专利名称：地下气化炉联合气化工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤炭地下气化工艺，特别是一种在煤层中使多个地下气化炉统一布置、联合气化的地下气化炉联合气化工艺。
背景技术：
近年来，煤炭地下气化在我国得到了新的发展，一种新的地下气化工艺“U”型地下气化炉工艺，得到成功应用和推广。但是，目前的“U”型地下气化炉还是独立气化炉，而且存在着在对气化炉供气方式上将地面控制与井下控制相对立、在气化炉形式上以独立地下气化炉为唯一模式的问题。前者不能具体事物具体分析，在很多情况下存在着技术不合理、工程量大、投资多和安全问题；后者则因留煤柱多、资源浪费多、独立系统多、工程量大、投资多，而限制了地下气化的规模、产量和效益。
所谓独立气化炉是指与其它气化炉间有煤柱或岩柱分离的、或有独立的、或不能与其它气化炉同时应用的气流通道或气化通道或导引通道的气化炉。较有代表性的有两种形式“U”型独立气化炉和沿倾向连续排列的独立气化炉。
“U”型独立气化炉由钻孔(4′、5′)、气流通道(2、3)、气化通道(1)组成的、在平面上似“U”形的独立气化炉。如图1所示。
沿倾向连续排列的独立气化炉采用并下管道固定点供气，无进气气流通道，有公同的排气气流通道(15)和导引通道(14)，但每个气化炉、或称供气管(11)不能同时运行，只能依1#、2#、…n#供气管的顺序，待下一个气化炉气化结束后，上一个气化炉的供气管才能开始供气运行，达不到提高产量的目的，因此仍属独立气化炉。它的井下导引管道(7)由设置于操作上山(8)内的供气主管(13)及其阀门(12)，以及支路的供气管(11)及其阀门(9)组成，供气管(11)穿过设在钻孔或巷道内的密闭(10)、向炉内供气。如图3所示。
发明内容
为了克服在气化炉供气方式上将地面控制与井下控制相对立和以独立气化炉为唯一模式的不足，本发明提供一种地下气化炉联合气化工艺，它通过对气化炉的联合布置，减少煤柱损失，提高资源回收率，减少独立通道，减少工程量和投资；通过多个气化炉联合运行，扩大气化规模，提高煤气产量，增加生产工艺的灵活性，提高生产的连续性和稳定性；进而拓宽地下气化应用领域，使地下气化真正实现产业化和规模经济效益。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
在地下气化炉联合气化工艺中，当由气化通道、气流通道及其导引通道构建的地下气化炉时，使两个或两个以上的“U”型气化炉通过联合布置，组合成联合气化面或联合气化区。所谓联合气化面，即各个“U”型气化炉连续排布、相互之间不设煤柱，它们的气化通道、气流通道、导引通道，至少其中之一是公用的。所谓联合气化区，即由两个或两个以上的联合气化面联合布置，它们的供气系统、排气系统、或二者的一部分，至少其中之一是公用的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案还可以是联合气化面的各气化炉沿走向排列布置；各气化炉的公用通道是，相邻两个气化炉的公用气流通道、各气化炉的公用互连的气化通道。各气流通道通过其导引通道与公用的地面供气管道、排气管道相连接。
联合气化面的各气化炉沿走向排列布置。各气化炉的公用通道是，相邻两个气化炉的公用气流通道、各气化炉公用互连的气化通道、各气化炉公用的排气气流通道及其排气导引通道。各进气气流通道与公用的井下进气导引管道相连接。
联合气化面的各气化炉沿倾向排列布置。各气化炉的公用通道是，一条公用互连的气流通道及其公用导引通道。
联合气化面的各气化炉沿倾向排列布置。各气化炉的公用通道是，一条公用互连的出气气流通道及其公用出气导引通道。各气化炉的进气气流通道与公用的井下进气导引管道相连接。
联合气化区是将两个或两个以上走向式联合气化面沿倾向排列布置，各联合气化面公用的供气、排气系统是公用的地面供气管道、排气管道。
联合气化区是将两个或两个以上的走向式联合气化面沿倾向排列布置，各联合气化面公用的供气系统是与每个气化炉进气气流通道分别连接的公用的井下进气导引管道，及其操作上山。
联合气化区是由两个倾向式联合气化面沿走向联合布置；两联合气化面公用的供气、排气系统有一条公用互连的气流通道及其公用的导引通道。
联合气化区是由两个倾向式联合气化面沿走向联合布置；两联合气化面的公用供气系统是与两个联合气化面每个气化炉的进气气流通道连接的、公用的井下进气导引管道，及其操作上山。
联合气化区是由一个倾向式联合气化面与一组沿倾向排列布置的走向式联合气化面进一步沿走向联合布置。它们公用供气系统是与每个联合气化面各气化炉的进气气流通道分别连接的、公用的井下进气导引管道，及其操作上山。
本发明的有益效果是①本工艺方法，根据不同地面、地质、矿井情况及供风方式、投资效益，提供了多种不同的气化炉组合、联合气化方式，以因地制宜、适应各种要求。以减少煤柱损失，提高资源回收率；减少独立通道，减少工程量和投资。
②通过多气化炉联合运行，扩大气化规模，提高煤气产量，增加生产工艺的灵活性，提高生产的连续性和稳定性；进而拓宽地下气化的应用领域，使地下气化真正实现产业化和规模经济效益。
图1狭义“U”型气化炉的构成示意图平面2广义“U”型气化炉的构成示意图平面3沿倾向连续排列的独立气化炉的构成示意图平面4走向式地面控制联合气化面的构成示意图平面5走向式地面半控联合气化面的构成示意图平面6走向式井下控制联合气化面的构成示意图平面7走向式井下半控联合气化面的构成示意图平面8走向式井下控制双排气通道联合气化面的构成示意图平面9倾向式地面控制地面供气联合气化面的构成示意图平面10倾向式地面控制井下供气联合气化面的构成示意图平面11倾向式井下控制联合气化面的构成示意图平面12走向式地面控制独立气化面联合气化区的构成示意图平面13走向式地面控制非独立气化面联合气化区的构成示意图平面14走向式地面控制混合气化面联合气化区的构成示意图平面15走向式井下控制独立气化面独立排气联合气化区的构成示意16走向式井下控制独立气化面同层联合排气联合气化区的构成示意17走向式井下控制独立气化面异层联合排气联合气化区的构成示意18走向式井下控制非独立气化面独立排气联合气化区的构成示意19走向式井下控制非独立气化面联合排气联合气化区的构成示意20走向式井下控制混合式联合气化区的构成示意图平面21倾向式地面控制地面供气联合气化区的构成示意图平面22倾向式地面控制井下供气联合气化区的构成示意图平面23倾向式井下控制联合气化区的构成示意图平面24倾向式井上下混合控制联合气化区的构成示意图平面25走向倾向混合式联合气化区的构成示意图平面中1-气化通道，2-第一气流通道，3-第二气流通道，4-第一导引通道，5-第二导引通道，6-气化炉，7-井下供气导引管道，8-供气操作上山，9-供气管阀门，10-密闭，11-供气管，12-供气主管阀门，13-供气主管，14-排气导引通道，15-排气气流通道，16-煤柱，17-下水平大巷，18-煤气管道，19-放散管道，20-供气管道，21-地面管道阀门，22-供气操作平巷，23-上水平大巷，25-回风上山，26-风门，27-排气导引上山，28-待加密闭，29-延时开启器，100、200、300、400、1400、1500、2000、4000、14000-分别是公用的气化通道、第一气流通道、第二气流通道、第一导引通道、排气导引通道、排气气流通道、多联合气化面气流通道、多联合气化面导引通道、多联合气化面排气导引通道，601～606、101～106、201～206、301～306、401～406、501～506-分别是1#～6#气化炉、及其气化通道、第一气流通道、第二气流通道、第一导引通道、第二导引通道，901～905、1001～1005-分别是1#～5#井下供气管阀门、密闭，1401～1404、2801～2804、2901～2904-分别是1#～4#联合气化面的公用排气导引通道、待加密闭、延时开启器，2401～2404-1#～4#走向联合气化面，3001、3002-1#、2#倾向联合气化面，4′、5′-第一、第二导引钻孔，200′、1001′、1400′、2801′～2804′-分别是与200、1001、1400、2801～2804并用的第二公用气流通道、密闭、排气导引通道、待加密闭，14001-1#、2#走向气化面公用排气导引通道，d-煤柱宽度，o-→-进风方向，×-→-回风方向。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
本发明地下气化炉联合气化工艺方法，是采用对独立地下气化炉进行联合布置，构成联合气化面，或者对联合气化面进一步联合布置，组合成联合气化区，使多个气化炉联合运行，以便因地制宜地实现多种形式的煤炭地下气化。
一.联合气化面及气化炉的有关概念1.地下气化炉的有关概念①气化通道是地下气化炉下端起始气化的水平或近水平或伪倾斜巷道，它的两端与两条气流通道的下端相连，是气化炉的气化下界。
②气流通道是气化炉两侧沿煤层并按煤层倾斜或伪倾斜方向掘进的构成气化炉气化范围的供气或排气的通道，气化炉一般有两条气流通道，它们的下端分别与气化通道的两端相连，是气化炉气化下界；它们的上端分别与供排气导引通道相连，是气化炉的气化上界，即气流通道随气化的进行而缩短，随气化炉的气化结束而消失。
③导引通道是地下气化炉范围外为气化炉供气或排气的通道，它与气流通道的区别是在气化范围、即炉体以外，不随气化炉的结束而消失，它可以在气化煤层内，也可以不在气化煤层内；它的下端连接气流通道的上端，它的上端连接地面出气管道和地面或井下供气管道。导引通道可以是多种形状，也分多种方式。可分为导引钻孔、导引巷道、导引管道等多种形式，也可以是它们的混合形式。导引巷道在高程上可分导引平巷、导引斜巷，也可以是它们的混合巷；在煤岩性上可分导引煤巷、导引岩巷，也可以是它们的混合巷。
④广义“U”型气化炉狭义“U”型气化炉原指有导引钻孔(4′、5′)、气流通道(2、3)、气化通道(1)组成的独立气化炉。但它只是气化炉的一种特例，很难代表不同形状、不同形式导引通道的气化炉。
本发明中的“U”型气化炉则指广义“U”型气化炉，即由气化通道(1)和气流通道(2、3)组成的炉体是“U”形或近似“U”形的气化炉(6)。如图2所示。此概念中的“U”型仅指气化炉炉体，而不涉及变化形式较多的导引通道(4、5)的方式或形状。而且，气流通道(2、3)可以是沿煤层倾斜方向，也可以是伪倾斜方向，气化通道(1)可以沿煤层走向方向，也可以是近走向或伪倾斜方向，并且它们可以是直线，也可以是折线。气流通道(2、3)的长度范围通常为110±90m，以75±25m效果较好，气化通道(1)的长度范围通常为165±135m，以150±50m效果较好。
2.联合气化面①概念由两个或两个以上连续的、相互间无煤柱的、能同时运行的、有能够同时应用的气流通道或气化通道或导引通道的“U”型气化炉组合，称联合气化面或复合气化炉。其气化通道、气流通道、导引通道，至少其一为公用。
②联合气化面的类型按气化炉在煤层中的排列方式，分为走向式和倾向式；按气化炉供气主要控制分配地点，分为地面控制和井下控制。
二.联合气化区1.概念联合气化区由两个或两个以上联合气化面联合布置组合而成；其公用部分可以是供气系统、排气系统、或二者的一部分，也可以兼而有之。
2.联合气化区的类型按构成联合气化面的气化炉在煤层的排列方式，分走向式和倾向式；按供气主要控制分配地点分地面控制和井下控制联合气化区；按不同联合气化面的气化炉之间的关系，分独立式、非独立式和混合式。按联合气化面间排气导引通道是否独立，分独立排气、联合排气。
实施例1走向式地面控制联合气化面图4中所示的联合气化面的布置特点是①各气化炉(601～606)沿煤层走向排列布置；相邻两个气化炉具有公用的气流通道，即(301)与(202)、(302)与(203)、…分别为同一气流通道；各气化炉的气化通道(101～106)相互连接，构成公用互连的气化通道(100)。
注图示气化炉的个数虽为6个，但应视为n个。以下各图所示亦同，包括以后图示的联合气化面的个数。
②各气化炉的导引通道(401～406、501～506)为导引钻孔，其上端于地面经阀门(21)与公用的地面供气管道(20)、出气管道相连接。出气管道包括煤气管道(18)和排放废气用的放散管道(19)。
③各气化炉的导引钻孔的个数等于气流通道的个数。
运行特点在地面可完全控制每个气流通道或气化炉的供气分配比例。
运行方式地面供气管道→单个或多个供气导引钻孔→单个或多个气化炉→单个或多个排气导引钻孔→地面。
实施例2走向式地面半控联合气化面图5中所示的联合气化面的布置特点是①、②款和运行方式与实施例1相同。不同之处如下③部分气流通道公用导引钻孔，导引钻孔的个数少于气流通道的个数。
运行特点在地面只能控制每个导引钻孔的进气分配比例，而有公用导引钻孔的气流通道的进气分配量，则由气化炉运行状态和流体力学特点决定。
实施例3走向式井下控制联合气化面图6中所示的联合气化面的布置特点是①款与实施例1相同。不同之处如下②各气化炉(601～605)有公用的井下进气导引管道(7)，其供气管经阀门(901～905)、穿过密闭(1001～1005)，分别接至各气化炉进气气流通道内。
③各气化炉(601～605)有公用排气气流通道(1500或305)及其排气导引通道(1400)。
④接入各气化炉进气气流通道的进气管数等于进气气流通道数。
运行特点每个气流通道的进气分配比例，可在井下供气操作平巷(22)内得到完全控制。公用的井下进气导引管道(7)作为进气导引通道。
运行方式地面或井下鼓风机→供气导引通道→单个或多个进气气流通道→气化炉→单个或多个排气气流通道→单个或多个排气导引通道→地面。
实施例4走向式井下半控联合气化面图7中所示的联合气化面的布置特点是①～③款和运行方式与实施例3相同。不同之处如下④部分进气气流通道公用的进气管，接入进气气流通道的进气管数少于进气气流通道的个数。
运行特点有公共进气管的气流通道的进气分配比例，由气化炉的运行状态和流体力学特点决定。在井下操作平巷(22)中只能控制各进气管分配比例。
实施例5走向式井下控制双排气通道联合气化面图8中所示的联合气化面的布置特点是①、②款与实施例3相同。不同之处如下③各气化炉(601～605)有公用排气导引通道、并设有两个(1400、1400′)，而且它们分别与联合气化面两侧的进气气流通道(305、201)相连接。
运行特点当与排气导引通道(1400、1400′)相连的两气流通道(305、201)都排气时，这两个气流通道的进气管阀门都应关闭；如果只用一个气流通道排气，则只关闭这一个气流通道的进气管阀门。
在此例中，与排气导引通道相连的两气流通道，也可以不设在联合气化面两侧的其它气流通道相连，但设在两侧较好，易于工艺调整。而与排气导引通道相连的两气流通道，也可不设穿过密闭的进气管及其阀门，但以设较好。
实施例6倾向式地面控制地面供气联合气化面图9中所示的联合气化面的布置特点是①各气化炉(601～604)沿煤层倾向排列布置。
②各气化炉(601～604)有一条公用互连的气流通道(200)，公用互连的气流通道(200)由各气化炉的气流通道(201～204)互相连接而成。
③各气化炉(601～604)有一条公用导引通道(400)，它与公用互连的气流通道(200)相连接。
④每个气化炉(601、602、…)分别有一条独立的气流通道(301、302、…)及其导引通道(501、502、…)、以及气化通道(101、102、…)。
⑤各气化炉公用的和独立的导引通道(400和501～504)，都于地面通过阀门与地面供气管道(20)及排气管道(18、19)相连接。供气分配能在地面控制。
运行特点不管公用的还是独立的导引通道和气流通道，均可供、排气。
运行方式地面鼓风机→单条或多条供气导引通道→单个或多个气化炉→单条或多条排气导引通道→地面。
实施例7倾向式地面控制井下供气联合气化面图10中所示的联合气化面的布置特点是①、②款与实施例6相同。不同之处如下③公用互连的气流通道(200)只能作进气气流通道；公用的井下进气主管(13)经阀门(12)，穿过密闭(10)接至公用互连的进气气流通道(200)。
④每个气化炉(601、602、…)分别有一条独立气化通道(101、102、…)、排气气流通道(301、302、…)及其排气导引通道。各排气导引通道于地面经阀门接地面排气管道(18、19)。
运行特点进、出气气流通道及其气流通道是固定的，不能转换。各气化炉总供气量在井下控制，每个气化炉的供气分配比例主要在地面控制。公用的井下进气主管作为进气导引通道。
运行方式井下鼓风机→公用供气导引通道→单个或多个气化炉→单条或多条排气导引通道→地面。
实施例8倾向式井下控制联合气化面图11中所示的联合气化面的布置特点是①、②款与实施例6相同。不同之处如下③公用互连的气流通道(300)只作排气气流通道，各气化炉公用的排气导引通道(1400)与其相连。
④公用的井下进气导引管道(7)的供气管经阀门，穿过密闭接至每个气化炉的进气气流通道(201～204)。进气导引管道(7)有公用的操作上山(8)。
⑤每个气化炉(601、602、…)分别有一条独立的进气气流通道(201、202、…)、气化通道(101、102、…)。
运行特点井下的进气导引管道(7)作为公用进气导引通道。各气化炉由各自的供气管经阀门控制其分配气量的比例，在操作上山(8)内操作。
运行方式地面或井下鼓风机→进气导引通道→单个或多个供气阀门→单个或多个气化炉→公用排气导引通道→地面。
实施例9走向式地面控制独立气化面联合气化区图12中所示的联合气化区的布置特点是①多个走向式联合气化面(2401～2404)沿煤层倾向排列布置。
②各联合气化面(2401～2404)有公用的地面供气管道(20)、出气管道(18、19)。供气、排气于地面通过阀门控制。
③各联合气化面(2401～2404)之间有煤柱隔离(16)，相互独立。
运行特点按各联合气化面间的运行关系，为独立式。其优点，一是各联合气化面间相对独立，既可独立生产，也可同时生产，易稳产高产；二是井下施工可分面进行，能边气化边准备。其缺点，一是工程量大、投资多；二是煤柱多，资源浪费大。
实施例10走向式地面控制非独立气化面联合气化区图13中所示的联合气化区的布置特点是①、②款与实施例9相同。不同之处如下③各走向式联合气化面(2401～2404)之间无煤柱隔离；不同联合气化面之间的各气化炉的对应的气流通道串联连接，构成非独立气化面。即，各联合气化面(2401～2404)仅用同一条公用互连的气化通道。
运行特点各联合气化面间的运行关系为非独立式。其优点，一是井下掘进工程量少、投资较少；二是煤柱少，资源利用率高。其缺点，一是井下工程量一次完成，接续较紧张；二是只能由下而上逐一单面气化，不易高产稳产。
实施例11走向式地面控制混合气化面联合气化区图14中所示的联合气化区的布置特点是
①、②款与实施例9相同。不同之处如下③各联合气化面(2401～2404)进行分组。同组的联合气化面间无煤柱(16)隔离，其不同联合气化面间各气化炉对应的气流通道串联连接，构成非独立气化面。组与组之间有煤柱隔离，相对独立。
运行特点各走向式联合气化面间是有煤柱隔离和无煤柱隔离并存，构成的独立和非独立混合形式。兼有实施例10与实施例11两种形式的优点和缺点。
实施例12走向式井下控制独立气化面独立排气联合气化区图15中所示的联合气化区的布置特点是①多个走向式联合气化面(2401～2404)沿煤层倾向排列布置。
②公用的井下进气导引管道(7)的供气管经阀门、穿过密闭，分别接至每个联合气化面各气化炉进气气流通道内。进气导引管道(7)有公用操作上山(8)。
③各联合气化面(2401～2404)之间有煤柱(16)隔离。
④每个联合气化面(2401、2402、…)的各气化炉有公用的出气气流通道及其出气导引通道(1401、1402、…)。
运行特点各联合气化面为独立气化面，独立排气，既可单独运行，也可同时运行，易高产稳产，也可边气化边准备，便于接续。其缺点是，煤柱多，资源浪费大，排气导引通道多，投资大，掘进工程量大。
实施例13走向式井下控制独立气化面同层联合排气联合气化区图16中所示的联合气化区的布置特点是①～③款与实施例12相同。不同之处如下④各联合气化面(2401～2404)有作为公用互连排气气流通道用的回风上山(25)，有公用的排气导引上山(27)及其出气导引通道(14000)。
⑤各联合气化面(2401～2404)公用互连的排气气流通道、即回风上山(25)和公用排气导引上山(27)布置在联合气化面所在的气化煤层中。
运行特点其优点是联合气化区井下准备工作量可分阶段进行，可下面一个气化面气化，上面一个气化面准备。缺点是只能单面气化，不易稳产高产。
施工时，可先准备操作上山(8)、回风上山(25)、排气导引上山(27)及出气导引通道(14000)、1#联合气化面，并按设计在回风上山(25)、排气导引上山(27)之间设置2#以及以上各联合气化面的排气导管、密闭(1001～1004)、阀门(901～904)及延时开启器(2901～2904)等。在1#联合气化面运行期间，各联合气化面排气导管上的阀门(901～904)均处在关闭状态。当1#联合气化面结束时，将1#联合气化面操作平巷中的有关阀门、管道回收，并在2#联合气化面的气化通道布设点火装置，布设该面的延时开启器(2902)的开启控制装置，打开该面的排气导管的阀门(902)，然后在回风上山(25)中、2#联合气化面的上、下端设置待加密闭(2801、2801′)。对密闭试压合格后，利用控制装置打开2#联合气化面的延时开启器(2902)，继而启动点火装置，使2#联合气化面点火。并依次类推。延时开启器可采用电控阀门，在设待加密闭后将其远控开启。
实施例14走向式井下控制独立气化面异层联合排气联合气化区图17中所示的联合气化区的布置特点是①～③款与实施例12相同。不同之处如下④各联合气化面(2401～2404)有公用的排气导引上山(27)及出气导引通道(14000)。而每个联合气化面(2401～2404)各气化炉的公用排气气流通道各自独立、并与公用排气导引上山(27)连接。
⑤各联合气化面(2401～2404)的公用排气导引通道的一部分、即排气导引上山(27)设置在气化煤层的顶板或底板的煤层或岩层中，而不在联合气化面所在的煤层中。
排气导引上山(27)可设置在联合气化区两侧，也可在联合气化区之内的顶底板煤或岩层中。它与各联合气化面的气流通道的连接，可用反井、石门、钻孔或管道等。公用排气导引通道的另一部分(14000)为钻孔。
运行特点其优点是各联合气化面为井下控制供气，联合排气，既可单独运行，也可同时运行，易高产稳产；缺点是增加了各联合气化面与公用排气导引通道之间的联络通道，特别是必须在井下工程全部工作量完成后方能实现各联合气化面同时气化，准备时间长，接续紧张。但该形式也可以象实施例13那样，给每个联合气化面加排气导管密闭、阀门及延时开启器等，仅1#联合气化面除外；在前一个联合气化面气化的情况下，准备另一个联合气化面，使联合气化面先后投入生产，从而缩短准备时间、缓解接续周期。
实施例15走向式井下控制非独立气化面独立排气联合气化区图18中所示的联合气化区的布置特点是①、②、④款与实施例12相同。不同之处如下③各联合气化面(2401～2404)之间无煤柱隔离、每个联合气化面的各气化炉的气流通道对应相互联通、构成非独立气化面。
运行特点每个联合气化面的各气化炉由井下公用的进气导引管道的供气管分别供气，由各联合气化面的公用出气导引通道联合排气，从下向上单面运行。优点是无煤柱，节省资源，且掘进工程量减少；缺点是排气导引通道多，投资大，不易高产稳产。
施工时，可先掘出操作上山(8)、回风上山(25)、1#联合气化面和1#排气导引通道(1401)，其它联合气化面可边气化边施工。当1#联合气化面结束时，可将1#联合气化面操作平巷中的有关阀门、管道回收，并在一号联合气化面的操作平巷、即2#联合气化面的气化通道中布设点火装置，在其两端设置密闭。试压合格后，启动点火装置，使2#联合气化面点火运行。
实施例16走向式井下控制非独立气化面联合排气联合气化区图19中所示的联合气化区的布置特点是①、②款与实施例12相同。不同之处如下③各联合气化面(2401～2404)之间无煤柱隔离、每个联合气化面的各气化炉的气流通道对应相互联通、构成非独立气化面。
④各联合气化面(2401～2404)有公用互连的出气气流通道、公用的排气导引上山(27)和出气导引通道(14000)。连接各联合气化面的排气导引上山(27)，位于气化煤层中。排气导引上山(27)与出气气流通道之间的出气气流，是经设在两巷道之间联络巷内的延时开启器(2901～2904)、阀门(901～904)、穿过密闭(1001～1004)的排气导管通过的。除1#联合气化面(2401)设有密闭(1001′)外，2#～4#联合气化面(2402～2404)气化时要依次加设待加密闭(2802与2802′～2804与2804′)。
运行特点每个联合气化面各气化炉由井下供气导引通道分别供气、公用出气气流通道和导引通道联合排气。优点是，下一个联合气化面的操作平巷是上一个联合气化面的气化通道，联合气化面间无煤柱，既节省资源，也减少掘进工程量；排气导引通道少，减少投资。缺点是只能单面气化，不易高产稳产。
它的施工和点火过程与实施例13基本相同，只是将其中回风上山的下密闭改在操作平巷、即2#～4#联合气化面气化通道的进口端(2802′～2804′)。
实施例17走向式井下控制混合式联合气化区图20中所示的联合气化区的布置特点是①、②款与实施例12相同。不同之处如下③各走向式联合气化面(2401～2404)分组组合，有煤柱隔离和无煤柱隔离并存。组内的联合气化面之间无煤柱隔离，每组之间有煤柱(16)隔离。
④每组联合气化面有独立的出气气流通道及导引通道，其形式也可不同。
图中4个联合气化面(2401～2404)分为两组，1#和2#联合气化面(2401、2402)为一组，3#和4#联合气化面(2403、2404)为一组。1#和2#联合气化面(2401、2402)之间无煤柱隔离，两联合气化面各气化炉的气流通道对应联通，构成非独立气化面；而且，下联合气化面的操作平巷是上联合气化面的气化通道。3#和4#联合气化面(2403、2404)亦同。上、下两组之间有煤柱(16)隔离、每组为独立式。其中，上组的3#和4#两联合气化面(2403、2404)有各自的出气气流通道及其导引通道(1403、1404)，属独立排气式。下组的1#和2#两联合气化面(2401、2402)有各自的出气气流通道及其部分导引通道，而另一部分出气导引通道(14001)是公用的，属联合排气式。排气导引上山(27)为1#联合气化面(2401)所用；延时开启器(29)、阀门(9)，以及待加密闭(2802、2802′)为2#联合气化面(2402)所用。在1#联合气化面(2402)气化完毕后，设待加密闭(2802、2802′)、并开启延时开启器(29)。待加密闭(2804、2804′)是在3#联合气化面(2403)气化完毕设置。
运行特点兼有有煤柱与无煤柱、独立排气和联合排气联合气化面优缺点。
实施例18倾向式地面控制地面供气联合气化区图21中所示的联合气化区的布置特点是①由两个倾向式联合气化面(3001、3002)沿煤层走向排列布置。
②两联合气化面(3001、3002)有一公用互连的气流通道(2000)，及其公用的导引通道(4000)。
③两个联合气化面(3001、3002)的各气化炉的另一气流通道及其导引通道是各自独立的。
④地面供气管道(20)、排气管道(18、19)经阀门，与两联合气化面的各气化炉的独立导引通道分别连接；同时也与公用的导引通道(4000)相连接。
运行特点通过地面阀门调节供气分配或控制工艺。公用的导引通道进排气可互换，气化炉可以双向气化。优点是，易于控制，每个联合气化面可单独生产，也可共同生产，生产工艺较多，易稳产高产。
实施例19倾向式地面控制井下供气联合气化区图22中所示的联合气化区的布置特点是①～③款与实施例18相同；运行特点也基本相同。不同之处如下④井下供气主管(13)由风机(31)经阀门(9)、穿过密闭(10)，接至两联合气化面(3001、3002)公用互连的气流通道(2000)内。
运行特点两联合气化面公用互连的气流通道(2000)只能作进气导引通道用，各气化炉只能单向气化。
实施例20倾向式井下控制联合气化区图23中所示的联合气化区的布置特点是①由两个倾向式联合气化面(3001、3002)沿煤层走向排列布置。
②两联合气化面有一公用的井下进气导引管道(7)以及该进气导引管道(7)的操作上山(8)。公用进气导引管道(7)的供气管经阀门、穿过密闭，分别接至两联合气化面的各气化炉的进气气流通道内。
③每个联合气化面(3001、3002)有各自独立的、公用出气气流通道(200、300)及其公用导引通道(1401、1402)。
运行特点两联合气化面各气化炉的供气由井下控制。
实施例21倾向式井上下控制联合气化区图24中所示的联合气化区的布置特点是①由一倾向式井下控制联合气化面(3001)与一倾向式地面控制联合气化面(3002)沿煤层走向联合布置。左面(3001)为井下控制，右面(3002)为地面控制。
②两联合气化面(3001、3002)有一条公用上山既作为井下控制联合气化面(3001)的操作上山(8)、又作为地面控制联合气化面(3002)各气化炉的进气气流通道(200′)。操作上山(8)内的公用进气导引管道(7)为井下控制联合气化面(3001)的供气；并且，操作上山(8)在设置待加密闭(2801、2801′)后，也为地面控制联合气化面(3002)各气化炉供气。
③井下控制联合气化面(3001)公用出气导引通道(1401)、地面控制联合气化面(3002)各气化炉出气导引通道，都经阀门接地面公用排气管道(18、19)。
运行特点该联合气化区前期左联合气化面(3001)运行，由井下控制；后期右联合气化面(3002)运行，由地面控制。
施工时，可先施工左联合气化面(3001)，在左联合气化面投入运行时再施工右联合气化面(3002)。当左联合气化面(3001)气化结束时，可回收操作上山(8)中的阀门和管道至操作上山(8)上部。在右联合气化面(3002)各气化炉设置点火装置与待加密闭(2801、2801′)后，在操作上山(8)、即右面进气气流通道(200′)的上端，试压合格后，即可给右面点火。
实施例22走向倾向混合式联合气化区图25中所示的联合气化区的布置特点是①联合气化区由一个倾向式联合气化面(3001)和多个沿煤层倾向联合布置的走向式联合气化面(2401～2404)进一步组合、联合布置。
②倾向式联合气化面(3001)与各走向式联合气化面(2401～2404)有公用的井下供气导引管道(7)及其操作上山(8)。
③公用井下进气导引管道(7)的供气管经阀门、穿过密闭，分别接至倾向式联合气化面(3001)和各走向式联合气化面(2401～2404)的每个气化炉的进气气流通道内。倾向式联合气化面(3001)各气化炉，由公用互连的气流通道(200)和出气导引通道(1400)排气；各走向式联合气化面(2401～2404)的各气化炉由各自公用的出气气流通道和导引通道(1401～1404)排气。
在具体选择和设计联合气化面或联合气化区时，可根据地面情况、地质情况、安全情况、投资情况、接续情况等，选择以上任何形式或者是它们的混合形式。并上、下的供气或排气导引通道，包括导引钻孔、巷道及管道，可根据供排气量布设两条或两条以上。
权利要求
1.一种地下气化炉联合气化工艺，在由气化通道、气流通道及其导引通道构建的地下气化炉中，其特征在于使至少为两个的“U”型气化炉通过联合布置，组合成联合气化面或联合气化区； 所谓的联合气化面，即各个“U”型气化炉连续排布、相互间无煤柱，它们的气化通道、气流通道、导引通道，至少有其中之一是公用的；所谓的联合气化区，即由至少为两个的联合气化面联合布置，它们的供气系统、排气系统、或二者的一部分，至少有其中之一是公用的。
2.根据权利要求1所述的地下气化炉联合气化工艺，其特征在于所说的联合气化面的各气化炉沿走向排列布置；各气化炉具有的公用通道，是相邻两个气化炉的公用气流通道、各气化炉的公用互连的气化通道(100)；各气流通道通过其导引通道与公用的地面供气管道(20)、排气管道(18、19)相连接。
3.根据权利要求1所述的地下气化炉联合气化工艺，其特征在于所说的联合气化面的各气化炉沿走向排列布置；各气化炉的公用通道，是相邻两个气化炉的公用气流通道、各气化炉公用互连的气化通道(10)、各气化炉公用的排气气流通道(1500)及其排气导引通道(1400)；各进气气流通道与公用的井下进气导引管道(7)相连接。
4.根据权利要求1所述的地下气化炉联合气化工艺，其特征在于所说的联合气化面的各气化炉沿倾向排列布置；各气化炉具有的公用通道，是一条公用互连的气流通道(200)及其公用导引通道。
5.根据权利要求1所述的地下气化炉联合气化工艺，其特征在于所说的联合气化面的各气化炉沿倾向排列布置；各气化炉具有的公用通道，是一条公用互连的出气气流通道(300)及其公用出气导引通道(1400)，各气化炉的进气气流通道与公用的井下进气导引管道(7)相连接。
6.根据权利要求1所述的地下气化炉联合气化工艺，其特征在于所说的联合气化区，是由至少两个走向式联合气化面沿倾向排列布置，各联合气化面公用的供气、排气系统是公用的地面供气管道(20)、排气管道(18、19)。
7.根据权利要求1所述的地下气化炉联合气化工艺，其特征在于所说的联合气化区，是将至少两个走向式联合气化面沿倾向排列布置，各联合气化面公用的供气系统是与每个气化炉进气气流通道分别连接的、公用的井下进气导引管道(7)，及其操作上山(8)。
8.根据权利要求1所述的地下气化炉联合气化工艺，其特征在于所说的联合气化区，由两个倾向式联合气化面沿走向联合布置；两联合气化面具有的公用供气、排气系统有一条公用互连的气流通道(2000)及其公用的导引通道。
9.根据权利要求1所述的地下气化炉联合气化工艺，其特征在于所说的联合气化区，由两个倾向式联合气化面沿走向联合布置；两联合气化面的公用的供气系统是与两个联合气化面的各气化炉进气气流通道连接的、公用的井下进气导引管道(7)，及其操作上山(8)。
10.根据权利要求1所述的地下气化炉联合气化工艺，其特征在于所说的联合气化区，由一个倾向式联合气化面与一组沿倾向布置的走向式联合气化面进一步沿走向联合布置；它们的公用供气系统是与每个联合气化面各气化炉的进气气流通道分别连接的、公用的井下进气导引管道(7)，及其操作上山(8)。
全文摘要
一种地下气化炉联合气化工艺，涉及煤炭地下气化领域。通过使多个地下气化炉联合布置，构成联合气化面或联合气化区。联合气化面由多个气化炉联合布置，各气化炉间不设煤柱，具有公用的气化通道或气流通道或导引通道，亦可兼有。联合气化区由多个联合气化面组合联合布置，具有公用的供气系统或排气系统、或其一部分，亦可兼有。本工艺提供了多种气化炉联合气化方式，以适应不同地面、地质、矿井、投资情况及效益的要求，因地制宜；减少煤柱损失，提高资源回收率；减少独立通道、工程量和投资；实现多气化炉联合运行，扩大气化规模，提高煤气产量，增加生产工艺的灵活性，提高生产的连续性和稳定性；使地下气化真正实现产业化和规模经济效益。
文档编号E21B43/295GK1500967SQ0213579
公开日2004年6月2日 申请日期2002年11月15日 优先权日2002年11月15日
发明者刘宝银 申请人:新汶矿业集团有限责任公司煤气站