煤炭地下氣化工藝和方法

煤炭地下氣化

工藝和方法煤炭地下氣化從化學工藝方面看是屬于完全氣化的過程，研究氣化方法就是解決煤氣化化學工藝問題的一些確定的技術(shù)手段的總和。煤的地下氣化與地面煤氣發(fā)生爐氣化不同煤不移動而是有組織的移動反應區(qū)

即移動火焰工作面當按化學工藝特征分類火焰

工作面風流煤氣

移動方向作為氣化方法的分類標志逆向氣化法02正向氣化法01連續(xù)氣化法04后退氣化法03氣化方法氣化方法名稱移動方向空氣煤氣火焰工作面正向氣化法逆向氣化法后退氣化法連續(xù)氣化法表3-7-1煤層各種氣化方法的特征圖解巖石和煤層性質(zhì)的掌握科學技術(shù)的發(fā)展從回采工藝角度來看，將氣化方法可分為以下幾類:煤層滲透氣化人工破碎煤層的氣化方法鉆孔內(nèi)氣化法通道氣化法借助長時期在實驗室和自然條件下研究結(jié)果已形成了

煤層氣化的新工藝煤層滲透氣化ONE第一部分一、煤層滲透氣化煤層滲透氣化是把煤層的一個氣化區(qū)當作具有孔隙和裂隙的天然煤層隨著煤層加熱，煤層的節(jié)理性增加。一、煤層滲透氣化鼓風

鉆孔進排氣

通道排氣

鉆孔進排氣

通道圖煤層裂隙滲透氣化法用這種方法氣化時，必須點燃煤層需由鼓風鉆孔向煤層鼓風被鼓入的風，沿煤層天然孔隙和裂隙向排氣孔滲透一、煤層滲透氣化鼓風

鉆孔進排氣

通道排氣

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通道圖煤層裂隙滲透氣化法由于向點燃的煤層內(nèi)供風的結(jié)果，在煤層中即可形成氣化帶——燃燒工作面。隨著煤層氣化的進行，氣化帶逐漸發(fā)展成氣化空間。一、煤層滲透氣化鼓風

鉆孔進排氣

通道排氣

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通道圖煤層裂隙滲透氣化法孔隙裂隙通過所需的空氣量時，具有較大的阻力，因此要求高壓鼓風沿煤層高壓鼓風

運行費用

較昂貴人工破碎煤層的氣化方法TWO第二部分二、人工破碎煤層的氣化方法煤層天然

孔隙煤層天然裂縫進行煤層氣化時的困難性試驗了利用人工在煤層內(nèi)造成孔隙和裂隙的氣化方法或利用炸藥對煤層進行松動在煤層內(nèi)形成一些人工層，它是由碎煤塊組成，比起煤柱較大的透氣性。二、人工破碎煤層的氣化方法當氣化時，將這樣的煤層點燃，同時進行鼓風。機械方法二、人工破碎煤層的氣化方法填充床法利用化學爆破法，使煤層破裂形成一個界線分明、具有滲透性的反應區(qū)。1再沿反應區(qū)域的外圍，打排氣鉆孔群，該鉆孔打到煤層底部。2為了開拓通向破裂反應區(qū)的頂部通路，還要在頂部打一部分爆破用鉆孔。3氣化區(qū)域從頂部開始，并逐漸向下和向外移動，到達集氣孔群，這樣就形成了一個類似地下填充床的煤氣發(fā)生爐。4二、人工破碎煤層的氣化方法又能保證氣化劑順利通過煤層氣化區(qū)是一個具有滲透性的破裂煤層既能使煤表面和氣化劑達到密切接觸鉆孔內(nèi)氣化法Three第三部分三、鉆孔內(nèi)氣化法代替將煤層鉆一些彼此相近的鉆孔破碎煤層在煤層中形成了大量的人工裂隙，但這種裂隙的斷面遠遠大于天然裂隙，即使風壓較低時，也能保證所需風量。這種方法需在煤層中打許多平行的鉆孔，鉆孔的間距要求等于煤層厚度。缺點shortcoming對薄或中厚煤層不太適合，因為很容易將鉆孔偏到頂?shù)匕逯谢蜚@孔之間發(fā)生彼此貫穿。三、鉆孔內(nèi)氣化法01長壁發(fā)生爐法空氣空氣空氣鉆孔、

鉆入煤層空氣空氣煤氣反應帶圖3-7-4

長臂發(fā)生爐法利用在煤層中打定向水平曲線鉆孔和利用煤的自然滲透性來提供氣化反應所需的煤表面。從地面打斜鉆孔群伸入煤層，煤層內(nèi)則成水平鉆孔成排橫臥于其中。三、鉆孔內(nèi)氣化法在平行的孔間將煤點燃01長壁發(fā)生爐法從位于中間的鉆孔鼓風，

兩側(cè)鉆孔同時排氣所產(chǎn)煤氣沿煤層中最大

滲流方向流動空氣空氣空氣鉆孔、

鉆入煤層空氣空氣煤氣反應帶圖3-7-4

長臂發(fā)生爐法從地面打斜鉆孔群伸入煤層，煤層內(nèi)則成水平鉆孔成排橫臥于其中。三、鉆孔內(nèi)氣化法02筐型結(jié)構(gòu)法適用于急傾斜煤層，傾斜鉆孔沿煤層布置成一方格型結(jié)構(gòu)，傾斜鉆孔的末端被用貫通方法開拓成的氣化通道連接起來。圖3-7-5

筐形結(jié)構(gòu)法考慮到塌落問題，進氣孔可用垂直鉆孔，其末端與傾斜鉆孔相連，生成的煤氣由傾斜鉆孔排出。三、鉆孔內(nèi)氣化法02筐型結(jié)構(gòu)法圖3-7-5

筐形結(jié)構(gòu)法考慮到塌落問題，進氣孔可用垂直鉆孔，其末端與傾斜鉆孔相連，生成的煤氣由傾斜鉆孔排出。燃燒工作面向上沿煤層傾斜移動。當氣化一定煤量后，垂直鉆孔下部形成較大的燃空區(qū)，則由鉆孔3進風三、鉆孔內(nèi)氣化法03定向鉆孔發(fā)生爐法從地表定向鉆孔，鉆孔間距10～13m，沿煤層長度為150m，在垂直方向上與另一鉆孔相連，一組平行的鉆孔末端用一長150m的鉆孔連通）。鼓風氣流和填充物質(zhì)的入口10~13m150m(500m)填充物用來溝通的最初鉆孔斷面火焰工作面地表煤層氣化填充物煤層圖3-7-6定向鉆孔發(fā)生爐法三、鉆孔內(nèi)氣化法03定向鉆孔發(fā)生爐法鼓風氣流和填充物質(zhì)的入口10~13m150m(500m)填充物用來溝通的最初鉆孔斷面火焰工作面地表煤層氣化填充物煤層圖3-7-6定向鉆孔發(fā)生爐法適當?shù)倪B通能使這些鉆孔同時工作，如像盲鉆孔一樣直到燃空區(qū)連接到一起時氣化才能停止三、鉆孔內(nèi)氣化法03定向鉆孔發(fā)生爐法鼓風氣流和填充物質(zhì)的入口10~13m150m(500m)填充物用來溝通的最初鉆孔斷面火焰工作面地表煤層氣化填充物煤層圖3-7-6定向鉆孔發(fā)生爐法適當?shù)倪x擇這些平行的鉆孔當作進出氣口，能使廣闊的火焰工作面連續(xù)移動，這樣有利于氣化，但必須使火焰工作面的前沿保持在控制之下。三、鉆孔內(nèi)氣化法04可移動套管的單孔氣化法沿煤層打特殊鉆孔利用可移動套管送風進行氣化優(yōu)點可節(jié)省打鉆和貫通工作的時間和費用，煤氣熱值也能穩(wěn)定在597.8～640.9kJ/m3范圍內(nèi)；消除了鉆孔內(nèi)焦油凝結(jié)堵塞管路的問題。三、鉆孔內(nèi)氣化法04可移動套管的單孔氣化法沿煤層打鉆孔的方法不僅適用于傾斜煤層，也適用于水平或厚煤層，不需要用多余的貫通過程，氣化過程也易控制。通道氣化法Four第四部分四、通道氣化法鼓風

鉆孔排氣

鉆孔進排氣

通道圖3-7-7通道氣化法煤氣煤氣貫通通道鼓風鼓風貫通通道在氣化通道內(nèi)實現(xiàn)采用此法時首先需要在煤層內(nèi)開鑿一適當斷面的通道，其通道的阻力應能滿足經(jīng)濟風壓下所能通過的風量。四、通道氣化法鼓風

鉆孔排氣

鉆孔進排氣

通道圖3-7-7通道氣化法煤氣煤氣貫通通道鼓風鼓風貫通通道在氣化通道內(nèi)實現(xiàn)通道氣化法又稱連續(xù)氣化法應能保證所開

通道一端進風一端排出煤氣四、通道氣化法通道氣化法此種地下氣化方法有許多種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)既要考慮煤層賦存的地質(zhì)條件又要考慮建造地下煤氣發(fā)生爐的技術(shù)水平四、通道氣化法常見的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)從地面向