数及步骤S2实时监控后，再经步骤S3的对比分析，来实时地对燃烧区进行填充，使得燃空区的体积处于动态平衡状态，而始终动态维持在初始体积V1左右。一方面避免了燃空区扩大导致的气化剂波动甚至不足，减小地下气化过程的气化剂波动幅度，提高了燃烧强度的稳定性及燃烧品质；另一方面，由于步骤S3的填充，使得燃烧区的结构强度稳定，避免了燃空区上方煤岩层的移动、开裂破坏和地表沉陷，提高气化炉生产安全性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1所示为本发明煤炭地下气化系统的结构示意图。
图2所示为图1中部分示意图。
图3所示为图2中移动单元的结构示意图。
图4所示为图3中A-A方向的剖视图。
图5所示为本发明煤炭地下气化控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图1所示为本发明煤炭地下气化系统的结构示意图。图2所示为图1中圆a处的放大示意图。请结合参见图1和图2，本发明的煤炭地下气化系统，用于地下气化目标煤层1。该煤炭地下气化系统包括位于目标煤层1的底部的底板2、位于目标煤层1的顶部的顶板3、第一定向钻4、第二定向钻5及垂直井6。其中，第一定向钻4呈L形，其贯穿顶板3及目标煤层1后，弯折至沿着目标煤层1和底板2之间延伸至与目标煤层1的燃烧区连通。第二定向钻5呈L形，其贯穿顶板3后，弯折至沿着目标煤层1和顶板3之间延伸至与目标煤层1的燃烧区连通。垂直井6贯穿顶板3后与目标煤层1的燃烧区连通。
第一定向钻4内设有进气管道41。进气管道41连接地面上的气化剂输入装置(图未示)。因此，在煤炭地下气化过程中，气化剂由进气管道41进入目标煤层1的燃烧区，使得煤燃烧时具有足够的气化剂，以保持燃烧品质的稳定。
第二定向钻5内设有一第一充填料输送管道71。垂直井6内设有第二充填料输送管道73，且第一充填料输送管道71和第二充填料输送管道73均与所述目标煤层1的燃烧区连通。其中，第一充填料输送管道71用于输送砾石组成的充填料；第二充填料输送管道73用于输送超水材料组成的充填料。本实施例中，砾石为10-100毫米的细砾，且密度范围在1400～1700kg/m3之间。第一充填料输送管道71输送的砾石在煤炭地下气化的过程中充填；而第二充填料输送管道73输送的超水材料在煤炭地下气化结束后对原气化区域使用充填，是在原气化区域燃空区已经进行了第一充填料输送管道71输送的砾石充填后的进一步处理。本实施例中，超水材料由铝土矿/石膏、超缓凝分散剂、石膏/石灰、复合速凝早强剂混合而成，且铝土矿/石膏：石膏/石灰：超缓凝分散剂：复合速凝早强剂为100：100：10：4。
图3所示为图2中移动单元的结构示意图。图4所示为图3中A-A方向的剖视图。请一并参照图3和图4，本发明煤炭地下气化系统还包括导轨51和移动单元53。第一定向钻4的位于目标煤层1和底板2之间的部位设有水平段支护(图未示)，导轨51设置在水平段支护上，且导轨51的两端分别固定于第一定向钻4的竖直部分和垂直井6，并通过拉力固定。移动单元53悬挂在导轨51上，且移动单元53可沿导轨51滑动。具体地，移动单元53包括滑动安装于导轨51的本体531及设于本体531的测量模块533。本体531上设有一个固定孔(未标号)。第一充填料输送管道71面向燃烧区的出料端711呈向外扩散的喇叭状，且第一充填料输送管道71的出料端固定穿过固定孔。第一充填料输送管道71的喇叭状的出料端一方面可以增加砾石出料范围，提升填充效果；另一方面可防止第一充填料输送管道71从本体531的固定孔内脱离，使得第一充填料输送管道71随着本体531一起沿着导轨51滑动。这样，本体531带动第一充填料输送管道71的出料端711移动至燃烧区需要填充的地方即可进行填充，方便快捷，且也无需人工进行地下作业，提高了安全性能。测量模块533用于测量燃烧的工艺参数，比如，燃烧区的温度、燃烧区的煤气热值、燃空区的体积参数等，以便于通过测量模块533测得的工艺参数对燃空区的体积进行动态控制。
本发明的煤炭地下气化系统在进行地下气化过程中，气化剂依次经过进气管道41进入燃烧区，以用于煤炭燃烧。当测量模块533测得的工艺参数进过对比分析发现，需要对燃烧区进行填充而防止燃空区扩大时，第一充填料输送管道71输送砾石，以对燃空区进行一次填充。通过砾石填充，可以保持燃空区体积的动态不变，减小地下气化过程中气化剂的波动幅度，提高燃烧强度的稳定性；且由于砾石填充避免了燃空区的扩大，避免了燃烧区上方开裂和沉陷，提高气化炉生产安全性，降低了废弃燃空区给自然和社会带来的后续危害。并且，在气化的过程中，根据燃烧区的推进，可使得移动单元53带动第一充填料输送管道71移动，而第一充填料输送管道71的出料端始终位于待填充区的上方，无需人工地下作业，提高了安全性。当地下气化快结束或已结束后，第二充填料输送管道73输送超水材料进行进一步填充，并使已经填充的砾石凝结。
图5所示为本发明煤炭地下气化控制方法的流程示意图。本发明煤炭地下气化控制方法用于对上述煤炭地下气化系统进行控制，其包括如下步骤：
步骤S1，获得目标煤层1燃烧区留下的燃空区的初始体积V1。
步骤S2，地下气化开始后，实时监控燃空区的实时体积V空及单位体积煤气热值。
步骤S3，将实时体积V空与初始体积V1对比，将单位体积煤气热值与单位体积煤气设定热值对比，当实时体积V空大于或等于初始体积V1，且单位体积煤气热值呈下降趋势，单位体积煤气热值落在单位体积煤气设定热值允许的误差范围内时，开始进行填充物填充。并且上述步骤S2和步骤S3无限循环，直至进入下述步骤S4。具体地，本实施例中，所述单位体积煤气设定热值允许的误差范围为所述单位体积煤气设定热值的1.1至1.2倍。
步骤S4，当实时体积V空等于燃空区体积极限值，或单位体积煤气热值小于单位体积煤气设定热值的底限值时，停止填充，重新设置气化区域。单位体积煤气设定热值大于设定的单位煤气热的底限值。具体地，本实施例中，所述单位体积煤气设定热值的底限值等于所述单位体积煤气设定热值的1.05倍。
本发明煤炭地下气化控制方法通过步骤S2实时监控燃空区的体积，以便及时掌握燃空区的体积；再通过S3中与初始体积V1及单位体积煤气设定热值对比分析，以判断是否需要对燃烧区进行填充。且通过步骤S3，使得燃空区的体积处于动态平衡状态，而始终动态维持在初始体积V1左右。一方面避免了燃空区扩大导致的气化剂波动甚至不足，减小地下气化过程的气化剂波动幅度，提高了燃烧强度的稳定性及燃烧品质；另一方面，由于步骤S3的填充，使得燃烧区的结构强度稳定，避免了燃空区上方煤岩层的移动、开裂破坏和地表沉陷，提高气化炉生产安全性。并且，本发明煤炭地下气化控制方法步骤S3中的对比分析，及填充控制均在地面的控制室内完成，避免了地下人工作业的危险。
具体地，上述步骤S1中，初始体积V1也是理想中燃空区的体积，也就是说保持燃空区的体积为初始体积V1时，不会造成燃烧区上方开裂或塌方。所以，初始体积V1是根据地质条件决定的，其可以通过地质分析计算得出。
上述步骤S2中，在气化剂入口前段或者煤气出口段安装空腔探测设备，以通过探地雷达、声发射探测、地应力测量地理信息系统(简称GIS)等手段直接测得燃空区的实时体积V空。具体地，空腔探测设备安装在第一定向钻4或垂直井6中。
上述步骤S2中，根据煤炭地下气化过程中实际燃烧煤的体积计算燃空区的初始体积V空，其公式如下：
其中，V煤气为生产的煤气体积且单位为Nm3；XCO％、XCO2％、XCH4％、X其它％为煤气中各含碳组分的体积百分含量，VCO2为气化剂中二氧化碳的流量，ρ为煤的密度且单位为kg/m3，Cad％为煤的碳的质量百分比，Aad％为煤中灰分的体积含量。
上述步骤S2中，单位体积煤气热值的计算方法为：单位煤气热Q＝CO％×QCO+H2％×QH2+CH4％×QCH4，其中，CO％、H2％、CH4％分别为CO、H2、CH4在单位体积煤气中的百分比；QCO、QH2、QCH4分别为CO、H2、CH4各自的气体热值，单位Kcal/Nm3。
上述步骤S3中，单位体积煤气设定热值取决于煤气产品的应用需求，如当煤气产品用于发电时，根据发电需求，单位体积煤气设定热值一般为800Kcal/Nm3，煤气产品用作其他用途时，根据实际需求确定单位体积煤气设定热值。
上述步骤S3中，先用砾石填充；且优选地，填充可选用袋式填充或移动点填充。当步骤S4完成后开始使用超水材料填充物对原气化区域燃空区做进一步填充和固结。
上述步骤S4中，燃空区体积极限值为煤层厚度×通道长度×煤层顶板预警值，煤层顶板预警值取决于煤层地质条件，通常为24～26m。
具体地，上述超水材料填充物按照下述步骤混合而成的：第一步：超缓凝分散剂加入搅拌均匀后形成超缓凝分散剂浆液；再将超缓凝分散剂浆液、铝土矿/石膏加水搅拌均匀形成第一浆液；
第二步：复合速凝早强剂料加入搅拌均匀后形成复合速凝早强剂浆液；再将复合速凝早强剂浆液、石膏/石灰加水搅拌均匀形成第二浆液；
第三步：将第一浆液和第二浆液液混合均匀形成超高水混合浆液，然后再自然凝固即可形成超高水材料填充物的固结体。
优选地，第一浆液中的水、铝土矿/石膏及超缓凝分散剂的比为：633：100：10；第二浆液中的水、石膏/石灰及复合速凝早强剂的比为：633：100：4。
具体地，上述第一步中，第一浆液制成后先置于第一浆液缓存池中保存；上述第二步中，第二浆液先置于第二浆液缓存池中保存。之后，在上述第三步中，通过泵将第一浆液和第二浆液抽取到混合器中混合均匀形成上述超水材料填充物。
上述步骤S4中，单位体积煤气设定热值的底限值为800Kcal/Nm3。且在步骤S4中，还可以利用一些其它的辅助方法还判断是否需要停止填充。如在其它实施方式中：建立燃空区宽度监测，当燃空区宽度达到设定的预警值时，停止充填，开辟新的气化区域。且设定的预警值为燃空区的单侧气化宽度不超过12-13m。在其它实施方式中，还可以建立地层应力监测系统。在其它实施方式中，建立出气井9的出口处的出水量监测系统，当单位干煤气所携带的液态水达到4000g时，表征地下水大量涌入煤层，表示气化炉地质条件恶化的现象，必须停止充填，开辟新的气化区域。
本发明煤炭地下气化控制方法还设有如下几个具体实施方式：
实施例1：
以氧气和CO2为气化剂，且初始进气量为2500Nm3/h，氧气浓度为60％左右；并设定单位体积煤气热值为1400Kcal/Nm3、初始体积V1为300m3。
对燃空区的实时体积V空进行监控，当燃空区的实时体积V空达到300m3左右，且单位体积煤气热值落于1540-1680Kcal/Nm3区间，并仍有下降趋势时，开始进行填充物充填。
充填物的流量根据小时燃煤量折算的体积进行折算，如，每小时的燃煤量为3.5吨，煤炭密度以1.43吨/m3，则每小时注入填充物的量为2.45m3。继续监测煤气组分、燃空区实时体积，当燃空区实时体积达到燃空区体积极限值，如，以煤层厚度为6m，通道长度为5m，燃空区宽度超过煤层顶板预警值为24m为例，即当燃空区体积达到极限体积(6×5*24＝720m3)时，停止充填，重新设置气化区域。
实施例2：
以氧气和空气为气化剂，且初始进气量为2500Nm3/h，氧气浓度为60％左右；并设定单位体积煤气热值为1000Kcal/Nm3、初始体积V1为200m3。
对燃空区的实时体积V空进行监控，当燃空区的实时体积V空达到200m3左右，且单位体积煤气热值落于1100-1200Kcal/Nm3区间，并仍有下降趋势时，开始进行填充物充填。
充填物的流量根据小时燃煤量折算的体积进行折算，如，每小时的燃煤量为5吨，煤炭密度以1.43吨/m3，则每小时注入填充物的量为3.49m3。继续监测煤气组分、燃空区实时体积，当燃空区实时体积达到燃空区体积极限值，同实施例1一样，如，以煤层厚度为6m，通道长度为5m，燃空区宽度超过煤层顶板预警值为24m为例，即当燃空区体积达到极限体积(6×5×24＝720m3)时，停止充填，重新设置气化区域。
实施例3：
以氧气和CO2为气化剂，且初始进气量为2500Nm3/h，氧气浓度为60％左右；并设定单位体积煤气热值为1400Kcal/Nm3、初始体积V1为300m3。
对燃空区的实时体积V空进行监控，当燃空区的实时体积V空达到300m3左右，且单位煤气热值落于1540-1680Kcal/Nm3区间，并仍有下降趋势时，开始进行填充物充填。开始以砾石快速填充20％的燃烧区，预留80％的燃烧区进行后续填充。具体地，根据测得的砾石的堆积密度为1500kg/m3，则计算可知需要快速充填量为300×1500×80％＝360000kg。然后剩下的80％的燃烧区进行后续填充，充填物的流量根据小时燃煤量折算的体积进行折算，比如，每小时的燃煤量为3.5吨，煤炭密度以1.43吨/m3，则每小时需要填充物体积为2.45m3。再根据砾石的堆积密度1500kg/m3，即可得出每小时需要注入的充填物砾石质量为2.45×1500＝3675kg。
继续监测煤气组分、燃空区体积，当燃空区体积达到一定极限值，同实施例1一样，如，以煤层厚度为6米，通道长度为5m，燃空区宽度超过煤层顶板预警值为24m为例，即当燃空区体积达到极限体积(6×5×24×＝720m3)时，停止充填，重新设置气化区域。
之后，使用超水材料填充物进行进一步充填固结。此时，超水材料填充物填充砾石间空隙，直至燃空区被充满，并静置2小时即可完成充填。
综上所述，本发明的煤炭地下气化系统及控制方法至少具有以下的优点:
1.本发明的煤炭地下气化系统通过测量模块533测得的工艺参数进过对比分析即可判断是否需要进行燃空区填充，通过砾石填充，可以保持燃空区体积的动态不变，避免了燃空区扩大造成的地下气化过程的气化剂波动，提高了燃烧强度的稳定性；同时也避免了燃烧区上方开裂和沉陷，提高气化炉生产安全性。
2.在本发明的煤炭地下气化系统的一个实施例中，移动单元53带动第一充填料输送管道71移动，而第一充填料输送管道71的出料端始终位于待填充区的上方，大大减少地下管线的铺设、安装等工作，无需人工地下作业，提高了安全性。
3.本发明的煤炭地下气化控制方法通过步骤S2实时监控及步骤S3的对比分析，来实时地对燃烧区进行填充，使得燃空区的体积处于动态平衡状态，而始终动态维持在初始体积V1左右。一方面避免了燃空区扩大导致的气化剂波动甚至不足，减小地下气化过程的气化剂波动幅度，提高了燃烧强度的稳定性及燃烧品质；另一方面，由于步骤S3的填充，使得燃烧区的结构强度稳定，避免了燃空区上方煤岩层的移动、开裂破坏和地表沉陷，提高气化炉生产安全性。
4.在本发明的煤炭地下气化控制方法的一个实施例中，步骤S3中的对比分析，及填充控制均在地面的控制室内完成，自动化程度高，且方便快捷，避免了地下人工作业的危险。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种煤炭地下气化系统，用于地下气化目标煤层(1)，所述目标煤层(1)包括燃烧区，其特征在于，所述煤炭地下气化系统包括位于所述目标煤层(1)的底部的底板(2)、位于所述目标煤层(1)的顶部的顶板(3)、第一定向钻(4)、第二定向钻(5)及垂直井(6)；
所述第一定向钻(4)贯穿所述顶板(3)及所述目标煤层(1)后，弯折至与所述目标煤层(1)的燃烧区连通；
所述垂直井(6)贯穿所述顶板(3)后与所述目标煤层(1)的燃烧区连通；
所述第二定向钻(5)贯穿所述顶板(3)后，弯折至与所述目标煤层(1)的燃烧区连通；
所述第一定向钻(4)内设有与所述目标煤层(1)的燃烧区连通的进气管道(41)；
所述第二定向钻(5)内设有第一充填料输送管道(71)，所述垂直井(6)内设有第二充填料输送管道(73)，且所述第一充填料输送管道(71)和所述第二充填料输送管道(73)均与所述目标煤层(1)的燃烧区连通；
所述的煤炭地下气化系统还包括导轨(51)和移动单元(53)，所述第二定向钻(5)的位于所述目标煤层(1)和所述顶板(3)之间的部位设有水平段支护，所述导轨(51)设置在所述水平段支护上；所述移动单元(53)可沿所述导轨(51)滑动地安装于所述导轨(51)；所述第一充填料输送管道(71)面向所述目标煤层(1)的燃烧区的出料端(711)固定于所述移动单元(53)。
2.如权利要求1所述的煤炭地下气化系统，其特征在于：所述移动单元(53)包括滑动安装于所述导轨(51)的本体(531)，所述本体(531)设有一个固定孔，所述第一充填料输送管道(71)的出料端穿过并固定于所述固定孔。
3.如权利要求2所述的煤炭地下气化系统，其特征在于：所述第一充填料输送管道(71)的出料端呈向外扩散的喇叭状。
4.如权利要求2所述的煤炭地下气化系统，其特征在于：所述移动单元(53) 包括固定于所述本体(531)的测量模块(533)。
5.一种煤炭地下气化控制方法，用于控制煤炭地下气化过程中燃烧区留下的燃空区的体积，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1，获得目标煤层(1)燃烧区留下的燃空区的初始体积V1；
步骤S2，实时监控地下气化时燃空区的实时体积V空及单位体积煤气热值；
步骤S3，所述实时体积V空与所述初始体积V1对比，且所述单位体积煤气热值与单位体积煤气设定热值对比，当所述实时体积V空大于或等于所述初始体积V1，且所述单位体积煤气热值呈下降趋势，所述单位体积煤气热值落在所述单位体积煤气设定热值允许的误差范围内时，开始进行填充物填充；
步骤S4，当所述实时体积V空等于燃空区体积极限值，或所述单位体积煤气热值小于所述单位体积煤气设定热值的底限值时，停止填充，重新设置气化区域；
其中，所述步骤S2和所述步骤S3循环进行，直至进入所述步骤S4；
所述步骤S3中，填充为袋式填充或移动点填充。
6.如权利要求5所述的煤炭地下气化控制方法，其特征在于：所述单位体积煤气设定热值允许的误差范围为所述单位体积煤气设定热值的1.1至1.2倍。
7.如权利要求5所述的煤炭地下气化控制方法，其特征在于：所述单位体积煤气设定热值的底限值等于所述单位体积煤气设定热值的1.05倍。
8.如权利要求5所述的煤炭地下气化控制方法，其特征在于：所述步骤S3中，用砾石填充。
9.如权利要求5所述的煤炭地下气化控制方法，其特征在于：当所述步骤S4完成后再使用超水材料填充物做进一步填充。
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