CN1419037B

CN1419037B - 矿井气化炉

Info

Publication number: CN1419037B
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: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2022-12-31
Also published as: CN1419037A

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(《煤炭地下气化过程》，中国矿业大学出版社，2002年10月)，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、蒸气)，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

本发明为生产矿井内于煤层直接生产煤气的矿井气化炉及其生产接替与煤气运输方法，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：煤层3内，掘进通风的注气巷道1，内有气化剂管道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、钻孔等长条状气体流动空间)施工注气钻孔5，注气钻孔5内封入与气化剂管道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，生产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，如图3所示：封入注气钻孔5的注气管6，穿过煤气巷道9和反应末端8进入气化反应通道4，其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，如图4做示：注气钻孔5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，其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、4-5，由注气巷道1分别向各气化分段的注气点7-1、7-2、7-3、7-4、7-5施工注气钻孔5-1、5-2、5-3、5-4、5-5。生产煤气时，相邻注气钻孔5-1、5-2、5-3、5-4、5-5接替注气，使相邻气化分段4-1、4-2、4-3、4-4、4-5接替生产。

实施本发明的必要安全措施，是如图4所示的组合密封，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与井内的高热煤气接触而膨胀损坏，其技术措施如图7所示：支护井壁15加装水(气)冷壁16-1、16-2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——注气钻孔正向注气矿井气化炉剖面图

图3煤层内注气巷道——注气钻孔逆向注气矿井气化炉剖面图

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矿井气化炉剖面图

图5煤层底板岩(煤)注气巷道——岩层注气钻孔弯曲注气管矿井气化炉剖面图

图6气化反应通道内多个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4共用注气巷道1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3的交点即为注气点7-1-1、7-1-2、7-1-3和7-2-1、7-2-2、7-2-3。生产煤气时，气化分段4-2由注气点7-1-1注气生产，至煤层3形成气化煤壁1-1，再由注气点7-1-2接替注气生产，形成气化煤壁1-2。重复相同生产过程，注气点7-1-3接替注气生产，形成气化煤壁1-3。气化分段4-1采用与气化分段4-2相同的接替生产程序，则依次形成气化煤壁2-1、2-2、2-3。

Claims

1.一种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[3]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；气化剂由封入注气钻孔[5]内的注气管[6]注入气化反应通道[4]生产煤气，人员在注气巷道[1]内操作。

2.根据权利要求1的一种矿井气化炉，其特征是：注气巷道[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]出气管口位于注气点[7]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。

3.根据权利要求1的一种矿井气化炉，其特征是：注气巷道[1]位于煤层[3]底板的岩层内，注气钻孔[5]与气化反应通道[4]在注气点[7]处相连通。

4.根据权利要求1的一种矿井气化炉，其特征是：注气巷道[1]位于煤层[3]底板的岩层内，煤气巷道[9]位于煤层[3]内；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]的反应末端[8]，其出气管口位于气化反应通道[4]的注气点[7]处。

5.根据权利要求3的一种矿井气化炉，其特征是：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]向各反应分段的注气点[7-1、7-2、7-3]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。

6.根据权利要求1的一种矿井气化炉，其特征是：气化反应通道[4]生产的煤气，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]。

7.根据权利要求6的一种矿井气化炉，其特征是：支护井壁[15]加装水冷壁隔离煤气井[11]内的热煤气流。

8.根据权利要求5的一种矿井气化炉，其特征是：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]并实施注气。

9.根据权利要求3的一种矿井气化炉，其特征是：由注气巷道[1]向煤层[3]施工一组注气钻孔[5-1-1、5-1-2、5-1-3、5-1-4]，其与煤层[3]相交的孔底为注气点[7-1-1、7-1-2、7-1-3、7-1-4]。