CN115749714A - 一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法，包括以下步骤：根据“三下”煤炭赋存情况，选择适宜的布井方式，钻井至煤层中下部；沿煤层自下而上实施分段水力压裂，并辅以石英砂支撑；经中心井向压裂煤层中注入CO₂并焖井一段时间，使得煤层气(CH₄)被充分驱替出来，并经周围井抽采至地表收集利用；经中心井向热解残渣混合物中注入高温过饱和Ca(OH)₂溶液，使得铝酸钠和铝酸锂转化为可溶性偏铝酸钠和偏铝酸锂，采至地表收集利用，Ca(OH)₂与热解残渣中黏土矿物和支撑剂石英砂反应生成水泥胶结物‑水化硅酸钙，可显著增强和提高热解残渣支撑强度，实现“三下”煤炭及其伴生资源的原位流态化绿色高效开采。

Description

一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法

技术领域

本发明涉及煤炭资源开采技术领域，尤其涉及一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法。

背景技术

“三下”(建筑物下、铁路下、水体下)煤炭资源储量巨大，仅水利工程压煤就高达10.67Gt，随着我国煤炭资源需求量与日俱增与地表浅层煤炭资源的整体枯竭，紧张的供需矛盾使得人类将目光投向“三下”煤炭资源。然而传统井工开采方式容易诱发地面沉降、地裂缝，容易给建筑物、铁路和水体安全带来隐患，严重制约了“三下”煤炭资源的开发利用。如何安全高效地开采“三下”煤炭资源，已经成为煤炭开采领域可持续健康发展所亟待解决的重要问题。

除煤炭本身外，“三下”煤层中还赋存大量伴生资源。比如：瓦斯(CH₄)是一种清洁的非常规天然气资源，但其通常被视为危险气体而直接排至大气中；煤中伴生元素(锂、铝等)大多以有机或者无机形态富集于煤层中，其价值甚至远高于煤本身。煤中伴生资源储量丰富，应用前景广泛，但在传统井工作业时，这些资源通常未加以开发利用，造成严重浪费。

由此可见，在开采“三下”煤炭资源时，解决传统井工开采方式对建筑物、铁路和水体的安全隐患，实现“三下”煤炭及其伴生资源的高效开发利用，是完善“三下”煤炭资源综合开采的核心和关键。

发明内容

本发明公开一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法，旨在解决背景技术中提出的利用传统井工方式开采“三下”煤炭资源时给建筑物、铁路和水体带来安全隐患的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法，具体包括以下步骤：

S1：在选定的“三下”煤炭资源开采区域布置压裂井群，每组井群通常呈含心等边三角形或田字形，由4-5口井(包括一个中心井和多个周围井)组成；

S2：在选定的井眼位置，垂直钻孔至“三下”煤层下部位置；

S3：井群钻井完毕后，以中心井为压裂井，周围井为目标井，沿煤层厚度方向自下而上对“三下”煤层进行分段水力压裂，并以石英砂为支撑剂进行支撑；

S4：待“三下”煤层分段压裂连通后，封闭周围井，以中心井为注入井，向“三下”煤层中注入CO₂，焖井一段时间，以充分置换驱替煤层中CH₄；

S5：封闭中心井，以周围井为生产井，利用游梁式抽气机将“三下”煤层中被CO₂置换驱替出来的瓦斯(CH₄)抽采至地表收集利用；

S6：以中心井为注热井，向“三下”煤层中注入高温过热水蒸气，使煤炭中有机质热解生成流态化的煤焦油和水煤气，经周围井采至地表分离收集利用；

S7：经群井向热解后煤层中吹喷注入碳酸钠(Na₂CO₃)颗粒；

S8：以中心井为注热井，向热解残渣与碳酸钠混合物中注入高温CO₂，使得煤中伴生元素(铝和锂)转化为铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)和铝酸锂(Li₂O·Al₂O₃)，同时，热解煤炭中残余碳元素转化为一氧化碳CO，并经周围井采收至地表收集利用；

S9：经中心井向热解残渣混合物中注入高温饱和Ca(OH)₂溶液，使得铝和锂进一步转化为偏铝酸钠(NaAl(OH)₄)和偏铝酸锂(LiAl(OH)₄)，混合液经周围井采至地表收集利用；Ca(OH)₂与热解残渣中黏土矿物和支撑剂石英砂反应，生成水泥胶结物-水化硅酸钙(Ca₅Si₆O1₆(OH)*4H₂O)，大幅提升固体残渣支撑强度。

S10：封闭井群。

在一个优选的方案中，步骤S4中，根据探明的开采区“三下”煤层瓦斯(CH₄)储量，按照体积比CH₄：CO₂＝1：8，向“三下”煤层中注入CO₂，并焖井15天；步骤S6中，结合煤炭热解效率和注热成本，注入500℃的高温过热水蒸气；步骤S7中，热解煤炭残渣：碳酸钠＝1:1.5的质量比；步骤S8中，向热解残渣与碳酸钠混合物中注入的CO₂气体温度为900℃，在此温度条件下，一方面可使得煤中伴生元素(铝和锂)转化为可溶于稀碱溶液的铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)和铝酸锂(Li₂O·Al₂O₃)，另一方面，高温CO₂还会与热解煤炭中残余碳元素发生还原反应，生成可燃气体CO。

在一个优选的方案中，步骤S9中,热解残渣混合物与饱和Ca(OH)₂溶液的固液质量比为1：10，注入的饱和Ca(OH)₂溶液温度为100℃，循环周期为24h，溶浸处理15天，在上述条件下，铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)和铝酸锂(Li₂O·Al₂O₃)转化为可溶性偏铝酸钠(NaAl(OH)₄)和偏铝酸锂(LiAl(OH)₄)，Ca(OH)₂还会与热解残渣中黏土矿物和支撑剂石英砂发生反应，生成水泥胶结物-水化硅酸钙(Ca₅Si₆O1₆(OH)*4H₂O)，充填胶结在“三下”煤炭残渣孔裂隙中，大幅提高固体残渣支撑强度，避免地面沉降和地裂缝等不良地质现象的发生，保证建筑物、铁路和水体的安全。

由上可知，一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法，具体包括以下步骤：S1：在选定的“三下”煤炭资源开采区域布置压裂井群，每组井群通常呈含心等边三角形或田字形，由4-5口井(包括一个中心井和多个周围井)组成；S2：在选定的井眼位置，垂直钻孔至“三下”煤层下部位置；S3：井群钻井完毕后，以中心井为压裂井，周围井为目标井，沿煤层厚度方向自下而上对“三下”煤层进行分段水力压裂，并以石英砂为支撑剂进行支撑；S4：待“三下”煤层分段压裂连通后，封闭周围井，以中心井为注入井，向“三下”煤层中注入CO₂，焖井一段时间，以充分置换驱替煤层中CH₄；S5：封闭中心井，以周围井为生产井，利用游梁式抽气机将“三下”煤层中被CO₂置换驱替出来的瓦斯(CH₄)抽采至地表收集利用；S6：以中心井为注热井，向“三下”煤层中注入高温过热水蒸气，使煤炭中有机质热解生成流态化的煤焦油和水煤气，经周围井采至地表分离收集利用；S7：经群井向热解后煤层中吹喷注入碳酸钠(Na₂CO₃)颗粒；S8：以中心井为注热井，向热解残渣与碳酸钠混合物中注入高温CO₂，使得煤中伴生元素铝和锂转化为铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)和铝酸锂(Li₂O·Al₂O₃)，同时，热解煤炭中残余碳元素转化为一氧化碳CO，并经周围井采收至地表收集利用；S9：经中心井向热解残渣混合物中注入高温饱和Ca(OH)₂溶液，使得铝和锂进一步转化为偏铝酸钠(NaAl(OH)₄)和偏铝酸锂(LiAl(OH)₄)，混合液经周围井采至地表收集利用；Ca(OH)₂与热解残渣中黏土矿物和支撑剂石英砂反应，生成水泥胶结物-水化硅酸钙(Ca₅Si₆O1₆(OH)*4H₂O)，大幅提升固体残渣支撑强度。S10：封闭井群。

本发明提供的“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法具有以下技术效果：

本发明根据“三下”煤炭赋存情况，选择适宜的布井方式，钻井至煤层中下部；沿煤层厚度方向自下而上实施分段水力压裂，可极大地增加“三下”煤层裂缝连通性和渗透率；向压裂煤层中注入CO₂并焖井一段时间，使得煤层气被充分驱替出来，抽采至地表收集利用，危险气体变身天然气资源，在实现变废为宝的同时，还可大幅降低瓦斯突出事故的发生概率；向压裂煤层中注入高温过热水蒸气，使得“三下”煤炭中有机质热解生成可流态化开采的煤焦油和水煤气，被水蒸气驱至地表分离收集利用，此过程无需井下矿工，可有效提高“三下”煤炭开采生产安全，此外，高温过热水蒸气载热量大，成本低，还可循环利用，具有清洁高效的特点，再经周围井采至地表收集利用；向压裂热解后煤层中吹喷注入碳酸钠颗粒，并用高温CO₂注热，不仅使得热解煤层中残余碳元素转化为可燃气体一氧化碳，还可使得煤中伴生元素(铝和锂)转化为可溶于稀碱溶液的铝酸钠和铝酸锂，提高煤炭资源开采利用率；向热解残渣混合物中注入高温过饱和Ca(OH)₂溶液，利用铝酸钠和铝酸锂可溶于稀碱溶液的特性，使得煤中伴生元素铝和锂由固体转化为偏铝酸钠和偏铝酸锂混合液，大幅提高收集利用率；此外，Ca(OH)₂与热解残渣中黏土矿物和支撑剂石英砂反应生成水泥胶结物-水化硅酸钙，可显著增强和提高煤炭残渣支撑强度，实现“三下”煤炭残渣原位硬化充填，避免地面沉降和地裂缝等不良地质现象的发生，保证了建筑物、铁路和水体的安全。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法的“三下”煤层群井水压致裂、注CO₂置换驱替煤层中瓦斯、注高温过热水蒸气开采油气、注碳酸钠和高温CO₂转化伴生元素、注高温饱和Ca(OH)₂溶液提取伴生元素和残渣原位硬化充填的立面示意图。

图2为本发明提出的一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法的“三下”煤层群井水压致裂、注CO₂置换驱替煤层中瓦斯、注高温过热水蒸气开采油气、注碳酸钠和高温CO₂转化伴生元素、注高温饱和Ca(OH)₂溶液提取伴生元素和残渣原位硬化充填的地表平面示意图。

图3为本发明提出的一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法的实施例1中周围井数量为三个时的含心等边三角形井群分布示意图。

图4为本发明提出的一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法的实施例2中周围井数量为四个时的田字形井群分布示意图。

图5为本发明提出的一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法的实施例的流程图

图中：1、中心井；2、周围井；3、压裂裂纹；4、石英砂支撑剂；5、水化硅酸钙(Ca₅Si₆O1₆(OH)*4H₂O)；6、井管；7、“三下”煤层顶板；8、模拟地上建筑物；9、模拟地上铁路；10、模拟地上水体。

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。

实施例1：

参照图1、图2、图3和图5，一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法，对已探明的埋深为300m、厚度为20m的“三下”煤炭开采区域，根据煤层空间展布情况，布置多个井群，每个井群包括一个中心井1和三个周围井2，三个周围井2围绕中心井1呈含心等边三角形分布，各个周围井2距中心井1间距为500m，各钻井底部距煤层底部2m。

在一个优选的实施方式中，以中心井1为压裂井，周围井2为目标井，按2m的分段高度，将目标煤层分为10段，自上而下分段压裂连通；关闭周围井2，以中心井1为注入井，根据探明瓦斯(CH₄)储量，按照体积比CH₄：CO₂＝1：8，向压裂煤层中注入CO₂，焖井15天，以周围井2为生产井，抽采置换驱替出来的瓦斯；以中心井1为注热井，向压裂煤层中注入500℃高温过热水蒸气，使煤炭热解生成煤焦油和水煤气，以周围井2为生产井，油气经水蒸气驱至地表分离收集；按热解煤炭残渣：碳酸钠＝1:1.5的质量比，经群井向热解后煤层中吹喷注入碳酸钠(Na₂CO₃)颗粒；以中心井1为注热井，向热解残渣与碳酸钠混合物中注入900℃高温CO₂，使得煤中伴生元素(铝和锂)转化为铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)和铝酸锂(Li₂O·Al₂O₃)，同时，热解煤炭中残余碳元素与CO2反应，生成的可燃气体一氧化碳(CO)经周围井2采收至地表收集利用；按1:10的固液质量比，经中心井1向热解残渣混合物中注入100℃饱和Ca(OH)₂溶液，以24h为一个循环周期，溶浸处理15天，使得铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)和铝酸锂(Li₂O·Al₂O₃)充分转化为偏铝酸钠(NaAl(OH)₄)和偏铝酸锂(LiAl(OH)₄)，混合液经周围井2采至地表收集利用；同时，Ca(OH)₂与热解残渣中黏土矿物和支撑剂石英砂反应，生成水泥胶结物-水化硅酸钙(Ca₅Si₆O1₆(OH)*4H₂O)，提高固体残渣支撑强度，实现残渣原位硬化充填，避免地面沉降和地裂缝等不良地质现象的发生；封闭群井。

在一个优选的实施方式中，具体包括以下步骤：

S1：在已探明的埋深为300m、厚度为20m的“三下”煤炭开采区域布置多个压裂井群，每个井群呈含心等边三角形分布，4口井为1组，周围井2距中心井1间距为500m；

S2：在选定的井眼位置，实施垂直钻孔至距煤层底部2m处；

S3：以中心井1为压裂井，周围井2为目标井，按2m的分段高度，将目标煤层分为10段，自上而下分段压裂连通，同时以石英砂为支撑剂进行支撑；

S4：待分段压裂连通后，封闭周围井2，以中心井1为注入井，根据探明瓦斯(CH₄)储量，按照体积比CH₄：CO₂＝1：8，向压裂煤层中注入CO₂，焖井15天，以充分置换驱替煤层中CH₄；

S5：封闭中心井1，以周围井2为生产井，利用游梁式抽气机将“三下”煤层中被置换驱替出来的瓦斯抽采至地面收集利用；

S6：以中心井1为注热井，注入500℃的高温过热水蒸气，使“三下”煤炭充分热解，并在水蒸气的驱动下，以周围井2为生产井，将热解生成的煤焦油和水煤气采至地面分离收集利用；

S7：按热解煤炭残渣：碳酸钠＝1:1.5的质量比，经群井向热解后煤层中吹喷注入碳酸钠(Na₂CO₃)颗粒；

S8：以中心井1为注热井，向热解残渣与碳酸钠混合物中注入900℃高温CO₂，使得煤中伴生元素(铝和锂)转化为铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)和铝酸锂(Li₂O·Al₂O₃)，同时，热解煤炭中残余碳元素转化为一氧化碳(CO)，并经周围井2采收至地表收集利用；

S9：按1:10的固液质量比，经中心井1向热解残渣混合物中注入100℃高温饱和Ca(OH)₂溶液，使得铝和锂进一步转化为偏铝酸钠(NaAl(OH)₄)和偏铝酸锂(LiAl(OH)₄)，混合液经周围井2采至地表收集利用；同时，Ca(OH)₂与热解残渣中黏土矿物和支撑剂石英砂反应，生成水泥胶结物-水化硅酸钙(Ca₅Si₆O1₆(OH)*4H₂O)，大幅提升固体残渣支撑强度，实现“三下”煤炭残渣原位硬化充填。

S10：封闭井群。

实施例2

参照图1、图2、图4和图5，一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法，对已探明的埋深为300m、400m和500m，以及厚度均为20m的“三下”煤炭开采区域，根据煤层空间展布情况，布置多个井群，每个井群包括一个中心井1和四个周围井2，四个周围井2围绕中心井1呈田字形分布，各个周围井2距中心井1间距为500m，各钻井在各埋深深度(300m、400m、500m)煤层底部线上2m处均做开孔处理。

在一个优选的实施方式中，以中心井1为压裂井，周围井2为目标井，按2m的分段高度，将各埋深深度(300m、400m、500m)处的目标煤层分为10段，自上而下分段压裂连通；关闭周围井2，以中心井1为注入井，根据探明瓦斯储量，按照体积比CH₄：CO₂＝1：8，向压裂煤层中注入CO₂，焖井15天，以周围井2为生产井，抽采置换驱替出来的瓦斯；以中心井1为注热井，向压裂煤层中注入500℃高温过热水蒸气，使煤炭热解生成煤焦油和水煤气，以周围井2为生产井，油气经水蒸气驱至地表分离收集；按热解煤炭残渣：碳酸钠＝1:1.5的质量比，经群井向500m埋深处的热解后煤层中吹喷注入碳酸钠颗粒；以中心井1为注热井，向500m埋深处热解残渣与碳酸钠混合物中注入900℃高温CO₂，使得煤中伴生元素(铝和锂)转化为铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)和铝酸锂(Li₂O·Al₂O₃)，同时，热解煤炭中残余碳元素与CO₂反应，生成的可燃气体一氧化碳(CO)经周围井2采收至地表收集利用；按1:10的固液质量比，经中心井1向500m埋深处热解残渣混合物中注入100℃饱和Ca(OH)₂溶液，以24h为一个循环周期，溶浸处理15天，使得铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)和铝酸锂(Li₂O·Al₂O₃)充分转化为偏铝酸钠(NaAl(OH)₄)和偏铝酸锂(LiAl(OH)₄)，混合液经周围井2采至地表收集利用；同时，Ca(OH)₂与热解残渣中黏土矿物和支撑剂石英砂反应，生成水泥胶结物-水化硅酸钙(Ca₅Si₆O1₆(OH)*4H₂O)，提高固体残渣支撑强度，实现500m埋深处残渣原位硬化充填；封闭群井至400m埋深处；分别在深度400m和300m热解残渣处，重复吹喷碳酸钠、注入高温CO2、高温饱和Ca(OH)₂溶液溶浸提取伴生元素、残渣原位硬化充填、封井等步骤，最终彻底封闭群井。

在一个优选的实施方式中，具体的步骤如下：

S1：在已探明的埋深为300m、400m和500m以及厚度均为20m的“三下”煤炭开采区域，布置多个压裂井群，每个井群呈田字形分布，5口井为1组，周围井2距中心井1间距为500m；

S2：在选定的井眼位置，实施垂直钻孔，各钻井在各埋深(300m、400m、500m)煤层底部线上2m处均做开孔处理；

S3：以中心井1为压裂井，周围井2为目标井，按2m的分段高度，将各埋深(300m、400m、500m)处的目标煤层分为10段，自上而下分段压裂连通，同时以石英砂为支撑剂进行支撑；

S4：待分段压裂连通后，封闭周围井2，以中心井1为注入井，根据探明瓦斯(CH₄)储量，按照体积比CH₄：CO₂＝1：8，向压裂煤层中注入CO₂，焖井15天，以充分置换驱替煤层中CH₄；

S5：封闭中心井1，以周围井2为生产井，利用游梁式抽气机将“三下”煤层中被置换驱替出来的瓦斯抽采至地面收集利用；

S6：以中心井1为注热井，注入500℃的高温过热水蒸气，使“三下”煤炭充分热解，并在水蒸气的驱动下，以周围井2为生产井，将热解生成的煤焦油和水煤气采至地面分离收集利用；

S7：按热解煤炭残渣：碳酸钠＝1:1.5的质量比，经群井向500m埋深处热解后煤层中吹喷注入碳酸钠(Na₂CO₃)颗粒；

S8：以中心井1为注热井，向500m埋深处热解残渣与碳酸钠混合物中注入900℃高温CO₂，使得煤中伴生元素(铝和锂)转化为铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)和铝酸锂(Li₂O·Al₂O₃)，同时，热解煤炭中残余碳元素转化为一氧化碳(CO)，并经周围井2采收至地表收集利用；

S9：按1:10的固液质量比，经中心井1向500m埋深处热解残渣混合物中注入100℃高温饱和Ca(OH)₂溶液，使得铝和锂进一步转化为偏铝酸钠(NaAl(OH)₄)和偏铝酸锂(LiAl(OH)₄)，混合液经周围井2采至地表收集利用；同时，Ca(OH)₂与热解残渣中黏土矿物和支撑剂石英砂反应，生成水泥胶结物-水化硅酸钙(Ca₅Si₆O1₆(OH)*4H₂O)，大幅提升固体残渣支撑强度，实现500m埋深处“三下”煤炭残渣原位硬化充填；

S10：封闭群井至400m埋深处；分别在深度400m和300m热解残渣处，重复吹喷碳酸钠、注入高温CO₂、高温饱和Ca(OH)₂溶液溶浸提取伴生元素、残渣原位硬化充填、封井等步骤；

S11：封闭井群。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法，包括压裂井群，其特征在于，所述压裂井群包括有中心井(1)、周围井(2)、压裂裂纹(3)、石英砂支撑剂(4)、水化硅酸钙(5)、井管(6)、“三下”煤层顶板(7)、模拟地上建筑物(8)、模拟地上铁路(9)和模拟地上水体(10)，具体包括以下步骤：

S1：在选定的“三下”煤炭资源开采区域布置压裂井群，每组井群包括一个中心井(1)和多个周围井(2)，通常呈含心等边三角形或田字形，由4-5口井组成；

S2：在选定的井眼位置，垂直钻孔至“三下”煤层下部位置；

S3：以中心井(1)为压裂井，周围井(2)为目标井，沿煤层厚度方向自下而上对“三下”煤层进行分段水力压裂产生压裂裂纹(3)，并以石英砂支撑剂(4)进行支撑；

S4：封闭周围井(2)，以中心井(1)为注入井，根据探明煤层瓦斯储量，按照体积比CH₄：CO₂＝1：8，向“三下”煤层中注入CO₂，焖井15天，以充分置换驱替煤层中CH₄；

S5：封闭中心井(1)，以周围井(2)为生产井，将“三下”煤层中被CO₂置换驱替出来的瓦斯(CH₄)抽采至地表收集利用；

S6：以中心井(1)为注热井，向“三下”煤层中注入500℃的高温过热水蒸气，使煤炭中有机质热解，生成的煤焦油和水煤气在水蒸气驱动下，经周围井(2)采至地表分离收集利用；

S7：按热解煤炭残渣：碳酸钠＝1:1.5的质量比，经群井向热解后煤层中吹喷注入碳酸钠(Na₂CO₃)颗粒；

S8：以中心井(1)为注热井，向热解残渣与碳酸钠混合物中注入高温(900℃)CO₂，使得煤中伴生元素铝和锂转化为可溶于稀碱溶液的铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)和铝酸锂(Li₂O·Al₂O₃)，同时，热解煤炭中残余碳元素与CO₂反应，生成的可燃气体一氧化碳(CO)经周围井(2)采收至地表收集利用；

S9：按1:10的固液质量比，经中心井(1)向热解残渣混合物中注入高温(100℃)饱和Ca(OH)₂溶液，以24h为一个循环周期，溶浸处理15天，使得铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)和铝酸锂(Li₂O·Al₂O₃)转化为偏铝酸钠(NaAl(OH)₄)和偏铝酸锂(LiAl(OH)₄)，经周围井(2)采至地表收集利用，Ca(OH)₂还与热解残渣中黏土矿物和石英砂支撑剂(4)反应，在“三下”煤炭残渣孔裂隙中生成水泥胶结物-水化硅酸钙(Ca₅Si₆O₁₆(OH)*4H₂O)(5)，充填热解残渣孔裂隙，提高固体残渣支撑强度，避免地面沉降和地裂缝等不良地质现象的发生；

S10：封闭井群。

2.根据权利要求1所述的一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法，其特征在于，所述S4步骤中，按照CH₄：CO₂＝1：8的体积比，向“三下”煤层中注入CO₂，焖井15天，以充分置换驱替煤层中CH₄。

3.根据权利要求1所述的一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法，其特征在于，所述S6步骤中，向“三下”煤层中注入500℃的高温过热水蒸气，使煤层中有机质转化成流态化的煤焦油和水煤气。

4.根据权利要求1所述的一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法，其特征在于，所述S7步骤中，热解煤炭残渣与碳酸钠质量比为1:1.5。

5.根据权利要求1所述的一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法，其特征在于，所述S8步骤中，向热解残渣与碳酸钠混合物中注入的CO₂温度为900℃。

6.根据权利要求1所述的一种“三下”煤炭及其伴生资源原位流态一体化开采方法，其特征在于，所述S9步骤中，热解残渣混合物与高温饱和Ca(OH)₂溶液的固液质量比为1:10，循环周期为24h，溶浸处理15天。

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