[發明專利]煤炭地下氣化系統的構建方法

有效

• 申請號: 201710575435.2
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107178355B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 徐斌;杜慧華;徐軍;徐建紅
• 申請（專利權）人: 新疆國利衡清潔能源科技有限公司
• 主分類號: E21B43/295
• 分類號: E21B43/295;E21C41/18
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 郭一斐

本發明提供了一種煤炭地下氣化系統及其構建方法。其中，該系統包括：氣化爐和隔水結構；其中，氣化爐設置在氣化煤層中，用以將氣化煤層的原煤經氣化反應轉化為煤氣；隔水結構設置在氣化煤層的外圍，以使氣化煤層周圍的水分與氣化煤層隔離。本發明中的氣化煤層的外圍設置有隔水結構，進而阻止了地下水從含水層涌入氣化煤層內，從而避免了氣化爐中的熱量被地下水消耗而導致的氣化工作面的溫度偏低，保證了地下煤層氣化過程的正常進行，同時，隔水結構也可以防止氣化過程產生的污染物擴散到地下而擴散到煤層四周的地層中。此外，隔水結構還可以防止氣化過程中氣化煤層中產生的煤氣和熱量向四周地層擴散，進而保證了產生煤氣的量和煤層的氣化速度。

技術領域

本發明涉及煤炭氣化技術領域，具體而言，涉及一種煤炭地下氣化系統的構建方法。

背景技術

對于煤層的四周地層中所蘊含的豐富的地下水來說，當利用煤炭地下氣化技術來開采該煤層時，地下水會不斷涌入氣化爐中，并且，在地下水經歷一系列的相變過程中，氣化爐中的熱量將被地下水消耗，進而導致氣化工作面的溫度偏低，使得地下氣化過程無法正常運行；另外，即使地下水的涌水量較小，對煤層的氣化過程影響不大，但是氣化過程中產生的污染物會擴散到地下水中，并隨著地下水的流動擴散到煤層四周的地層中，進而使得污染范圍不斷擴大。因此，當煤層四周存在地下水時，無論其涌水量的大小，在對煤層進行氣化時，地下水都會對氣化過程產生影響。

發明內容

鑒于此，本發明提出了一種煤炭地下氣化系統的構建方法，旨在解決地下水涌入氣化爐導致的氣化過程無法正常進行以及污染物擴散的問題。

一個方面，本發明提出了一種煤炭地下氣化系統。該系統包括：氣化爐和隔水結構；其中，氣化爐設置在氣化煤層中，用以將氣化煤層的原煤經氣化反應轉化為煤氣；隔水結構設置在氣化煤層的外圍，以使氣化煤層周圍的水分與氣化煤層隔離。

進一步地，上述煤炭地下氣化系統中，隔水結構包括：沿氣化煤層外圍設置至少一圈孔；各孔內和氣化煤層周圍的巖體和/或土層的空隙內填充有隔水介質。

進一步地，上述煤炭地下氣化系統中，隔水介質為水泥砂漿或泥粘土。

進一步地，上述煤炭地下氣化系統中，各孔沿氣化煤層的周向均勻設置。

進一步地，上述煤炭地下氣化系統中，各孔均以氣化煤層為圓心圍設于氣化煤層的外圍。

進一步地，上述煤炭地下氣化系統中，各孔均為垂直孔。

本發明中氣化煤層的外圍設置有隔水結構，進而阻止了地下水從含水層涌入氣化煤層內，從而避免了氣化爐中的熱量被地下水消耗而導致的氣化工作面的溫度偏低，保證了地下煤層氣化過程的正常進行，同時，隔水結構也可以防止氣化過程產生的污染物擴散到地下而擴散到煤層四周的地層中。

尤其是，本發明的隔水結構為沿氣化煤層外圍設置至少一圈孔，各孔內和氣化煤層周圍的巖體和/或土層的空隙內填充有隔水介質；通過隔水介質將含水層與氣化爐所在的區域隔離。

進一步地，本發明的隔水結構還可以防止氣化過程中氣化煤層中產生的煤氣和熱量向四周地層擴散，進而保證了氣化產生煤氣的量和煤層的氣化速度。

另一方面，本發明還提出了一種煤炭地下氣化系統的構建方法。該方法包括如下步驟：構建步驟，在氣化煤層中構建用以將氣化煤層的原煤經氣化反應轉化為煤氣的氣化爐；設置步驟，在氣化煤層的外圍設置用以使氣化煤層周圍的水分與氣化煤層隔離的隔水結構。

進一步地，上述煤炭地下氣化系統的構建方法中，設置步驟包括：第一鉆設子步驟，沿氣化煤層的周向鉆設多個用以構成隔水結構的垂直孔；灌設子步驟，向各垂直孔中填充隔水介質；加壓子步驟，對各垂直孔中的隔水介質施加壓力，以使隔水介質滲入氣化煤層周圍的巖體和/或土層的空隙內。