CN111305809A - 一种煤矿区段保护煤柱的地下气化方法 - Google Patents

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    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/295—Gasification of minerals, e.g. for producing mixtures of combustible gases

Abstract

本发明公开一种煤矿区段保护煤柱的地下气化方法，包括以下步骤：1)支护上一区段运输平巷且在运输平巷砌水泥墙；2)支护下一区段回风平巷且在回风平巷砌水泥墙；3)在区段保护煤柱左端头打孔；4)在区段保护煤柱左端头点火；5)通过下区段回风平巷向区段保护煤柱输送氧化剂气体；6)氧化剂在区段保护煤柱内发生物理化学反应产生煤气；7)生成的气体通过上区段运输平巷进入采区运输上山；8)生成的气体通过采区运输上山进入回风大巷；9)生成的气体通过回风大巷进入风井被收集。本发明利用煤矿开采时原来的巷道作为气化通道，将难以开采的区段保护煤柱直接气化，为区段保护煤柱的开采提供了新的思路，为煤矿地下气化提供了一种新的方法。

Description

一种煤矿区段保护煤柱的地下气化方法
技术领域
本发明涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及一种煤矿区段保护煤柱的地下气化方法。
背景技术
我国煤炭资源总储量相对较大，但是我国人口众多，人均煤炭资源占有量极少，而我国又是一个富煤贫油少气的国家，就目前而言煤炭资源仍然在我国占有主导地位，随着煤炭资源的开采，我国煤炭开采条件日趋复杂。目前，在同一个采区内，往往会划分多个区段，为了保证下一区段不受上一区段开采的影响，往往会在两个区段之间留设一部分保护煤柱。若采用常规的方法将区段保护煤柱开采出来，上覆岩层失去了保护煤柱的支撑作用，会对开采工作面造成强烈的冲击作用，对人员、巷道、设备造成严重的损害。当所有区段开采完毕之后，这些区段保护煤柱很难开采出来。这部分区段保护煤柱导致了回采率降低，对煤炭资源造成了极大地浪费，严重影响了我国煤炭资源的可持续发展，所以对区段保护煤柱进行开采具有重要的意义。
传统的地下气化方法，其大多是通过从地面打多个孔或井，作为进气通道和出气通道，并在煤层中连通进气通道和出气通道，然后在进气口点火，使煤层气化，从出气通道排出。这本质上是一个新的开采系统，工程量大、成本高、基建周期长且往往地址条件勘探不够明确，容易受到地质构造的影响。目前大多作为我国战略储备技术，很难实现快速盈利。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤矿区段保护煤柱的地下气化方法，以解决上述现有技术存在的问题，将煤矿原本无法开采或开采难度较大的区段保护煤柱地下气化，从而既安全、高效和绿色的开采出来，提高了煤炭的回采率，有利于我国煤炭资源可持续发展。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种煤矿区段保护煤柱的地下气化方法，包括以下步骤：
1)支护上一区段运输平巷且在运输平巷砌水泥墙；
2)支护下一区段回风平巷且在回风平巷砌水泥墙；
3)在区段保护煤柱左端头打孔；
4)在区段保护煤柱左端头点火；
5)通过下区段回风平巷向区段保护煤柱输送氧化剂气体；
6)氧化剂在区段保护煤柱内发生物理化学反应产生煤气；
7)生成的气体通过上区段运输平巷进入采区运输上山；
8)生成的气体通过采区运输上山进入回风大巷；
9)生成的气体通过回风大巷进入风井被收集。
优选的，支护上一区段运输平巷且在运输平巷砌水泥墙要完全密闭。
优选的，支护下一区段回风平巷且在回风平巷砌水泥墙要完全密闭。
优选的，在区段保护煤柱左端头打孔高度为煤柱高度的一半，直径为0.5～1m。
优选的，所述步骤4)中为在区段保护煤柱左端头、上端头点火。
优选的，在区段保护煤柱左端头、上端头点火前，采区内所有区段应开采完毕。
优选的，通过下区段回风平巷向区段保护煤柱输送氧化剂气体速率可调节，输送氧化剂气体的速率为5m3/min～10m3/min。
优选的，在上区段运输平巷口、采区运输上山、回风大巷和风井处监测生成气体含量。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明利用原有的煤矿系统，将上一区段的运输平巷和下一区段的回风平巷分别作为出气通道和进气通道，同时利用煤矿原有的通风系统将生成的气体运出，大大节省了基建成本，并且这类煤炭地质资料勘探明确，不会存在渗入水、沙等，使气化停止的情况，同时开采的区段保护煤柱属于目前条件下复杂难采资源，实现了煤炭资源的可持续开采。
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为区段保护煤柱气化立体示意图；
图2为区段保护煤柱气化平面图；
其中，1运输平巷；2回风平巷；3区段保护煤柱；4区段保护煤柱左端头；5采区运输上山；6回风大巷；7风井。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种煤矿区段保护煤柱的地下气化方法，以解决上述现有技术存在的问题，将煤矿原本无法开采或开采难度较大的区段保护煤柱地下气化，从而既安全、高效和绿色的开采出来，提高了煤炭的回采率，有利于我国煤炭资源可持续发展。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-2所示，本发明提供一种煤矿区段保护煤柱的地下气化方法，包括以下步骤：
1)、支护上一区段运输平巷1且在运输平巷1砌水泥墙；
2)、支护下一区段回风平巷2且在回风平巷2砌水泥墙；
3)、在区段保护煤柱左端头4打孔4；
4)、在区段保护煤柱左端头4点火；
5)、通过下区段回风平巷2向区段保护煤柱3输送氧化剂气体；
6)、氧化剂在区段保护煤柱3内发生复杂的物理化学反应产生煤气等；
7)、生成的气体通过上区段运输平巷1进入采区运输上山5；
8)、生成的气体通过采区运输上山5进入回风大巷6；
9)、生成的气体通过回风大巷6进入风井7被收集。
具体地，步骤1)和2)中支护上一区段运输平巷1且在运输平巷1砌水泥墙要完全密闭；支护下一区段回风平巷2且在回风平巷2砌水泥墙也要完全密闭。
在区段保护煤柱左端头4打孔高度为煤柱高度的一半，直径为0.5～1m；
在区段保护煤柱左端头4、上端头点火；并且在区段保护煤柱左端头4、上端头点火前，采区内所有区段应开采完毕。
通过下区段回风平巷2向区段保护煤柱3输送氧化剂气体速率可以调节，输送氧化剂气体速率约为5m3/min～10m3/min。在上区段运输平巷1口、采区运输上山5、回风大巷2和风井7处监测生成气体含量。
本发明不需要建设新的进气通道和出气通道，利用煤矿开采时原来的巷道作为气化通道，将难以开采的区段保护煤柱3直接气化，为区段保护煤柱3的开采提供了新的思路，为煤矿地下气化提供了一种新的方法。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种煤矿区段保护煤柱的地下气化方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)支护上一区段运输平巷且在运输平巷砌水泥墙；
2)支护下一区段回风平巷且在回风平巷砌水泥墙；
3)在区段保护煤柱左端头打孔；
4)在区段保护煤柱左端头点火；
5)通过下区段回风平巷向区段保护煤柱输送氧化剂气体；
6)氧化剂在区段保护煤柱内发生物理化学反应产生煤气；
7)生成的气体通过上区段运输平巷进入采区运输上山；
8)生成的气体通过采区运输上山进入回风大巷；
9)生成的气体通过回风大巷进入风井被收集。
2.根据权利要求1所述的煤矿区段保护煤柱的地下气化方法，其特征在于：支护上一区段运输平巷且在运输平巷砌水泥墙要完全密闭。
3.根据权利要求1所述的煤矿区段保护煤柱的地下气化方法，其特征在于：支护下一区段回风平巷且在回风平巷砌水泥墙要完全密闭。
4.根据权利要求1所述的煤矿区段保护煤柱的地下气化方法，其特征在于：在区段保护煤柱左端头打孔高度为煤柱高度的一半，直径为0.5～1m。
5.根据权利要求1所述的煤矿区段保护煤柱的地下气化方法，其特征在于：所述步骤4)中为在区段保护煤柱左端头、上端头点火。
6.根据权利要求1所述的煤矿区段保护煤柱的地下气化方法，其特征在于：在区段保护煤柱左端头、上端头点火前，采区内所有区段应开采完毕。
7.根据权利要求1所述的煤矿区段保护煤柱的地下气化方法，其特征在于：通过下区段回风平巷向区段保护煤柱输送氧化剂气体速率可调节，输送氧化剂气体的速率为5m3/min～10m3/min。
8.根据权利要求1所述的煤矿区段保护煤柱的地下气化方法，其特征在于：在上区段运输平巷口、采区运输上山、回风大巷和风井处监测生成气体含量。
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