專利名稱：礦井氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及于煤層直接生產(chǎn)煤氣，屬采礦技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有于煤層直接生產(chǎn)煤氣的技術(shù)稱為“煤炭地下氣化”，如圖1(取自《煤炭地下氣化過(guò)程》一書(shū)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2002年10月出版)，其技術(shù)特征是不建設(shè)生產(chǎn)礦井，由地面向氣化煤層內(nèi)的氣化通道施工進(jìn)氣孔注入氣化劑(空氣、氧氣、蒸汽)，氣化通道所產(chǎn)煤氣進(jìn)入排氣孔流至地面。由附圖1可見(jiàn)，其1個(gè)顯著缺點(diǎn)是進(jìn)氣孔與排氣孔隨煤層埋藏深度的增加而增長(zhǎng)，氣化深部煤層時(shí)，施工鉆孔困難、工程量大、投資與成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為現(xiàn)有生產(chǎn)礦井內(nèi)于煤層直接生產(chǎn)煤氣，目的是解決現(xiàn)有煤炭地下氣化技術(shù)難以氣化深部煤層的問(wèn)題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的內(nèi)容如附圖2所示在煤層內(nèi)，掘進(jìn)通風(fēng)的注氣巷道1，內(nèi)有氣化劑管線2。由注氣巷道1向煤層3內(nèi)的氣化反應(yīng)通道4(本申請(qǐng)所有文件中“通道”一詞，指巷道、鉆孔、煤壁前方或燃燒等方式形成的長(zhǎng)條狀氣體流動(dòng)空間)施工注氣鉆孔5，孔5內(nèi)封入與氣化劑管線2相連通的注氣管6，注氣管6的出氣口位于氣化反應(yīng)通道4的注氣點(diǎn)7處。生產(chǎn)煤氣時(shí)，人員在注氣巷道1內(nèi)操作，將氣化劑由注氣管6注入氣化反應(yīng)通道4生產(chǎn)煤氣，生成的煤氣由氣化反應(yīng)通道4的反應(yīng)末端8進(jìn)入由煤氣巷道9、煤氣石門(mén)10和煤氣井11構(gòu)成的煤氣運(yùn)輸井巷系統(tǒng)，流至地面12。
本發(fā)明的注氣巷道1和注氣鉆孔5亦可布置在煤層3內(nèi)氣化反應(yīng)通道4的反應(yīng)末端8的外側(cè)，如附圖3所示封入注氣鉆孔5的注氣管6，由反應(yīng)末端8進(jìn)入氣化反應(yīng)通道，而注氣管口位于注氣點(diǎn)7處，注氣管6內(nèi)氣流方向與氣化反應(yīng)通道4內(nèi)的氣流方向相反。
本發(fā)明的注氣巷道1和注氣鉆孔5還可布置在煤層底板的巖(煤)層內(nèi)，如附圖4所示，注氣鉆孔5內(nèi)的末端連同封入其內(nèi)的注氣管6的注氣管口位于氣化反應(yīng)通道4的注氣點(diǎn)7處。
當(dāng)注氣巷道1布置在煤層底板的巖(煤)層時(shí)，亦可如附圖5所示，注氣鉆孔5直通煤氣巷道9，封入注氣鉆孔5內(nèi)的注氣管6經(jīng) 煤氣巷道9和氣化反應(yīng)通道4的末端8而注氣管口位于氣化反應(yīng)通道4的注氣點(diǎn)7處。
當(dāng)注氣巷道1布置在煤層底板的巖(煤)層內(nèi)時(shí)，還可如圖6所示，將氣化反應(yīng)通道4分為2個(gè)或2個(gè)以上的氣化分段4-1、4-2、4-3、4-4……，由注氣巷道1分別向各氣化分段的注氣點(diǎn)7-1、7-2、7-3……施工注氣鉆孔5-1、5-2、5-3……。生產(chǎn)煤氣時(shí)，相鄰注氣鉆孔5-1、5-2、5-3、……接替注氣，使相鄰氣化分段4-1、4-2、4-3……接替生產(chǎn)。
實(shí)施本發(fā)明的必要安全措施，是如圖4所示的組合密閉，用以隔離注氣巷道1和煤氣巷道9，防止煤氣泄漏，其結(jié)構(gòu)為密閉墻13-1、13-2之間，充填泥漿、水、氮?dú)獾攘黧w14。
實(shí)施本發(fā)明的另一項(xiàng)必要安全措施，是防止煤氣井11的支護(hù)井壁15與井內(nèi)的高熱煤氣流接觸而膨脹損壞，其技術(shù)措施如圖6所示支護(hù)井壁15加裝水(氣)冷壁16以隔離煤氣井11內(nèi)的熱煤氣流。


下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1 現(xiàn)有地下煤炭氣化爐圖2 煤層內(nèi)注氣巷道——注氣鉆孔正向注氣方法剖面3 煤層內(nèi)注氣巷道——注氣鉆孔逆向注氣方法剖面4 煤層底板巖(煤)層內(nèi)注氣巷道——巖層注氣鉆孔直線注氣管注氣方法剖面5 煤層底板巖(煤)注氣巷道——巖層注氣鉆孔彎曲注氣管注氣方法剖面6 氣化反應(yīng)通道內(nèi)多氣化分段接替生產(chǎn)方法剖面7 煤氣井內(nèi)襯水冷壁剖面8 多氣化反應(yīng)通道共用注氣巷道剖面9 壁式氣化采煤方法本發(fā)明的有益效果在于注氣鉆孔長(zhǎng)度不隨煤層埋深變化，從而生產(chǎn)穩(wěn)定、投資與成本減少。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1多氣化反應(yīng)通道共用注氣巷道生產(chǎn)方法如圖8所示，2條或2條以上(圖中所畫(huà)為4條)氣化反應(yīng)通道4由1條煤層底板的巖(煤)層內(nèi)注氣巷道1實(shí)施注氣，所產(chǎn)煤氣均流入一條煤氣巷道9。
實(shí)施例2壁式氣化采煤方法如圖9所示，煤層3內(nèi)布置煤氣巷道9和2條或2條以上的氣化分段4-1、4-2……(圖中為2條氣化分段)；由煤層底板的巖(煤)層內(nèi)的注氣巷道1向煤層3對(duì)應(yīng)氣化分段4-1、4-2……各鉆1排注氣鉆孔5-1-1、5-1-2、5-1-3……和5-2-1、5-2-2、5-2-3……，其與煤層的交點(diǎn)7-1-1、7-1-2、7-1-3和7-2-1、7-2-2、7-2-3……即為注氣點(diǎn)。生產(chǎn)煤氣時(shí)，氣化分段4-1由注氣點(diǎn)7-1-1注氣生產(chǎn)，至煤層的氣化煤壁后退至W-1-1，再由注氣點(diǎn)7-1-2接替注氣生產(chǎn)，氣化煤壁相應(yīng)后退至W-1-2。重復(fù)這一生產(chǎn)過(guò)程，注氣點(diǎn)7-1-3、7-1-4……依次接替注氣生產(chǎn)，氣化煤壁依次后退至W-1-3、W-1-4……。氣化分段4-2采用與氣化分段4-1相同的接替生產(chǎn)程序，則氣化煤壁依次后退至W-2-1、W-2-2、W-2-3……。
權(quán)利要求
1.煤礦礦井內(nèi)于煤層直接生產(chǎn)煤氣的礦井氣化爐，其特征為由煤氣巷道9和煤層內(nèi)的氣化反應(yīng)通道4構(gòu)成煤氣系統(tǒng)；由注氣巷道1及其向氣化反應(yīng)通道4施工的注氣鉆孔5構(gòu)成氣化劑注氣系統(tǒng)，氣化劑由注氣鉆孔5內(nèi)封入的注氣管6注入氣化反應(yīng)通道4生產(chǎn)煤氣，人員在注氣巷道1內(nèi)作業(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種礦井氣化爐，其特征是巷道1和注氣鉆孔5位于煤層3內(nèi)氣化反應(yīng)通道4的注氣點(diǎn)8外側(cè)，氣化劑在注氣管6內(nèi)的流動(dòng)方向與煤氣在氣化反應(yīng)通道4內(nèi)的流動(dòng)方向相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種礦井氣化爐，其特征是操作巷道1和注氣鉆孔5位于煤層3內(nèi)氣化反應(yīng)通道4的反應(yīng)末端8外側(cè)，注氣管6穿過(guò)氣化反應(yīng)通道4，使出氣管口位于注氣點(diǎn)8處，氣化劑在注氣管6內(nèi)的流動(dòng)方向和煤氣在氣化反應(yīng)通道4內(nèi)的流動(dòng)方向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種礦井氣化爐，其特征是操作巷道1和注氣鉆孔5位于煤層3底板巖(煤)層內(nèi)，注氣鉆孔5與氣化反應(yīng)通道4在注氣點(diǎn)8處相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種礦井氣化爐，其特征是操作巷道1位于煤層底板的巖(煤)層內(nèi)，煤氣巷道9位于煤層內(nèi)，注氣鉆孔5與煤氣巷道9相通，封入注氣鉆孔5內(nèi)的注氣管6經(jīng)煤氣巷道9和氣化反應(yīng)通道4的反應(yīng)末端8敷設(shè)至出氣管口位于注氣點(diǎn)8處。
6.應(yīng)用權(quán)利要求2、3、4、5的一種多礦井氣化爐生產(chǎn)接替方法氣化反應(yīng)通道4劃分為多個(gè)反應(yīng)分段4-1、4-2、4-3、......；由注氣巷道1對(duì)應(yīng)各反應(yīng)分段的注氣點(diǎn)8-1、8-2、8-3、......施工注氣鉆孔5-1、5-2、5-3......，相鄰注氣鉆孔接替注氣，實(shí)現(xiàn)相鄰氣化反應(yīng)分段的接替生產(chǎn)。
7.實(shí)施權(quán)利要求1的一種礦井運(yùn)輸煤氣系統(tǒng)，其特征為由煤氣巷道10和煤氣井11構(gòu)成收集、運(yùn)輸?shù)V井內(nèi)多個(gè)氣化反應(yīng)通道4生產(chǎn)的煤氣。
8.實(shí)施權(quán)利要求7的一種保護(hù)煤氣井11的支護(hù)井圈15的方法，其特征為以沿支護(hù)井圈15密集排列的充滿流體的管線16-1或中空弧形板16-2隔離支護(hù)井圈15與井內(nèi)的熱煤氣流。
9.一種權(quán)利要求2、3、4、5、6的實(shí)施方法由1條注氣巷道1向2條或2條以上的氣化反應(yīng)通道4施工注氣鉆孔5注氣。
10.一種應(yīng)用權(quán)利要求4的多礦井氣化爐接替生產(chǎn)的方法，其特征為由注氣巷道1向煤層3施工一排注氣鉆孔5-1-1、5-1-2、5-1-3......，其與煤層相交的孔底7-1-1、7-1-2、7-1-3、7-1-4......的連線與煤層內(nèi)的煤氣巷道9平行，由注氣鉆孔5-1-1向氣化反應(yīng)通道4-2注氣生產(chǎn)使氣化煤壁后退至W-1-1，此時(shí)相鄰注氣鉆孔5-1-2注氣使其孔底7-1-2與W-1-1相貫通而接替注氣生產(chǎn)；之后，個(gè)注氣鉆孔5-1-3、5-1-4、......依次接替注氣生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了煤礦礦井于煤層直接生產(chǎn)煤氣的礦井氣化爐，由煤氣巷道和煤層內(nèi)的氣化反應(yīng)通道構(gòu)成氣化產(chǎn)氣與煤氣運(yùn)輸系統(tǒng)，由注氣巷道與注氣鉆孔構(gòu)成氣化劑注入系統(tǒng)。生產(chǎn)煤氣時(shí)，人員在注氣巷道內(nèi)操作，將氣化劑由封入注氣鉆孔內(nèi)的注氣管注入氣化反應(yīng)通道生產(chǎn)煤氣，所產(chǎn)煤氣進(jìn)入煤氣巷道流至礦井煤氣井下運(yùn)輸井巷系統(tǒng)。
文檔編號(hào)E21B43/00GK1419037SQ0215897
公開(kāi)日2003年5月21日 申請(qǐng)日期2002年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月31日
發(fā)明者柴兆喜 申請(qǐng)人:柴兆喜