煤炭地下气化炉及气化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤炭开采领域，特别涉及一种煤炭地下气化炉及气化方法。
【背景技术】
[0002]煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。
[0003]现有的煤炭地下气化炉将气化剂通过进气通道送入煤层，在地下的煤层中将煤炭气化后通过出气通道输出地面。在气化过程中，因火区在进气通道附近燃烧，且出气通道较低，极易出现因煤层冒落和灰层升高导致出气通道堵塞。堵塞后会导致进气受阻无法继续进行气化，必须停炉进行处理，不能确保气化工艺运行的连续性。
【发明内容】
[0004]为了解决上述的问题，本发明提供了一种煤炭地下气化炉及气化方法，所述煤炭地下气化炉的技术方案如下:
[0005]一种煤炭地下气化炉，包括顶板、位于所述顶板下方的煤层、穿过所述顶板之后进入所述煤层的进气孔、穿过所述顶板之后进入所述煤层的出气孔、概呈水平的位于所述煤层内并连通所述进气孔的进气通道、概呈水平的位于所述煤层内并连通所述出气孔的出气通道以及点火孔，所述进气通道位于所述出气通道的下方，所述点火孔穿过所述顶板之后进入所述煤层并连通所述进气通道及所述出气通道。
[0006]在本发明的一个实施例中，所述出气通道位于所述进气通道的正上方时，所述出气通道与所述进气通道的水平段距离不能小于煤层燃烧后的灰层高度。
[0007]在本发明的一个实施例中，所述出气通道位于所述进气通道的斜上方时，所述出气通道相对于所述进气通道的水平位移距离小于所述顶板冒落时的宽度。
[0008]在本发明的一个实施例中，出气通道位于进气通道的正上方，点火孔呈竖直穿过顶板之后进入煤层并连通所述进气通道及所述出气通道。
[0009]在本发明的一个实施例中，出气通道位于进气通道的斜上方，点火孔呈一定倾角倾斜穿过顶板之后进入煤层并连通所述进气通道及所述出气通道。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述进气通道位于所述出气通道正下方，出气孔位于进气孔轨迹内侧，出气孔与进气孔之间的距离小于25米。
[0011]一种煤炭地下气化炉，包括若干第一气化单元及一第二气化单元，其中每一第一气化单元包括一穿过顶板进入煤层的第一进气孔及与之连通的位于煤层内的第一进气通道、一穿过顶板进入煤层的第一出气孔及与之连通的位于煤层内的第一出气通道，第二气化单元包括一第二进气孔及与之连通的第二进气通道、一第二出气孔及与之连通的第二出气通道以及一点火孔，点火孔连通第二进气通道及第二出气通道的末端，第一进气通道的末端分别连通第二进气通道，第一出气通道的末端分别连通第二出气通道，运行时，通过点火孔点燃煤层，采用后退式气化方法先气化第二气化单元的煤层，当气化完成后再气化与之连通的各个第一气化单元的煤层。
[0012]在本发明的一个实施例中，第二进气通道及每一第一进气通道内设有自由行进的注气管。
[0013]一种利用如上所述的煤炭地下气化炉进行煤炭地下气化的方法，包括如下步骤:
[0014]步骤1:点火孔内下放点火器后关闭；
[0015]步骤2:点火器进行点火；
[0016]步骤3:从进气孔下放可以前后拖动的注气管，输入气化剂进行逆向气化；以及
[0017]步骤4:通过煤气组分计算气化区域的燃煤量，当燃煤量达到该区域煤层储量的一定比例之后，向后移动注气管进行下一段煤层的气化。
[0018]在本发明的一个实施例中，若在气化过程中出气通道堵塞，则打开点火孔作为备用出气孔。所述煤炭地下气化方法的技术方案如下:
[0019]本发明提供的技术方案带来的有益效果是:
[0020]本发明煤炭地下气化炉因设计了点火孔，不会出现因煤层冒落和灰层升高导致出气通道堵塞问题，同时点火孔具备出气功能，即使出现出气通道堵塞问题，也可以打开点火孔出气，保证了气化的连续性。同时，本发明煤炭地下气化炉方便采用多列联合气化的方式进行气化，优点在于避免了多次点火及实现了煤气的量产。
【附图说明】
[0021]图1为本发明煤炭地下气化炉的实施例一的示意图。
[0022]图2为本发明煤炭地下气化炉的实施例一的工作状态示意图。
[0023]图3为本发明煤炭地下气化炉的气化方法流程图。
[0024]图4为本发明煤炭地下气化炉的实施例二的示意图。
[0025]主要元件符号说明
[0026]顶板I
[0027]煤层2
[0028]进气孔3
[0029]出气孔4
[0030]进气通道5
[0031]出气通道6
[0032]点火孔7
[0033]燃空区9
[0034]空腔9a
[0035]灰渣9b
[0036]第一进气孔11、21、31、41
[0037]第一出气孔21、22、23、24
[0038]第一进气通道13、23、33、43
[0039]第一出气通道14、24、34、44
[0040]第二进气孔51
[0041]第二出气孔52
[0042]第二进气通道 53
[0043]第二出气通道 54
[0044]点火孔70
具体实施例
[0045]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0046]关于实施例一
[0047]请参阅图1，本发明煤炭地下气化炉的较佳实施例包括顶板1、位于顶板I下方的煤层2、竖直穿过顶板I之后进入煤层2的进气孔3、竖直穿过顶板I之后进入煤层2的出气孔4、概呈水平的位于煤层2内并连通进气孔3的进气通道5、概呈水平的位于煤层2内并连通出气孔4的出气通道6以及点火孔7。进气通道5位于出气通道6的下方，进气通道5内设有自由行进的注气管，用于输入气化剂。点火孔7竖直或者呈一定倾角倾斜穿过顶板I之后进入煤层2并连通进气通道5及出气通道6的远离进气孔3及出气孔4的一端。
[0048]进气孔3主要用于将气化剂通过进气通道5输送至燃烧工作面。点火孔7将进气通道5和出气通道6连接起来，形成一完整的气化通道。出气通道6是将气化后产生的煤气输送至出气孔4并经出气孔4将煤气输送至地面。点火孔7主要用于煤层点火、连接进气通道和出气通道，也可作为备用出气孔。
[0049]点火孔7的底部位于煤层2的底板，若煤层2的底板为遇水软化的泥岩，则点火孔7的底部位于煤层2的底板以上0.5米或煤层2下方的泥岩下I米，若煤层2下方为软泥岩，则点火孔7的底部进行水泥固底，防止泥化堵塞钻孔。
[0050]进气通道5和出气通道6中下入支护装置进行钻孔支护，支护装置可以是铸铁花管、可燃材料制作的复合管、或玻璃钢管。其中进气通道5优选玻璃钢管，出气通道6优选铸铁花管。
[0051]进气通道5位于煤层2的底板上0-0.5米处，具体可根据煤层2下方的地质性质决定，若煤层2下方为泥岩，进气通道5最优位置位于煤层2的底板上0.5米处，若煤层2下方为硬质岩层，进气通道5可位于煤层2的底部。
[0052]出气通道6位于顶板I下方0-0.5米处，考虑到出气通道6的稳定性，一般位于顶板I下方0.5米处。出气通道6可位于进气通道5正上方、也可位于进气通道5的斜上方。出气通道6位于进气通道5正上方时，两条通道的距离取决于煤层2的厚度，若煤层2较薄，两条通道的距离不能小于煤层2燃烧后灰层的高度，此时，点火孔7呈竖直穿过顶板I之后进入煤层2并连通进气通道5及出气通道6。出气通道6位于进气通道5的斜上方时，出气通道6相对于进气通道5的水平位移距离小于顶板I冒落时的宽度，此时，点火孔7呈一定倾角倾斜穿过顶板I之后进入煤层2并连通进气通道5及出气通道6。
[0053]本实施例中，进气通道5位于出气通道6正下方，则出气孔4位于进气孔3轨迹内侦牝出气孔4与进气孔3之间的距离小于25米。在其它实施例中，进气通道5若位于出气通道6斜下方，则出气孔4可位于进气孔3轨迹内侧，出气孔4也可与进气孔3并列。
[0054]请一并参阅图2及图3，本发明煤炭地下气化炉的气化方法的步骤如下:
[0055]步骤SlOl:点火孔7内下放点火器后关闭，点火器位于进气通道5和出气通道6之间的竖直通道。
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