CN107387055B - 一种适用于煤炭地下气化的移动注气装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于煤炭地下气化的移动注气装置及方法，所述注气通道钻孔为布置于气化炉煤层底板之上的钻孔通道，作为气化剂的注入通道，该注气通道为煤层内钻孔通道，钻井方向可沿煤层倾斜或者水平方向，注气通道长度受煤层钻孔工艺和煤层地质条件的限制；本发明可以实现在地下气化炉运行过程中，随着反应工作面的定向移动，注气管路根据火焰工作面位置而较为精准的、小尺寸范围的间隔移动注气。从而保证火焰工作面形成稳定的气流状态和稳态的气化反应界面形态结构；本发明无需人工到气化炉注气通道内施工，无需在气化炉外构筑复杂的密闭墙结构，提高了气化炉构建效率。

Description

一种适用于煤炭地下气化的移动注气装置及方法

技术领域

本发明涉及的是煤炭地下气化技术领域，具体的说是一种适用于煤炭地下气化的移动注气装置及方法。

背景技术

煤炭地下气化技术是采用化学开采方法将煤炭在地下原位直接进行燃烧气化产生可燃气体。煤炭地下气化是一种新型的原位煤层流态化开采方法，也是一种高碳资源低碳化开发清洁能源新技术，属于资源与环境协调的煤炭绿色开采技术体系。煤炭地下气化将建井、采煤、气化三大工艺合而为一，以其产气成本低、安全性高和环境效益好的优点，具有良好的经济效益、环境效益和安全效益，是煤炭资源绿色开采技术。

煤炭地下气化在世界范围内受到了广泛的重视，前苏联、欧洲、美国、日本、澳大利亚、中国及亚洲多个国家进行了大量的理论研究和工业性试验，该技术在低品质(高硫、高灰)、急倾斜、薄煤层、深部煤层、“三下”压煤以及常规技术经济不可采等残滞留煤的开采利用方面具有很好的适应性。除此之外，煤炭地下气化所产煤气成本仅为地面气化炉气化的25-50％，可以作为燃气发电、锅炉燃料以及合成化工产品的原料气，显著降低发电或合成化工产品的成本。煤炭地下气化还具有显著的环境效益，大大减小燃煤污染、煤矸石及灰渣的排放，有效解决目前燃煤引发的大气雾霾问题，且与碳捕集和封存技术相结合，可有效减少温室气体排放，具有广阔的应用前景。

煤炭地下气化属于原位实体煤层气化过程，气化煤层不能移动，燃烧反应界面随注气而移动，因此这就要求气化剂注入点能随着火焰工作面的移动而定向移动，使注入点注入的气化剂能直接就近地输送到火焰工作面反应界面位置。

现阶段对于注气和燃烧控制方面的技术手段和装备不多，根据查阅已公开中国专利，公开号CN1298058A的中国专利“一种于矿井内生产煤气的地下气化炉”，其结构缺乏注气管在煤层中的注气控制装置，因此不能实现对注气和燃烧的有效控制。公开号CN1112188A的中国专利“拉管注气点后退式煤层气化方法”采用在注气管线内再植入一小直径操作管线，当欲后撤注气点时，将操作管线向外拉出一段距离，并向操作管线内注入易燃流体，使该流体在操作管线的管口处燃烧，将注气管线熔断并使注气点后退。该方法需要人为操作，工艺复杂，且增加了气化炉注气端的密闭难度，每次操作都要注入可燃气体，对气化炉稳定气化过程造成影响。公开号CN1169501A的中国专利“换管注气点后退式煤层气化方法”是在煤层生产巷道内放入多条输气管实现注气点后退，采用束管逐管接替注气式注气点后退方法，此种方法工艺复杂、气化管线布设成本高，难以实现有效精准操作和大规模应用，且该工艺仅适用于埋藏较浅的煤田气化。公开号CN103277082B的中国专利“一种注气点后退式煤炭地下气化系统及工艺”通过在气化剂注入巷道轴向依次设置多个注气口，并通过布置在注气管上的热熔式开启装置来控制注气口的开启，由温度传感器监测煤壁内温度，由控制器控制热熔式开启装置。该控制注气管注气的方法需要人工进入注气巷布设相关装置，工序复杂且安全性和可靠性较差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种适用于煤炭地下气化的移动注气装置及方法，该移动注气装置设计合理、可靠性高、移动注气效果好，主要解决了随着地下气化火焰工作面的定向移动而移动注气的问题。使注气通道所注气化剂能直接就近输送到火焰工作面位置，保证地下气化火焰工作面反应界面保持稳定的形态结构，保障地下气化炉的稳定运行和安全高效产气。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种适用于煤炭地下气化的移动注气装置，包含注气通道钻孔、注气通道护管、注气管路、热熔式弹性连接器、卡扣式连接器；

所述注气通道钻孔为布置于气化炉煤层底板之上的钻孔通道，作为气化剂的注入通道，该注气通道为煤层内钻孔通道，钻井方向可沿煤层倾斜或者水平方向，注气通道长度受煤层钻孔工艺和煤层地质条件的限制；

所述注气通道护管为布置于注气通道内的筛管，筛管圆周布置有小孔，所注气化剂可以通过小孔扩散到气化反应工作面附近；

所述注气管路为布置于注气通道筛管内的管路，是气化剂的输送通道；

所述热熔式弹性连接器布置于注气管路的一定位置，当气化反应工作面到达该装置位置时，在温度的作用下，该装置断开形成新的注气口，由新的注气口为气化反应工作面提供气化剂；

所述卡扣式连接器是注气管路的连接装置，两段首尾连接的注气管路在卡扣式连接器的作用下连接在一起。

进一步，所述热熔式弹性连接器包括热熔式螺栓、凹式对接法兰和内嵌式弹簧；所述热熔式螺栓为注气管路上的连接装置，当温度达到一定值后，在一定时间下可以熔断；所述凹式对接法兰为注气管路上的连接装置，该法兰有凹槽，内部嵌装有弹簧装置；所述内嵌式弹簧安装于凹式对接法兰内部，凹式对接法兰连接时该弹簧处于压缩状态，当温度达到一定值后，在一定时间下热熔式螺栓熔断，在内嵌式弹簧的弹性力作用下，在凹式对接法兰连接处，注气管路断开，形成新的注气管路开口。

进一步，所述卡扣式连接器包括凹槽法兰盘、普通法兰盘、卡舌、弹簧和卡舌槽；所述普通法兰盘、卡舌、弹簧和卡舌槽构成卡扣式连接器的卡头部分；所述凹槽法兰盘为卡扣式连接器的卡槽部分。

进一步，所述卡头部分沿圆周布置有多个卡舌，卡舌底端连接有弹簧，并整体嵌入卡舌槽内，卡头部分布置有一个焊接于注气管路上的普通法兰盘。

进一步，所述卡槽部分为焊接于注气管路上的带有凹槽的法兰盘，当卡头部分行进到上一节注气管的卡槽位置时，卡舌受力压缩到卡舌槽内，然后弹出并卡在凹槽法兰盘内，完成两节注气管路的对接。

一种适用于煤炭地下气化的移动注气方法，包括以下步骤：

步骤1，沿煤层底板钻进煤层注气通道钻孔

根据煤层地质结构特点，可沿煤层底板的倾向或者走向布置煤层注气通道钻孔，注气通道钻孔整体位于煤层中，底部为煤层底板的岩层；

步骤2，铺设注气通道护管

根据煤层注气通道钻孔煤壁的成孔完整情况，有选择的铺设或者不铺设；当煤体较硬、成孔性较好时，可以不铺设注气通道护管；当煤体较软、结构破碎且成孔性较差时，铺设注气通道护管；根据钻孔拐弯半径对铺设注气通道护管单节长度的要求，一般单节注气通道护管长度不大于6m；注气通道护管起到支撑钻孔通道空间的作用，防止煤壁塌落阻塞注气通道空间，影响注气管路铺设以及气化剂注入；

步骤3，铺设注气管路

所述注气管路沿注气通道钻孔后退式布置，首节注气管路布置于注气通道的最前端的点火点位置；注气管路两端布置有一组卡扣式连接器，首端为卡头部分，尾端为卡槽部分；相邻的两节注气管路通过卡扣式连接器相连，该卡扣连接为永久式连接，不可拆卸；

所述注气管路完成在注气通道钻孔内的铺设后，注气管路末端连接气化炉外部的注气管路，通过外部的注气管路可实现对气化炉内注气通道的气化剂注入；

为了保证气化炉内注气与气化炉外环境的隔绝，在气化炉注气通道末端部分(气化炉结束运行端)，填充耐高温水泥密闭材料，将气化炉注气通道和外部环境完全隔绝，保证气化炉内部的气密性；

步骤4，后退式移动注气控制

煤炭地下气化炉点火运行后，在点火点位置，也即注气管前端，沿垂直于注气通道的气化通道逐渐扩展形成火焰工作面；随着气化炉的运行，火焰工作面将形成一定的形态结构；从注气点到气化炉排气点，在气化通道内沿气流流动方向将形成气化工作面横向“三带”，即氧化带、还原带和干馏干燥带，气化剂中注入的氧气基本消耗于氧化带范围；气化工作面整体沿气化炉纵向后退移动，为了保证稳定的气流状态、稳态的气化反应界面形态结构，要求注气通道内的注气点要随着气化反应工作面而后退移动注气。

采用上述结构后，本发明的有益效果为：本发明可以实现在地下气化炉运行过程中，随着反应工作面的定向移动，注气管路根据火焰工作面位置而较为精准的、小尺寸范围的间隔移动注气。从而保证火焰工作面形成稳定的气流状态和稳态的气化反应界面形态结构；本发明无需人工到气化炉注气通道内施工，无需在气化炉外构筑复杂的密闭墙结构，提高了气化炉构建效率。本发明所设计的注气管路间隔移动注气装置，设计新颖、结构简单、合理高效，有效解决了地下气化过程中随气化火焰工作面定向移动而精准移动注气的难题，为煤炭地下气化稳定性注气控制和高效稳定产气提供了技术支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为注气装置纵截面图；

图2为注气装置A-A横截面图；

图3为注气装置B-B横截面图；

图4为注气通道钻孔和注气通道护管在煤层中布置纵截面图；

图5为注气通道钻孔和注气通道护管在煤层中布置横截面图；

图中：1.注气通道钻孔；2.注气通达护管；2-1.注气通达护管小孔；3.注气管路；4.热熔式弹性连接器；4-1.热熔式螺栓；4-2.凹式对接法兰；4-3.内嵌式弹簧；5.卡扣式连接器；5-1.凹槽法兰盘；5-2.普通法兰盘；5-3.卡舌；5-4.弹簧；5-5.卡舌槽；6.气化煤层；7.煤层底板岩层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参看图1至图5所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种适用于煤炭地下气化的移动注气装置,主要结构包括注气通道钻孔1、注气通道护管2、注气管路3、热熔式弹性连接器4、卡扣式连接器5。

所述注气通道钻孔1为布置于气化炉煤层底板之上的钻孔通道，作为气化剂的注入通道。该注气通道为煤层内钻孔通道，在煤层中沿煤层底板直线掘进，钻进方向可沿煤层倾斜或者走向方向；注气通道长度受煤层钻孔工艺和煤层地质条件的限制，一般注气通道钻孔长度可达100m-500m；根据钻孔工艺、单个气化炉地质储量、气化服务年限和注排气参数(流量、压力)的要求，一般注气通道钻孔的直径为150-250mm。

所述注气通道护管2为布置于注气通道钻孔1内的筛管，可以起到支撑钻孔煤壁的作用；注气通道护管2可根据钻孔煤壁的成孔完整情况，有选择的铺设或者不铺设。当煤体较硬、成孔性较好时，可以不铺设注气通道护管2；当煤体较软、结构破碎且成孔性较差时，铺设注气通道护管2。护管圆周布置有一定数量和尺寸的小孔2-1，所注气化剂可以通过小孔2-1扩散到气化反应工作面附近。注气通道护管2的直径一般小于注气通道钻孔20-30mm，沿注气通道钻孔1依次铺设，两段相邻的护管之间无连接。根据钻孔拐弯半径对铺设注气通道护管单节长度的要求，一般单节注气通道护管2长度不大于6m。注气通道护管2采用普通钢管材料，根据管径大小的不同，壁厚一般为1.5-3mm。

所述注气管路3为布置于注气通道筛管2内的管路，是气化剂的输送通道。注气管路3的直径一般小于注气通道护管50-70mm，在注气通道护管2内依次铺设。根据钻孔拐弯半径对铺设注气管路3单节长度的要求，一般单节注气管路3长度不大于6m。注气管路3采用普通钢管材料，根据管径大小的不同，壁厚一般为1.5-3mm。单节注气管路3上的布置有2个热熔式弹性连接器4，在注气管路3的两端分别布置卡扣式连接器4的卡槽部分5-1和卡头部分(5-2、5-3、5-4和5-5)，两段相邻的注气管路3通过卡扣式连接器5永久连接。；

所述热熔式弹性连接器4包括热熔式螺栓4-1、凹式对接法兰4-2和内嵌式弹簧4-3。当气化反应工作面到达该装置位置附近时，在温度的作用下，该热熔式弹性连接器4将断开形成新的注气口，由新的注气口为气化反应工作面提供气化剂。所述热熔式螺栓4-1为注气管路3上的连接装置，当温度达到一定值后，在一定时间下可以熔断。煤炭地下气化火焰工作面附近的温度可达1000℃，火焰工作面的移动速度一般为0.1m/d-1.0m/d，当热熔式螺栓4-1位于火焰工作面附近时，由于金属的热传导系数较大，高温在较短的时间内可使热熔式螺栓4-1的温度达到接近于火焰工作面高温，为热熔式螺栓4-1在高温下的熔断创造了条件。本具体实施方式热熔式螺栓4-1选用熔点为650℃左右的铝镁合金材料，既保证热熔式弹性连接器4具有可靠的高温熔断反应特性，又保证热熔式螺栓4-1在常温下具有较好的强度。当温度大于650℃时，热熔式螺栓4-1不超过12个小时发生熔断，此时火焰工作面的移动距离最大约为0.5m，所形成的新的注气口依然在火焰工作面附近，因此可保证气化剂的注入效果。

所述热熔式弹性连接器4在整个注气通道钻孔1内等间距布置。相邻两个热熔式弹性连接器4的间隔距离的大小，对注气通道内的间隔移动注气效果具有一定的影响。当间距较大时，在新的注气口开始注气之前，上一个注气口到火焰工作面的距离会较大，导致气化剂扩散到火焰工作面氧化带的距离较大，气化剂的扩散范围增大，会导致气化反应界面的形态结构改变，影响产气的稳定性和产气效果；当间距较小时，则避免了上述不利影响，基本达到了连续后退移动注气的要求，但导致热熔式弹性连接器安装数量多，成本增加。因此，热熔式弹性连接器的设计间距要综合考虑移动注气效果和经济合理的要求。本具体实施方式中，以单节注气管路3长度6m计，设计相邻两个热熔式弹性连接器4的间距为3m，热熔式弹性连接器4与卡槽部分5-1或卡头部分(5-2、5-3、5-4和5-5)的间距为1.5m。

所述凹式对接法兰4-2为注气管路3上的连接装置，该法兰有凹槽，内部嵌装有弹簧装置。所述内嵌式弹簧4-3安装于凹式对接法兰4-2内部，凹式对接法兰4-2连接时该弹簧处于压缩状态，当温度达到一定值后，在一定时间下热熔式螺栓4-1熔断，在内嵌式弹簧4-3的弹性力作用下，在凹式对接法兰4-2连接处，注气管路3断开，形成新的注气管路开口。

当火焰工作面移动到热熔式弹性连接器4位置时，此时在火焰工作面后方已经形成了燃空区，热熔式弹性连接器4之前的注气通道护管2和注气管路3将裸露于燃空区范围内，为前端断开的注气管路3轴向和侧向位移提供了移动空间。本具体实施方式中内嵌式弹簧4-3的弹性力要求能将相邻两个热熔式弹性连接器4中间的注气管路3弹开，并使该段管路在燃空区范围内发生轴向或者侧向位移，为形成新的注气口创造空间条件。

所述卡扣式连接器5是注气管路3的连接装置，两段首尾连接的注气管路3在卡扣式连接器5的作用下连接在一起。该卡扣式连接器5包括凹槽法兰盘5-1、普通法兰盘5-2、卡舌5-3、弹簧5-4和卡舌槽5-5。其中，凹槽法兰盘5-1为卡扣式连接器4的卡槽部分；普通法兰盘5-2、卡舌5-3、弹簧5-4和卡舌槽5-5构成卡扣式连接器4的卡头部分。

所述凹槽法兰盘5-1为焊接于注气管路上的带有凹槽的法兰盘。当卡头部分行进到上一节注气管的凹槽法兰盘5-1位置时，卡舌5-3受力压缩到卡舌槽5-5内，然后弹出并卡在凹槽法兰盘5-1内，完成两节注气管路的对接。

为保持卡扣式连接器的强度和可靠性，沿圆周布置需布置多个卡舌5-3装置，卡舌5-3底端连接有弹簧5-4，并整体嵌入卡舌槽5-5内。卡头部分布置有一个焊接于注气管路上的普通法兰盘5-2，该普通法兰盘5-2使卡扣式连接器4两边的注气管路3方便对接。

一种适用于煤炭地下气化的移动注气装置及方法，包括以下实施步骤：

步骤1，沿煤层底板钻进煤层注气通道钻孔1

根据煤层地质结构特点，可沿煤层底板的倾向或者走向布置煤层注气通道钻孔1。注气通道钻孔整体位于煤层6中，底部为煤层底板的岩层7。

步骤2，铺设注气通道护管2

根据煤层注气通道钻孔1煤壁的成孔完整情况，有选择的铺设或者不铺设。当煤体较硬、成孔性较好时，可以不铺设注气通道护管2；当煤体较软、结构破碎且成孔性较差时，铺设注气通道护管2。根据钻孔拐弯半径对铺设注气通道护管单节长度的要求，一般单节注气通道护管长度不大于6m。注气通道护管起到支撑钻孔通道空间的作用，防止煤壁塌落阻塞注气通道空间，影响注气管路3铺设以及气化剂注入。

所述注气通道护管2为筛管，表面布置有一定数量和尺寸的小孔2-1。注气管路3内所注气化剂可以通过小孔2-1扩散到气化反应工作面位置。

步骤3，铺设注气管路3

所述注气管路3沿注气通道钻孔1后退式布置，首节注气管路3布置于注气通道钻孔1的最前端的点火点位置。注气管路3两端布置有一组卡扣式连接器5，首端为卡头部分，尾端为卡槽部分。相邻的两节注气管路3通过卡扣式连接器5相连，该卡扣连接为永久式连接，不可拆卸。

所述注气管路3完成在注气通道钻孔1内的铺设后，注气管路3末端连接气化炉外部的注气管路，通过外部的注气管路可实现对气化炉内注气通道的气化剂注入。

为了保证气化炉内注气与气化炉外环境的隔绝，在气化炉注气通道末端部分(气化炉结束运行端)，填充耐高温水泥密闭材料，将气化炉注气通道和外部环境完全隔绝，保证气化炉内部的气密性。

步骤4，后退式移动注气控制

煤炭地下气化炉点火运行后，在点火点位置，也即注气管前端，沿垂直于注气通道钻孔1的气化通道逐渐扩展形成火焰工作面。随着气化炉的运行，火焰工作面将形成一定的形态结构。从注气点到气化炉排气点，在气化通道内沿气流流动方向将形成气化工作面横向“三带”，即氧化带、还原带和干馏干燥带，气化剂中注入的氧气基本消耗于氧化带范围。气化工作面整体沿气化炉纵向后退移动，为了保证稳定的气流状态、稳态的气化反应界面形态结构，要求注气通道内的注气点要随着气化反应工作面而后退移动注气。

本具体实施方式采用在注气管路3上等间距预留注气开口的方法来实现后退式移动注气。即在所述注气管路3上等间距布置有热熔式弹性连接器4，热熔式弹性连接器4在一定反应条件下，可以将注气管路3断开形成新的注气口，可实现对注气通道钻孔1内注气管路3的后退式移动注气。

当气化反应工作面到达所述热熔式弹性连接器4装置位置时，在火焰工作面附近高温的作用下，在一定时间内，热熔式螺栓4-1熔断。在内嵌于凹式对接法兰4-2内的内嵌式弹簧4-3弹力作用下，从凹式对接式法兰4-2中间断开，从而在注气管路3上形成新的注气口，气化剂从该注气口继续就近向气化反应工作面位置注气。当气化反应工作面移动到下一个热熔式弹性连接器4位置时，注气管路3又会再次断开，从而再次形成新的注气口，从而实现在整个注气通道钻孔1内，随着火焰工作面的后退式移动，注气管路对气化反应工作面后退移动注气。

为了保证较好的移动注气效果，本具体实施方式所设计的注气管路3上的热熔式弹性连接器4布置间距不大于3m，该尺寸相对于地下气化炉以及火焰工作面燃烧范围尺度来说，基本上达到了较为精准的、小尺寸范围的间隔移动注气。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种适用于煤炭地下气化的移动注气装置，其特征在于：包含注气通道钻孔、注气通道护管、注气管路、热熔式弹性连接器、卡扣式连接器；

所述注气通道钻孔为布置于气化炉煤层底板之上的钻孔通道，作为气化剂的注入通道，该注气通道为煤层内钻孔通道，钻井方向沿煤层倾斜或者水平方向，注气通道长度受煤层钻孔工艺和煤层地质条件的限制；

所述注气通道护管为布置于注气通道内的筛管，筛管圆周布置有小孔，所注气化剂可以通过小孔扩散到气化反应工作面附近；

所述注气管路为布置于注气通道筛管内的管路，是气化剂的输送通道；

所述热熔式弹性连接器布置于注气管路的一定位置，当气化反应工作面到达该装置位置时，在温度的作用下，该装置断开形成新的注气口，由新的注气口为气化反应工作面提供气化剂；

所述卡扣式连接器是注气管路的连接装置，两段首尾连接的注气管路在卡扣式连接器的作用下连接在一起；

所述热熔式弹性连接器包括热熔式螺栓、凹式对接法兰和内嵌式弹簧；所述热熔式螺栓为注气管路上的连接装置，当温度达到一定值后，在一定时间下可以熔断；所述凹式对接法兰为注气管路上的连接装置，该法兰有凹槽，内部嵌装有弹簧装置；所述内嵌式弹簧安装于凹式对接法兰内部，凹式对接法兰连接时该弹簧处于压缩状态，当温度达到一定值后，在一定时间下热熔式螺栓熔断，在内嵌式弹簧的弹性力作用下，在凹式对接法兰连接处，注气管路断开，形成新的注气管路开口。

2.根据权利要求1所述的一种适用于煤炭地下气化的移动注气装置，其特征在于：所述卡扣式连接器包括凹槽法兰盘、普通法兰盘、卡舌、弹簧和卡舌槽；所述普通法兰盘、卡舌、弹簧和卡舌槽构成卡扣式连接器的卡头部分；所述凹槽法兰盘为卡扣式连接器的卡槽部分。

3.根据权利要求2所述的一种适用于煤炭地下气化的移动注气装置，其特征在于：所述卡头部分沿圆周布置有多个卡舌，卡舌底端连接有弹簧，并整体嵌入卡舌槽内，卡头部分布置有一个焊接于注气管路上的普通法兰盘。

4.根据权利要求3所述的一种适用于煤炭地下气化的移动注气装置，其特征在于：所述卡槽部分为焊接于注气管路上的带有凹槽的法兰盘，当卡头部分行进到上一节注气管的卡槽位置时，卡舌受力压缩到卡舌槽内，然后弹出并卡在凹槽法兰盘内，完成两节注气管路的对接。

5.一种采用权利要求1所述适用于煤炭地下气化的移动注气装置进行移动注气方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，沿煤层底板钻进煤层注气通道钻孔

根据煤层地质结构特点，沿煤层底板的倾向或者走向布置煤层注气通道钻孔，注气通道钻孔整体位于煤层中，底部为煤层底板的岩层；

步骤2，铺设注气通道护管

根据煤层注气通道钻孔煤壁的成孔完整情况，有选择的铺设或不铺设；当煤体较硬、成孔性较好时，不铺设注气通道护管；当煤体较软、结构破碎且成孔性较差时，铺设注气通道护管；根据钻孔拐弯半径对铺设注气通道护管单节长度的要求，单节注气通道护管长度不大于6m；注气通道护管起到支撑钻孔通道空间的作用，防止煤壁塌落阻塞注气通道空间，影响注气管路铺设以及气化剂注入；

步骤3，铺设注气管路

所述注气管路沿注气通道钻孔后退式布置，首节注气管路布置于注气通道的最前端的点火点位置；注气管路两端布置有一组卡扣式连接器，首端为卡头部分，尾端为卡槽部分；相邻的两节注气管路通过卡扣式连接器相连，该卡扣连接为永久式连接，不可拆卸；

所述注气管路完成在注气通道钻孔内的铺设后，注气管路末端连接气化炉外部的注气管路，通过外部的注气管路可实现对气化炉内注气通道的气化剂注入；

为了保证气化炉内注气与气化炉外环境的隔绝，在气化炉注气通道末端部分，填充耐高温水泥密闭材料，将气化炉注气通道和外部环境完全隔绝，保证气化炉内部的气密性；

步骤4，后退式移动注气控制

煤炭地下气化炉点火运行后，在点火点位置，也即注气管前端，沿垂直于注气通道的气化通道逐渐扩展形成火焰工作面；随着气化炉的运行，火焰工作面将形成一定的形态结构；从注气点到气化炉排气点，在气化通道内沿气流流动方向将形成气化工作面横向“三带”，即氧化带、还原带和干馏干燥带，气化剂中注入的氧气基本消耗于氧化带范围；气化工作面整体沿气化炉纵向后退移动，为了保证稳定的气流状态、稳态的气化反应界面形态结构，要求注气通道内的注气点要随着气化反应工作面而后退移动注气。