专利名称：矿井气化炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及于煤层直接生产煤气，属采矿技术。
背景技术：
现有于煤层直接生产煤气的技术称为“煤炭地下气化”，如图1(取自《煤炭地下气化过程》一书，中国矿业大学出版社，2002年10月出版)，其技术特征是不建设生产矿井，由地面向气化煤层内的气化通道施工进气孔注入气化剂(空气、氧气、蒸汽)，气化通道所产煤气进入排气孔流至地面。由附图1可见，其1个显著缺点是进气孔与排气孔随煤层埋藏深度的增加而增长，气化深部煤层时，施工钻孔困难、工程量大、投资与成本增加。
发明内容
本发明为现有生产矿井内于煤层直接生产煤气，目的是解决现有煤炭地下气化技术难以气化深部煤层的问题。
为达到上述目的，本发明的内容如附图2所示在煤层内，掘进通风的注气巷道1，内有气化剂管线2。由注气巷道1向煤层3内的气化反应通道4(本申请所有文件中“通道”一词，指巷道、钻孔、煤壁前方或燃烧等方式形成的长条状气体流动空间)施工注气钻孔5，孔5内封入与气化剂管线2相连通的注气管6，注气管6的出气口位于气化反应通道4的注气点7处。生产煤气时，人员在注气巷道1内操作，将气化剂由注气管6注入气化反应通道4生产煤气，生成的煤气由气化反应通道4的反应末端8进入由煤气巷道9、煤气石门10和煤气井11构成的煤气运输井巷系统，流至地面12。
本发明的注气巷道1和注气钻孔5亦可布置在煤层3内气化反应通道4的反应末端8的外侧，如附图3所示封入注气钻孔5的注气管6，由反应末端8进入气化反应通道，而注气管口位于注气点7处，注气管6内气流方向与气化反应通道4内的气流方向相反。
本发明的注气巷道1和注气钻孔5还可布置在煤层底板的岩(煤)层内，如附图4所示，注气钻孔5内的末端连同封入其内的注气管6的注气管口位于气化反应通道4的注气点7处。
当注气巷道1布置在煤层底板的岩(煤)层时，亦可如附图5所示，注气钻孔5直通煤气巷道9，封入注气钻孔5内的注气管6经 煤气巷道9和气化反应通道4的末端8而注气管口位于气化反应通道4的注气点7处。
当注气巷道1布置在煤层底板的岩(煤)层内时，还可如图6所示，将气化反应通道4分为2个或2个以上的气化分段4-1、4-2、4-3、4-4……，由注气巷道1分别向各气化分段的注气点7-1、7-2、7-3……施工注气钻孔5-1、5-2、5-3……。生产煤气时，相邻注气钻孔5-1、5-2、5-3、……接替注气，使相邻气化分段4-1、4-2、4-3……接替生产。
实施本发明的必要安全措施，是如图4所示的组合密闭，用以隔离注气巷道1和煤气巷道9，防止煤气泄漏，其结构为密闭墙13-1、13-2之间，充填泥浆、水、氮气等流体14。
实施本发明的另一项必要安全措施，是防止煤气井11的支护井壁15与井内的高热煤气流接触而膨胀损坏，其技术措施如图6所示支护井壁15加装水(气)冷壁16以隔离煤气井11内的热煤气流。
下面结合附图，对本发明做进一步说明。
图1 现有地下煤炭气化炉图2 煤层内注气巷道——注气钻孔正向注气方法剖面3 煤层内注气巷道——注气钻孔逆向注气方法剖面4 煤层底板岩(煤)层内注气巷道——岩层注气钻孔直线注气管注气方法剖面5 煤层底板岩(煤)注气巷道——岩层注气钻孔弯曲注气管注气方法剖面6 气化反应通道内多气化分段接替生产方法剖面7 煤气井内衬水冷壁剖面8 多气化反应通道共用注气巷道剖面9 壁式气化采煤方法本发明的有益效果在于注气钻孔长度不随煤层埋深变化，从而生产稳定、投资与成本减少。
具体实施例方式
实施例1多气化反应通道共用注气巷道生产方法如图8所示，2条或2条以上(图中所画为4条)气化反应通道4由1条煤层底板的岩(煤)层内注气巷道1实施注气，所产煤气均流入一条煤气巷道9。
实施例2壁式气化采煤方法如图9所示，煤层3内布置煤气巷道9和2条或2条以上的气化分段4-1、4-2……(图中为2条气化分段)；由煤层底板的岩(煤)层内的注气巷道1向煤层3对应气化分段4-1、4-2……各钻1排注气钻孔5-1-1、5-1-2、5-1-3……和5-2-1、5-2-2、5-2-3……，其与煤层的交点7-1-1、7-1-2、7-1-3和7-2-1、7-2-2、7-2-3……即为注气点。生产煤气时，气化分段4-1由注气点7-1-1注气生产，至煤层的气化煤壁后退至W-1-1，再由注气点7-1-2接替注气生产，气化煤壁相应后退至W-1-2。重复这一生产过程，注气点7-1-3、7-1-4……依次接替注气生产，气化煤壁依次后退至W-1-3、W-1-4……。气化分段4-2采用与气化分段4-1相同的接替生产程序，则气化煤壁依次后退至W-2-1、W-2-2、W-2-3……。
权利要求
1.煤矿矿井内于煤层直接生产煤气的矿井气化炉，其特征为由煤气巷道9和煤层内的气化反应通道4构成煤气系统；由注气巷道1及其向气化反应通道4施工的注气钻孔5构成气化剂注气系统，气化剂由注气钻孔5内封入的注气管6注入气化反应通道4生产煤气，人员在注气巷道1内作业。
2.根据权利要求1的一种矿井气化炉，其特征是巷道1和注气钻孔5位于煤层3内气化反应通道4的注气点8外侧，气化剂在注气管6内的流动方向与煤气在气化反应通道4内的流动方向相同。
3.根据权利要求1的一种矿井气化炉，其特征是操作巷道1和注气钻孔5位于煤层3内气化反应通道4的反应末端8外侧，注气管6穿过气化反应通道4，使出气管口位于注气点8处，气化剂在注气管6内的流动方向和煤气在气化反应通道4内的流动方向相反。
4.根据权利要求1的一种矿井气化炉，其特征是操作巷道1和注气钻孔5位于煤层3底板岩(煤)层内，注气钻孔5与气化反应通道4在注气点8处相连通。
5.根据权利要求1的一种矿井气化炉，其特征是操作巷道1位于煤层底板的岩(煤)层内，煤气巷道9位于煤层内，注气钻孔5与煤气巷道9相通，封入注气钻孔5内的注气管6经煤气巷道9和气化反应通道4的反应末端8敷设至出气管口位于注气点8处。
6.应用权利要求2、3、4、5的一种多矿井气化炉生产接替方法气化反应通道4划分为多个反应分段4-1、4-2、4-3、......；由注气巷道1对应各反应分段的注气点8-1、8-2、8-3、......施工注气钻孔5-1、5-2、5-3......，相邻注气钻孔接替注气，实现相邻气化反应分段的接替生产。
7.实施权利要求1的一种矿井运输煤气系统，其特征为由煤气巷道10和煤气井11构成收集、运输矿井内多个气化反应通道4生产的煤气。
8.实施权利要求7的一种保护煤气井11的支护井圈15的方法，其特征为以沿支护井圈15密集排列的充满流体的管线16-1或中空弧形板16-2隔离支护井圈15与井内的热煤气流。
9.一种权利要求2、3、4、5、6的实施方法由1条注气巷道1向2条或2条以上的气化反应通道4施工注气钻孔5注气。
10.一种应用权利要求4的多矿井气化炉接替生产的方法，其特征为由注气巷道1向煤层3施工一排注气钻孔5-1-1、5-1-2、5-1-3......，其与煤层相交的孔底7-1-1、7-1-2、7-1-3、7-1-4......的连线与煤层内的煤气巷道9平行，由注气钻孔5-1-1向气化反应通道4-2注气生产使气化煤壁后退至W-1-1，此时相邻注气钻孔5-1-2注气使其孔底7-1-2与W-1-1相贯通而接替注气生产；之后，个注气钻孔5-1-3、5-1-4、......依次接替注气生产。
全文摘要
本发明公开了煤矿矿井于煤层直接生产煤气的矿井气化炉，由煤气巷道和煤层内的气化反应通道构成气化产气与煤气运输系统，由注气巷道与注气钻孔构成气化剂注入系统。生产煤气时，人员在注气巷道内操作，将气化剂由封入注气钻孔内的注气管注入气化反应通道生产煤气，所产煤气进入煤气巷道流至矿井煤气井下运输井巷系统。
文档编号E21B43/00GK1419037SQ0215897
公开日2003年5月21日 申请日期2002年12月31日 优先权日2002年12月31日
发明者柴兆喜 申请人:柴兆喜