CN1419037A

CN1419037A - 矿井气化炉

Info

Publication number: CN1419037A
Application number: CN 02158972
Authority: CN
Inventors: 柴兆喜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2002-12-31
Publication date: 2003-05-21
Anticipated expiration: 2022-12-31
Also published as: CN1419037B

Abstract

本发明公开了煤矿矿井于煤层直接生产煤气的矿井气化炉，由煤气巷道和煤层内的气化反应通道构成气化产气与煤气运输系统，由注气巷道与注气钻孔构成气化剂注入系统。生产煤气时，人员在注气巷道内操作，将气化剂由封入注气钻孔内的注气管注入气化反应通道生产煤气，所产煤气进入煤气巷道流至矿井煤气井下运输井巷系统。

Description

矿井气化炉

技术领域本发明涉及于煤层直接生产煤气，属采矿技术。

背景技术现有于煤层直接生产煤气的技术称为“煤炭地下气化”，如图1(取自《煤炭地下气化过程》一书，中国矿业大学出版社，2002年10月出版)，其技术特征是：不建设生产矿井，由地面向气化煤层内的气化通道施工进气孔注入气化剂(空气、氧气、蒸汽)，气化通道所产煤气进入排气孔流至地面。由附图1可见，其1个显著缺点是进气孔与排气孔随煤层埋藏深度的增加而增长，气化深部煤层时，施工钻孔困难、工程量大、投资与成本增加。

发明内容

本发明为现有生产矿井内于煤层直接生产煤气，目的是解决现有煤炭地下气化技术难以气化深部煤层的问题。

为达到上述目的，本发明的内容如附图2所示：在煤层内，掘进通风的注气巷道1，内有气化剂管线2。由注气巷道1向煤层3内的气化反应通道4(本申请所有文件中“通道”一词，指巷道、钻孔、煤壁前方或燃烧等方式形成的长条状气体流动空间)施工注气钻孔5，孔5内封入与气化剂管线2相连通的注气管6，注气管6的出气口位于气化反应通道4的注气点7处。生产煤气时，人员在注气巷道1内操作，将气化剂由注气管6注入气化反应通道4生产煤气，生成的煤气由气化反应通道4的反应末端8进入由煤气巷道9、煤气石门10和煤气井11构成的煤气运输井巷系统，流至地面12。

本发明的注气巷道1和注气钻孔5亦可布置在煤层3内气化反应通道4的反应末端8的外侧，如附图3所示：封入注气钻孔5的注气管6，由反应末端8进入气化反应通道，而注气管口位于注气点7处，注气管6内气流方向与气化反应通道4内的气流方向相反。

本发明的注气巷道1和注气钻孔5还可布置在煤层底板的岩(煤)层内，如附图4所示，注气钻孔5内的末端连同封入其内的注气管6的注气管口位于气化反应通道4的注气点7处。

当注气巷道1布置在煤层底板的岩(煤)层时，亦可如附图5所示，注气钻孔5直通煤气巷道9，封入注气钻孔5内的注气管6经煤气巷道9和气化反应通道4的末端8而注气管口位于气化反应通道4的注气点7处。

当注气巷道1布置在煤层底板的岩(煤)层内时，还可如图6所示，将气化反应通道4分为2个或2个以上的气化分段4-1、4-2、4-3、4-4……，由注气巷道1分别向各气化分段的注气点7-1、7-2、7-3……施工注气钻孔5-1、5-2、5-3……。生产煤气时，相邻注气钻孔5-1、5-2、5-3、……接替注气，使相邻气化分段4-1、4-2、4-3……接替生产。

实施本发明的必要安全措施，是如图4所示的组合密闭，用以隔离注气巷道1和煤气巷道9，防止煤气泄漏，其结构为：密闭墙13-1、13-2之间，充填泥浆、水、氮气等流体14。

实施本发明的另一项必要安全措施，是防止煤气井11的支护井壁15与井内的高热煤气流接触而膨胀损坏，其技术措施如图6所示：支护井壁15加装水(气)冷壁16以隔离煤气井11内的热煤气流。

附图说明下面结合附图，对本发明做进一步说明。

图1 现有地下煤炭气化炉

图2 煤层内注气巷道——注气钻孔正向注气方法剖面图

图3 煤层内注气巷道——注气钻孔逆向注气方法剖面图

图4 煤层底板岩(煤)层内注气巷道——岩层注气钻孔直线注气管

注气方法剖面图

图5 煤层底板岩(煤)注气巷道——岩层注气钻孔弯曲注气管注气方法剖面图

图6 气化反应通道内多气化分段接替生产方法剖面图

图7 煤气井内衬水冷壁剖面图

图8 多气化反应通道共用注气巷道剖面图

图9 壁式气化采煤方法

本发明的有益效果在于：注气钻孔长度不随煤层埋深变化，从而生产稳定、投资与成本减少。

具体实施方式

实施例1 多气化反应通道共用注气巷道生产方法

如图8所示，2条或2条以上(图中所画为4条)气化反应通道4由1条煤层底板的岩(煤)层内注气巷道1实施注气，所产煤气均流入一条煤气巷道9。

实施例2 壁式气化采煤方法

如图9所示，煤层3内布置煤气巷道9和2条或2条以上的气化分段4-1、4-2……(图中为2条气化分段)；由煤层底板的岩(煤)层内的注气巷道1向煤层3对应气化分段4-1、4-2……各钻1排注气钻孔5-1-1、5-1-2、5-1-3……和5-2-1、5-2-2、5-2-3……，其与煤层的交点7-1-1、7-1-2、7-1-3和7-2-1、7-2-2、7-2-3……即为注气点。生产煤气时，气化分段4-1由注气点7-1-1注气生产，至煤层的气化煤壁后退至W-1-1，再由注气点7-1-2接替注气生产，气化煤壁相应后退至W-1-2。重复这一生产过程，注气点7-1-3、7-1-4……依次接替注气生产，气化煤壁依次后退至W-1-3、W-1-4……。气化分段4-2采用与气化分段4-1相同的接替生产程序，则气化煤壁依次后退至W-2-1、W-2-2、W-2-3……。

Claims

1.煤矿矿井内于煤层直接生产煤气的矿井气化炉，其特征为：由煤气巷道9和煤层内的气化反应通道4构成煤气系统；由注气巷道1及其向气化反应通道4施工的注气钻孔5构成气化剂注气系统，气化剂由注气钻孔5内封入的注气管6注入气化反应通道4生产煤气，人员在注气巷道1内作业。

2.根据权利要求1的一种矿井气化炉，其特征是：巷道1和注气钻孔5位于煤层3内气化反应通道4的注气点8外侧，气化剂在注气管6内的流动方向与煤气在气化反应通道4内的流动方向相同。

3.根据权利要求1的一种矿井气化炉，其特征是：操作巷道1和注气钻孔5位于煤层3内气化反应通道4的反应末端8外侧，注气管6穿过气化反应通道4，使出气管口位于注气点8处，气化剂在注气管6内的流动方向和煤气在气化反应通道4内的流动方向相反。

4.根据权利要求1的一种矿井气化炉，其特征是：操作巷道1和注气钻孔5位于煤层3底板岩(煤)层内，注气钻孔5与气化反应通道4在注气点8处相连通。

5.根据权利要求1的一种矿井气化炉，其特征是：操作巷道1位于煤层底板的岩(煤)层内，煤气巷道9位于煤层内，注气钻孔5与煤气巷道9相通，封入注气钻孔5内的注气管6经煤气巷道9和气化反应通道4的反应末端8敷设至出气管口位于注气点8处。

6.应用权利要求2、3、4、5的一种多矿井气化炉生产接替方法：气化反应通道4划分为多个反应分段4-1、4-2、4-3、......；由注气巷道1对应各反应分段的注气点8-1、8-2、8-3、......施工注气钻孔5-1、5-2、5-3......，相邻注气钻孔接替注气，实现相邻气化反应分段的接替生产。

7.实施权利要求1的一种矿井运输煤气系统，其特征为：由煤气巷道10和煤气井11构成收集、运输矿井内多个气化反应通道4生产的煤气。

8.实施权利要求7的一种保护煤气井11的支护井圈15的方法，其特征为：以沿支护井圈15密集排列的充满流体的管线16-1或中空弧形板16-2隔离支护井圈15与井内的热煤气流。

9.一种权利要求2、3、4、5、6的实施方法：由1条注气巷道1向2条或2条以上的气化反应通道4施工注气钻孔5注气。

10.一种应用权利要求4的多矿井气化炉接替生产的方法，其特征为：由注气巷道1向煤层3施工一排注气钻孔5-1-1、5-1-2、5-1-3......，其与煤层相交的孔底7-1-1、7-1-2、7-1-3、7-1-4......的连线与煤层内的煤气巷道9平行，由注气钻孔5-1-1向气化反应通道4-2注气生产使气化煤壁后退至W-1-1，此时相邻注气钻孔5-1-2注气使其孔底7-1-2与W-1-1相贯通而接替注气生产；之后，个注气钻孔5-1-3、5-1-4、......依次接替注气生产。