[發明專利]一種礦井式煤炭地下氣化爐及氣化方法

在審

• 申請號: 201910836067.1
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN110552677A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 梁杰;王青俊;王喆;尚振;梁棟宇;李玉龍;馬高峰;王皓正;陳晨晨;單佩金;馬國帥;孫蕊;王瀟穎;白煜
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: E21B43/295
• 分類號: E21B43/295;E21B43/30
• 代理公司: 11001 北京國林貿知識產權代理有限公司
• 代理人: 李桂玲;杜國慶

1.一種礦井式煤炭地下氣化爐，設置在煤層區，包括礦井大巷（1），氣化爐有多個爐盤區（2），多個爐盤區沿礦井大巷兩側設置，其特征在于，所述爐盤區（2）包括沿礦井大巷一側邊間隔平行設置的操作巷（4）和回風巷（5），在操作巷（4）和回風巷（5）之間設置有與之連通的聯絡巷（6），聯絡巷（6）平行于礦井大巷（1）；礦井大巷（1）、操作巷（4）、回風巷（5）和聯絡巷（6）水平圍成了煤層地下氣化爐盤區（2），在礦井大巷（1）和聯絡巷（6）之間設置有多條氣化通道（7），多條氣化通道相互間隔平行設置，氣化通道尾端與操作巷連通，在操作巷中對應每一條氣化通道分別設置有操作硐室（8），操作硐室（8）中設置有盤管機（9），從注氣站來的注水、氣管（10）經盤管機（9）鋪設在氣化通道中，盤管機用于注水、氣管后退注水氣，氣化通道首端連接集氣通道（11），集氣通道水平垂直于氣化通道設置，在氣化通道（7）與礦井大巷（1）之間設置有出氣巷（12），出氣巷與礦井大巷平行相鄰設置，出氣巷（12）與集氣通道（11）連通，出氣巷和集氣通道中分別間隔交錯設置有煤堆（13），交錯設置的煤堆對流過的煤氣形成擾動，在聯絡巷（6）的側壁上面向氣化通道（7）方向設置有溫度探測孔（14），溫度探測孔為多個，多個溫度探測孔沿氣化通道間隔排列，在溫度探測孔中前后間隔設置有多個第一溫度傳感器（14-1），多個第一溫度傳感器用以監測煤層從氣化通道向外的燃燒寬度，在所述集氣通道和出氣巷中順著氣體流動方向間隔設置有第二溫度傳感器，在注水、氣管的出口端設置有第三溫度傳感器，出氣巷中的煤氣通過與出氣巷連通的煤氣出氣管路（15）經礦井大巷輸送至地面儲站，在氣化通道首端與集氣通道的連接口設置點火硐室（16），點火硐室里按放電點火器，在點火器上面堆積易燃材料，在地面設置有控制站，溫度傳感器信號、點火器控制信號以及盤管機控制信號連接至控制站。

2.根據權利要求1所述的礦井式煤炭地下氣化爐，其特征在于，所述注水、氣管是雙層管，外層管通過支撐與內層管相套，內層管通氣，外層管通水。

3.根據權利要求1所述的礦井式煤炭地下氣化爐，其特征在于，在氣化通道中鋪設可融性支護管，在可融性支護管中鋪設注水、氣管后，所述氣化通道中由散煤填充封堵，并在氣化通道尾端至少有20米厚的密封封堵墻。

4.根據權利要求1所述的礦井式煤炭地下氣化爐，其特征在于，所述氣化通道兩側分別留有氣化工作面，在兩個相鄰氣化通道的相鄰氣化工作面之間留有氣化工作面隔離煤柱墻，所述聯絡巷和與其相鄰的氣化工作面之間留有安全隔離煤柱墻，所述出氣巷與礦井大巷之間留有安全隔離煤柱墻，所述出氣巷和與之相鄰的氣化工作面之間留有安全隔離煤柱墻，所述集氣通道與回風巷之間留有安全隔離煤柱墻，所述氣化工作面的寬度是煤層厚度的5至15倍，所述氣化工作面隔離煤柱墻厚度是煤層厚度的3至5倍，所述安全隔離煤柱墻厚度是煤層厚度的5至10倍。

5.根據權利要求1所述的礦井式煤炭地下氣化爐，其特征在于，所述注水、氣管在氣化通道中距離煤層底面0.3米至1米的距離鋪設。

6.根據權利要求1所述的礦井式煤炭地下氣化爐，其特征在于，所述煤堆設置的間隔距離是10米至20米，集氣通道中煤堆斷面面積是集氣通道斷面面積的二分之一，出氣巷中煤堆斷面面積是出氣巷斷面面積的二分之一。

7.根據權利要求1所述的礦井式煤炭地下氣化爐，其特征在于，在所述集氣通道和出氣巷中順著氣體流動方向間隔設置的第二溫度傳感器的間隔距離是20～50m。

8.根據權利要求1所述的礦井式煤炭地下氣化爐，其特征在于，在回風巷、聯絡巷、操作巷、礦井大巷中布置H₂、CO、CH₄監測點和可視化探頭，用以在氣化過程中監測煤氣的泄漏。