[發(fā)明專利]一種礦井式煤炭地下氣化爐及氣化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910836067.1
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN110552677A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)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(yè)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(mào)知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 李桂玲;杜國慶

本發(fā)明公開了一種礦井式煤炭地下氣化爐及氣化方法，包括礦井大巷，氣化爐有多個爐盤區(qū)，多個爐盤區(qū)沿礦井大巷兩側設置，所述爐盤區(qū)包括沿礦井大巷一側邊間隔平行設置的操作巷和回風巷，在操作巷和回風巷之間設置有與之連通的聯(lián)絡巷，聯(lián)絡巷平行于礦井大巷；礦井大巷、操作巷、回風巷和聯(lián)絡巷水平圍成了煤層地下氣化爐盤區(qū)，本發(fā)明在氣化區(qū)四周留設隔離煤柱墻，保證氣化過程的安全，在一個氣化爐盤里設置多個氣化工作面，提高氣化爐的產(chǎn)能。操作巷里施工操作硐室，將連續(xù)注氣裝置放在井下，在地面操作連續(xù)氣管絞盤，實現(xiàn)井下注氣點連續(xù)后退，提高了氣化過程的穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明涉及煤炭資源回收開發(fā)利用技術領域，特別涉及一種礦井式煤炭地下氣化爐及氣化方法，是礦井遺棄煤炭資源地下氣化開采技術，適用于化工合成氣和中熱值煤氣的生產(chǎn)。

背景技術

廢棄礦井煤炭資源，系指煤層在地下開采過程中，能夠利用，卻被丟在井下，不能采出的那一部分煤炭，目前我國礦井遺棄煤炭資源達到240億噸。

隨著礦井廢棄和退出，大量的地面及井下設施閑置，利用礦井井上、下設施，開展煤炭地下氣化，可回收老礦井遺棄煤炭資源，提升我國煤炭資源的利用率及利用水平。為此急需對廢棄井進行氣化利用的方案出臺。現(xiàn)有技術CN103277082A公布了一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統(tǒng)及工藝，該方案雖然用巷道法建設地下氣化爐，而且采用后退注氣，但存在的缺點是：

（1）采用多管后退注氣，要人工下井換管，因而不能實現(xiàn)連續(xù)后退注氣，工作不安全；

（2）氣化爐只有一個氣化工作面，單爐產(chǎn)量小；

（3）氣化爐沒有測溫系統(tǒng)，操作指標不明確；

（4）沒有安全保護煤柱和監(jiān)測系統(tǒng)，對礦井式氣化不能保證安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種礦井式煤炭地下氣化爐及氣化方法，是一種利用現(xiàn)有主巷道對廢棄煤層進行氣化實現(xiàn)能源回收的系統(tǒng)和方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是：

一種礦井式煤炭地下氣化爐，設置在煤層區(qū)，包括礦井大巷，氣化爐有多個爐盤區(qū)，多個爐盤區(qū)沿礦井大巷兩側設置，其中，所述爐盤區(qū)包括沿礦井大巷一側邊間隔平行設置的操作巷和回風巷，在操作巷和回風巷之間設置有與之連通的聯(lián)絡巷，聯(lián)絡巷平行于礦井大巷；礦井大巷、操作巷、回風巷和聯(lián)絡巷水平圍成了煤層地下氣化爐盤區(qū)，在礦井大巷和聯(lián)絡巷之間設置有多條氣化通道，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，操作硐室中設置有盤管機，從注氣站來的注水、氣管經(jīng)盤管機鋪設在氣化通道中，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，集氣通道水平垂直于氣化通道設置，在氣化通道與礦井大巷之間設置有出氣巷，出氣巷與礦井大巷平行相鄰設置，出氣巷與集氣通道連通，出氣巷和集氣通道中分別間隔交錯設置有煤堆，交錯設置的煤堆對流過的煤氣形成擾動，在聯(lián)絡巷的側壁上面向氣化通道方向設置有溫度探測孔，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，多個第一溫度傳感器用以監(jiān)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經(jīng)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，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。

方案進一步是：所述注水、氣管是雙層管，外層管通過支撐與內(nèi)層管相套，內(nèi)層管通氣，外層管通水。

方案進一步是：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。