專利名稱：礦井氣化爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及于煤層直接生產煤氣，屬采礦技術。
背景技術：
現有于煤層直接生產煤氣的技術稱為“煤炭地下氣化”，如圖1(取自《煤炭地下氣化過程》一書，中國礦業大學出版社，2002年10月出版)，其技術特征是不建設生產礦井，由地面向氣化煤層內的氣化通道施工進氣孔注入氣化劑(空氣、氧氣、蒸汽)，氣化通道所產煤氣進入排氣孔流至地面。由附圖1可見，其1個顯著缺點是進氣孔與排氣孔隨煤層埋藏深度的增加而增長，氣化深部煤層時，施工鉆孔困難、工程量大、投資與成本增加。
發明內容
本發明為現有生產礦井內于煤層直接生產煤氣，目的是解決現有煤炭地下氣化技術難以氣化深部煤層的問題。
為達到上述目的，本發明的內容如附圖2所示在煤層內，掘進通風的注氣巷道1，內有氣化劑管線2。由注氣巷道1向煤層3內的氣化反應通道4(本申請所有文件中“通道”一詞，指巷道、鉆孔、煤壁前方或燃燒等方式形成的長條狀氣體流動空間)施工注氣鉆孔5，孔5內封入與氣化劑管線2相連通的注氣管6，注氣管6的出氣口位于氣化反應通道4的注氣點7處。生產煤氣時，人員在注氣巷道1內操作，將氣化劑由注氣管6注入氣化反應通道4生產煤氣，生成的煤氣由氣化反應通道4的反應末端8進入由煤氣巷道9、煤氣石門10和煤氣井11構成的煤氣運輸井巷系統，流至地面12。
本發明的注氣巷道1和注氣鉆孔5亦可布置在煤層3內氣化反應通道4的反應末端8的外側，如附圖3所示封入注氣鉆孔5的注氣管6，由反應末端8進入氣化反應通道，而注氣管口位于注氣點7處，注氣管6內氣流方向與氣化反應通道4內的氣流方向相反。
本發明的注氣巷道1和注氣鉆孔5還可布置在煤層底板的巖(煤)層內，如附圖4所示，注氣鉆孔5內的末端連同封入其內的注氣管6的注氣管口位于氣化反應通道4的注氣點7處。
當注氣巷道1布置在煤層底板的巖(煤)層時，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內的注氣管6經 煤氣巷道9和氣化反應通道4的末端8而注氣管口位于氣化反應通道4的注氣點7處。
當注氣巷道1布置在煤層底板的巖(煤)層內時，還可如圖6所示，將氣化反應通道4分為2個或2個以上的氣化分段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7-1、7-2、7-3……施工注氣鉆孔5-1、5-2、5-3……。生產煤氣時，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。
實施本發明的必要安全措施，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，其結構為密閉墻13-1、13-2之間，充填泥漿、水、氮氣等流體14。
實施本發明的另一項必要安全措施，是防止煤氣井11的支護井壁15與井內的高熱煤氣流接觸而膨脹損壞，其技術措施如圖6所示支護井壁15加裝水(氣)冷壁16以隔離煤氣井11內的熱煤氣流。
下面結合附圖，對本發明做進一步說明。
圖1 現有地下煤炭氣化爐圖2 煤層內注氣巷道——注氣鉆孔正向注氣方法剖面3 煤層內注氣巷道——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 氣化反應通道內多氣化分段接替生產方法剖面7 煤氣井內襯水冷壁剖面8 多氣化反應通道共用注氣巷道剖面9 壁式氣化采煤方法本發明的有益效果在于注氣鉆孔長度不隨煤層埋深變化，從而生產穩定、投資與成本減少。
具體實施例方式
實施例1多氣化反應通道共用注氣巷道生產方法如圖8所示，2條或2條以上(圖中所畫為4條)氣化反應通道4由1條煤層底板的巖(煤)層內注氣巷道1實施注氣，所產煤氣均流入一條煤氣巷道9。
實施例2壁式氣化采煤方法如圖9所示，煤層3內布置煤氣巷道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)層內的注氣巷道1向煤層3對應氣化分段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7-1-1、7-1-2、7-1-3和7-2-1、7-2-2、7-2-3……即為注氣點。生產煤氣時，氣化分段4-1由注氣點7-1-1注氣生產，至煤層的氣化煤壁后退至W-1-1，再由注氣點7-1-2接替注氣生產，氣化煤壁相應后退至W-1-2。重復這一生產過程，注氣點7-1-3、7-1-4……依次接替注氣生產，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相同的接替生產程序，則氣化煤壁依次后退至W-2-1、W-2-2、W-2-3……。
權利要求
1.煤礦礦井內于煤層直接生產煤氣的礦井氣化爐，其特征為由煤氣巷道9和煤層內的氣化反應通道4構成煤氣系統；由注氣巷道1及其向氣化反應通道4施工的注氣鉆孔5構成氣化劑注氣系統，氣化劑由注氣鉆孔5內封入的注氣管6注入氣化反應通道4生產煤氣，人員在注氣巷道1內作業。
2.根據權利要求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內氣化反應通道4的注氣點8外側，氣化劑在注氣管6內的流動方向與煤氣在氣化反應通道4內的流動方向相同。
3.根據權利要求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內氣化反應通道4的反應末端8外側，注氣管6穿過氣化反應通道4，使出氣管口位于注氣點8處，氣化劑在注氣管6內的流動方向和煤氣在氣化反應通道4內的流動方向相反。
4.根據權利要求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，注氣鉆孔5與氣化反應通道4在注氣點8處相連通。
5.根據權利要求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，煤氣巷道9位于煤層內，注氣鉆孔5與煤氣巷道9相通，封入注氣鉆孔5內的注氣管6經煤氣巷道9和氣化反應通道4的反應末端8敷設至出氣管口位于注氣點8處。
6.應用權利要求2、3、4、5的一種多礦井氣化爐生產接替方法氣化反應通道4劃分為多個反應分段4-1、4-2、4-3、......；由注氣巷道1對應各反應分段的注氣點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，實現相鄰氣化反應分段的接替生產。
7.實施權利要求1的一種礦井運輸煤氣系統，其特征為由煤氣巷道10和煤氣井11構成收集、運輸礦井內多個氣化反應通道4生產的煤氣。
8.實施權利要求7的一種保護煤氣井11的支護井圈15的方法，其特征為以沿支護井圈15密集排列的充滿流體的管線16-1或中空弧形板16-2隔離支護井圈15與井內的熱煤氣流。
9.一種權利要求2、3、4、5、6的實施方法由1條注氣巷道1向2條或2條以上的氣化反應通道4施工注氣鉆孔5注氣。
10.一種應用權利要求4的多礦井氣化爐接替生產的方法，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......的連線與煤層內的煤氣巷道9平行，由注氣鉆孔5-1-1向氣化反應通道4-2注氣生產使氣化煤壁后退至W-1-1，此時相鄰注氣鉆孔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；之后，個注氣鉆孔5-1-3、5-1-4、......依次接替注氣生產。
全文摘要
本發明公開了煤礦礦井于煤層直接生產煤氣的礦井氣化爐，由煤氣巷道和煤層內的氣化反應通道構成氣化產氣與煤氣運輸系統，由注氣巷道與注氣鉆孔構成氣化劑注入系統。生產煤氣時，人員在注氣巷道內操作，將氣化劑由封入注氣鉆孔內的注氣管注入氣化反應通道生產煤氣，所產煤氣進入煤氣巷道流至礦井煤氣井下運輸井巷系統。
文檔編號E21B43/00GK1419037SQ0215897
公開日2003年5月21日 申請日期2002年12月31日 優先權日2002年12月31日
發明者柴兆喜 申請人:柴兆喜