CN110454134A - 一种地下原煤气化的方法 - Google Patents

一种地下原煤气化的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110454134A
CN110454134A CN201910837391.5A CN201910837391A CN110454134A CN 110454134 A CN110454134 A CN 110454134A CN 201910837391 A CN201910837391 A CN 201910837391A CN 110454134 A CN110454134 A CN 110454134A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coal
gas
gasification
underground
raw coal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910837391.5A
Other languages
English (en)
Inventor
曹运江
黄祥宽
蔡昌和
曹建辉
曹紫天
王宇
吴兴建
曹星昊
曹羽哲
杨小芹
曹紫跃
陈文婷
王嘉豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan University of Science and Technology
Original Assignee
Hunan University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan University of Science and Technology filed Critical Hunan University of Science and Technology
Priority to CN201910837391.5A priority Critical patent/CN110454134A/zh
Publication of CN110454134A publication Critical patent/CN110454134A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/006Production of coal-bed methane
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/295Gasification of minerals, e.g. for producing mixtures of combustible gases
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F7/00Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

本发明属于原煤气化技术领域,公开了一种地下原煤气化的方法。在煤矿井巷,于煤层底板(离煤层≦0.5m)处进行深部***,紧接着就供入相应蒸汽对地下原煤蒸养。同理,从煤层顶板(伪顶与直接顶)(距煤层≦0.5m)处,依样进行深孔***,即将煤层的上下***圈实施破坏,导致煤层中瓦斯解吸成为游离瓦斯。然后,距***口一定范围(3~5m),再埋地下管线进行瓦斯抽放,一般甲烷浓度可达20~26m3/t。其单位时间产气量,则与其煤厚及深孔接触的煤层表面积的大小成正比关系;其产气总时间(服务年限)则与煤量成正比关系。

Description

一种地下原煤气化的方法
技术领域
本发明属于原煤气化技术领域,尤其涉及一种地下原煤气化的方法。
背景技术
目前,业内常用的现有技术是这样的:主要有固定床气化、流化床气化和气流床气化三大类。固定床气化存在诸多缺点,为防止气化过程的灰渣熔结,蒸汽用量较大,使湿煤气显热消耗大,加之煤气中的干馏产物(焦油、酚等)未能气化,又会降低煤气化效率,增加粗煤气净化设备的投资和能耗。该类型气化更适用于褐煤、年青烟煤气化制备城市煤气和焦油能集中加工的场合,其单炉容量较小,不太适用于工业大型气化。流化床气化缺点是操作温度低,仅适合褐煤和高活性烟煤;气流夹带使灰渣和飞灰中未转化碳量较高,应用不广。气流床气化是气化剂夹带着粉煤或水煤浆高速喷入气化炉膛内,煤粉与气化剂立即发生燃烧和气化反应,转化为煤气和熔渣。熔融灰渣在气化炉被激冷固化,定期排放。目前,为了解决各类气化工艺的不足之处,人们提出许多新的气化工艺,如采用灰熔聚流化床气化炉以适应高灰含量、高灰熔点的煤;采用两段式气流床工艺以降低粗煤气的温度,提高了CH4等轻质碳氢化合物的含量和合成煤气的低位发热量,但不利于化工合成。
现有技术存在这样或那样的不足和缺陷。其实最大的不足是扰动了地下原煤,使煤体结构遭受或多或少的支离破碎。本地下原煤气化的方法,采取直接在地下气化的方式,不扰动煤层,也不破坏煤岩结构,能让解吸后的瓦斯沿着指定的管道运输至地面抽放站。直接解决了煤层免开采,不惧怕瓦斯***和煤与瓦斯突出等矿山灾害问题。对于绿色开采煤炭资源,不破坏当地地质环境,避免采空区泛滥成灾具有重大现实意义和划时代的历史意义。
综上所述,现有技术存在的问题是:
(1)工业广场或块煤气化厂噪音大,给现场操作人员的身体健康带来极为不利的影响。
(2)固定床气化,蒸汽用量较大,热消耗大,增加粗煤气净化设备的投资和能耗。
(3)固定床气化操作温度低,仅适合褐煤和高活性烟煤,其他煤阶不能气化,适用面窄。
(4)气流床气化是气化剂夹带着粉煤或水煤浆高速喷入气化炉膛内,并转化为煤气和熔渣,易堵塞洗气、渣水***。
(5)扰动了地下原煤,使煤体结构遭受或多或少的支离破碎。
(6)早期煤气化后资源的利用率不高。
解决上述技术问题的难度:地下原煤的准确定位问题,以及通过钻孔***后煤层顶底板,不扰动煤层,不破坏煤岩结构,比较困难。甲烷是气体流,能让所有解吸后的瓦斯沿着指定的管道运输至地面抽放站,也较难控制。
解决上述技术问题的意义:将煤炭资源开发成为更加环保、高效的能源,同时减少不必要的损耗,降低成本,而且提高水煤气的产能,达到资源的最大化利用,满足煤化工生产的技术要求。直接解决了煤层免开采,不惧怕瓦斯***和煤与瓦斯突出等矿山灾害问题。对于绿色开采煤炭资源,不破坏当地地质环境,避免采空区泛滥成灾具有重大现实意义和划时代的历史意义。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种地下原煤气化的方法。
本发明是这样实现的,一种地下原煤气化的方法,所述地下原煤气化的方法包括:
第一步,从煤层顶板处,依样进行深孔***,即将煤层的上下***圈实施破坏,导致煤层中瓦斯解吸成为游离瓦斯;
第二步,距***口一定范围(3~5m),再埋地下管线进行瓦斯抽放,让解吸后的瓦斯源源不断地沿着地下管线运移至地面瓦斯抽放站。
进一步,伪顶与直接顶距煤层≦0.5m处进行深孔***。
进一步,单位时间产气量,则与其煤厚及深孔接触的煤层表面积的大小成正比关系;其产气总时间则与煤量成正比关系。
本发明的另一目的在于提供一种所述地下原煤气化的方法使用的地下原煤气化的***,所述地下原煤气化***的待气化煤块在下部经过氧化区、还原区、干馏干燥区的化学反应后,气化剩余残(灰)渣与煤气气化剂分离,煤气与气化剂在气化通道中输送,煤气和气化剂在不同管道中。
综上所述,本发明的优点及积极效果为:将煤炭资源开发成为更加环保、高效的能源,而且提高水煤气的产能,降低不必要的损耗,提高资源的利用率,满足煤化工生产的技术要求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的地下原煤气化的方法流程图。
图2是本发明实施例提供的边注蒸汽边抽放瓦斯示意图。
图3是本发明实施例提供的煤炭地下气化原理示意图。
图3:1、煤气;2、气化剂;3、气化钻孔;4、气化通道;5、待气
化煤块;6、气化后剩余残(灰)渣;7、还原区;8、氧化区;9、干馏干
燥区。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的地下原煤气化的方法包括以下步骤:
S101:从煤层顶板处,依样进行深孔***,即将煤层的上下***圈实施破坏,导致煤层中瓦斯解吸成为游离瓦斯;
S102:距***口一定范围(3~5m),再埋地下管线进行瓦斯抽放,让解吸后的瓦斯源源不断地沿着地下管线运移至地面瓦斯抽放站。
图2为边注蒸汽边抽放瓦斯示意图。
图3为煤炭地下气化原理示意图。如图3所示,待气化煤块5在下部经过氧化区8、还原区7、干馏干燥区9的化学反应后,气化剩余残(灰)渣6与煤气气化剂分离,煤气与气化剂在气化通道4中输送,其中煤气在管道1,气化剂在管道2中。
本发明实施例提供的地下原煤气化的方法,在煤矿井巷,于煤层底板(离煤层≦0.5m)处进行深部***,紧接着就供入相应蒸汽对地下原煤蒸养。同理,从煤层顶板(伪顶与直接顶)(距煤层≦0.5m)处,依样进行深孔***,即将煤层的上下***圈实施破坏,导致煤层中瓦斯解吸成为游离瓦斯。然后,距***口一定范围(3~5m),再埋地下管线进行瓦斯抽放,一般甲烷浓度可达20~26m3/t。其单位时间产气量,则与其煤厚及深孔接触的煤层表面积的大小成正比关系;其产气总时间(服务年限)则与煤量成正比关系。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种地下原煤气化的方法,其特征在于,所述地下原煤气化的方法包括:
第一步,从煤层顶板处,依样进行深孔***,即将煤层的上下***圈实施破坏,导致煤层中瓦斯解吸成为游离瓦斯;
第二步,距***口3~5m,再埋地下管线进行瓦斯抽放,让解吸后的瓦斯源源不断地沿着地下管线运移至地面瓦斯抽放站;
第三步,一边注蒸汽,一边抽放瓦斯,且注入压力要大于抽采压力,给分子吸附创造条件。
2.如权利要求1所述的地下原煤气化的方法,其特征在于,伪顶与直接顶距煤层≦0.5m处进行深孔***。
3.如权利要求1所述的地下原煤气化的方法,其特征在于,单位时间产气量,则与其煤厚及深孔接触的煤层表面积的大小成正比关系;其产气总时间则与煤量成正比关系。
4.一种如权利要求1~3任意一项所述地下原煤气化的方法使用的地下原煤气化的***,其特征在于,所述地下原煤气化的***的待气化煤块在下部经过氧化区、还原区、干馏干燥区的化学反应后,气化剩余残(灰)渣与煤气的气化剂分离,煤气与气化剂在气化通道中输送,煤气和气化剂在不同管道中。
CN201910837391.5A 2019-09-05 2019-09-05 一种地下原煤气化的方法 Pending CN110454134A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910837391.5A CN110454134A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种地下原煤气化的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910837391.5A CN110454134A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种地下原煤气化的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110454134A true CN110454134A (zh) 2019-11-15

Family

ID=68490891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910837391.5A Pending CN110454134A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种地下原煤气化的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110454134A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113847004A (zh) * 2020-06-28 2021-12-28 中国石油化工股份有限公司 一种热采施工方法

Citations (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2391237A1 (en) * 1999-11-12 2001-05-17 Andrew O. Lee Refuse reclamation process and apparatus
CN101314737A (zh) * 2007-05-28 2008-12-03 侯长连 高效煤炭气化炉
RU2354829C1 (ru) * 2007-09-19 2009-05-10 Институт угля и углехимии Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИУУ СО РАН) Способ разработки мощного пологого угольного пласта
CN101503957A (zh) * 2009-01-23 2009-08-12 赵阳升 井上下联合注热抽采煤层气的方法
CN101832149A (zh) * 2010-05-20 2010-09-15 太原理工大学 一种井下注热抽采煤层瓦斯的方法
CN102477857A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 新奥气化采煤有限公司 一种煤炭地下气化贯通方法
CN103437748A (zh) * 2013-09-04 2013-12-11 新奥气化采煤有限公司 煤炭地下气化炉、以及煤炭地下气化方法
CN103883319A (zh) * 2014-03-10 2014-06-25 新奥气化采煤有限公司 一种煤炭地下气化工作面测量装置
CN104033151A (zh) * 2014-05-26 2014-09-10 辽宁工程技术大学 一种双系煤层复杂条件下千万吨矿井安全开采方法
RU2542007C1 (ru) * 2013-12-30 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук Способ разработки смерзающихся вскрышных пород
CN104675376A (zh) * 2015-02-23 2015-06-03 新奥气化采煤有限公司 地下煤气化方法及地下煤气化***
CN104712358A (zh) * 2015-02-05 2015-06-17 中国矿业大学 基于首采全岩卸压工作面沿空留巷的高瓦斯煤层群卸压共采方法
CN104879108A (zh) * 2015-05-20 2015-09-02 太原理工大学 一种煤层气u型井注热强化抽采方法
CN105927270A (zh) * 2016-07-05 2016-09-07 重庆大学 一种l型钻孔压裂弱化顶板平行布孔的瓦斯抽采方法
CN206874264U (zh) * 2017-06-15 2018-01-12 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 煤炭地下气化通道
CN107725097A (zh) * 2017-10-31 2018-02-23 中国矿业大学(北京) 一种切顶成巷无煤柱开采瓦斯与煤自燃共治方法
AU2018200211A1 (en) * 2017-01-10 2018-07-26 Spintech Industries Pty Ltd A method and System for Lining a Blast Hole
CN109054900A (zh) * 2018-08-17 2018-12-21 新奥科技发展有限公司 一种煤气化方法及***
CN110067549A (zh) * 2019-03-26 2019-07-30 湖南科技大学 基于微波辐射的极薄煤层群原位气化开采方法
CN110145293A (zh) * 2019-06-20 2019-08-20 中国矿业大学 一种多联产无井式煤炭地下气化方法
CN110145294A (zh) * 2019-06-21 2019-08-20 中国矿业大学 一种煤田火区压煤地下原位气化方法
CN110173238A (zh) * 2019-05-27 2019-08-27 中国矿业大学(北京) 厚煤层立体化巷道布置网络化***增透抽采全厚瓦斯方法
CN209339926U (zh) * 2018-10-29 2019-09-03 邓晓亮 一种超临界煤炭地下气化产出发电的***

Patent Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2391237A1 (en) * 1999-11-12 2001-05-17 Andrew O. Lee Refuse reclamation process and apparatus
CN101314737A (zh) * 2007-05-28 2008-12-03 侯长连 高效煤炭气化炉
RU2354829C1 (ru) * 2007-09-19 2009-05-10 Институт угля и углехимии Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИУУ СО РАН) Способ разработки мощного пологого угольного пласта
CN101503957A (zh) * 2009-01-23 2009-08-12 赵阳升 井上下联合注热抽采煤层气的方法
CN101832149A (zh) * 2010-05-20 2010-09-15 太原理工大学 一种井下注热抽采煤层瓦斯的方法
CN102477857A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 新奥气化采煤有限公司 一种煤炭地下气化贯通方法
CN103437748A (zh) * 2013-09-04 2013-12-11 新奥气化采煤有限公司 煤炭地下气化炉、以及煤炭地下气化方法
RU2542007C1 (ru) * 2013-12-30 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук Способ разработки смерзающихся вскрышных пород
CN103883319A (zh) * 2014-03-10 2014-06-25 新奥气化采煤有限公司 一种煤炭地下气化工作面测量装置
CN104033151A (zh) * 2014-05-26 2014-09-10 辽宁工程技术大学 一种双系煤层复杂条件下千万吨矿井安全开采方法
CN104712358A (zh) * 2015-02-05 2015-06-17 中国矿业大学 基于首采全岩卸压工作面沿空留巷的高瓦斯煤层群卸压共采方法
CN104675376B (zh) * 2015-02-23 2019-02-12 新奥科技发展有限公司 地下煤气化方法及地下煤气化***
CN104675376A (zh) * 2015-02-23 2015-06-03 新奥气化采煤有限公司 地下煤气化方法及地下煤气化***
CN104879108A (zh) * 2015-05-20 2015-09-02 太原理工大学 一种煤层气u型井注热强化抽采方法
CN105927270A (zh) * 2016-07-05 2016-09-07 重庆大学 一种l型钻孔压裂弱化顶板平行布孔的瓦斯抽采方法
AU2018200211A1 (en) * 2017-01-10 2018-07-26 Spintech Industries Pty Ltd A method and System for Lining a Blast Hole
CN206874264U (zh) * 2017-06-15 2018-01-12 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 煤炭地下气化通道
CN107725097A (zh) * 2017-10-31 2018-02-23 中国矿业大学(北京) 一种切顶成巷无煤柱开采瓦斯与煤自燃共治方法
CN109054900A (zh) * 2018-08-17 2018-12-21 新奥科技发展有限公司 一种煤气化方法及***
CN209339926U (zh) * 2018-10-29 2019-09-03 邓晓亮 一种超临界煤炭地下气化产出发电的***
CN110067549A (zh) * 2019-03-26 2019-07-30 湖南科技大学 基于微波辐射的极薄煤层群原位气化开采方法
CN110173238A (zh) * 2019-05-27 2019-08-27 中国矿业大学(北京) 厚煤层立体化巷道布置网络化***增透抽采全厚瓦斯方法
CN110145293A (zh) * 2019-06-20 2019-08-20 中国矿业大学 一种多联产无井式煤炭地下气化方法
CN110145294A (zh) * 2019-06-21 2019-08-20 中国矿业大学 一种煤田火区压煤地下原位气化方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
付江伟 等: "顶板水力致裂抽采瓦斯技术研究", 《中国安全科学学报》 *
刘志: "顶板增透方法", 《万方硕士学位论文》 *
杨小芹,刘雪景,刘海雄,岳晓明,曹景沛,周敏: "白松木屑半焦与褐煤共气化过程中的协同效应", 《物理化学学报》 *
胡省三 等: "《高新技术在煤矿中的应用》", 31 October 1996 *
董光华主编: "《高等教育"十三五"规划教材 能源化学概论》", 30 September 2018 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113847004A (zh) * 2020-06-28 2021-12-28 中国石油化工股份有限公司 一种热采施工方法
CN113847004B (zh) * 2020-06-28 2023-07-18 中国石油化工股份有限公司 一种热采施工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xin et al. Technological aspects for underground coal gasification in steeply inclined thin coal seams at Zhongliangshan coal mine in China
CN103670357B (zh) 地下含碳有机矿物储层的裂隙沟通、通道加工及地下气化方法
US4662443A (en) Combination air-blown and oxygen-blown underground coal gasification process
CN102425399B (zh) 油页岩开采方法
CN112483062B (zh) 一种地下隔层式煤炭原位气化开采方法及***
CN103436296A (zh) 一种加压固定床熔渣气化炉
CN110454134A (zh) 一种地下原煤气化的方法
CN100406676C (zh) 地下气化生产矿井
CN106687743A (zh) 用于酸性气体燃烧的硫酸钙循环和电力生产
CN111188594B (zh) 一种老空区煤泥水气液流态化开采的装置及方法
CN101122259A (zh) 煤层气与整体联合循环多联产发电***
CN108952719B (zh) 一种综放开采条件下煤层气化复采遗失煤炭的方法
CN106223925A (zh) 用于煤炭地下气化工艺的辅助生产原料进料方法
CN105154142B (zh) 流化床气化装置及流化床气化***
US1811561A (en) Method and means for working oil sands
CN205990905U (zh) 用于煤炭地下气化工艺的接合管注入***
CN114737000B (zh) 一种高炉熔渣处理以及余热回收方法
CN115559695A (zh) 一种矿区多源工业烟气协同驱煤层气封存方法及***
Dvornikova Environmental performance of underground coal gasification
ZA202305619B (en) Gasification method based on underground raw coal
CN204939410U (zh) 流化床气化装置及流化床气化***
CN203474733U (zh) 一种加压固定床熔渣气化炉
Nakaten et al. Radial-symmetric well design to optimize coal yield and maintain required safety pillar width in offshore underground coal gasification
CN216786062U (zh) 煤催化气化***
CN109707380A (zh) 一种煤炭无氧开采方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191115

RJ01 Rejection of invention patent application after publication