專利名稱：地下氣化生產(chǎn)礦井的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤炭地下氣化生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種地下氣化生產(chǎn)礦井。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)人們一直很少或沒(méi)有對(duì)專門用于煤炭地下氣化方式生產(chǎn)煤氣的地下氣化生產(chǎn)礦井進(jìn)行研究，類似的專利的有“礦井長(zhǎng)通道大斷面煤炭地下氣化(公開(kāi)號(hào)CN 1169501A)”、“換管注氣點(diǎn)后退式煤層氣化方法(公開(kāi)號(hào)CN 1121138A)”等。這些專利對(duì)建立有井式地下氣化技術(shù)的基礎(chǔ)進(jìn)行了研究，但都未涉及氣化氣化生產(chǎn)礦井的整體方案，與大規(guī)模生產(chǎn)有較大距離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是按照煤炭地下氣化的需要，設(shè)置獨(dú)立的地下氣化生產(chǎn)礦井，專門用煤炭地下氣化方式生產(chǎn)煤氣。地下氣化生產(chǎn)礦井包括礦井開(kāi)拓、礦井氣體輸送、煤炭地下氣化回采三個(gè)大系統(tǒng)。
1.礦井開(kāi)拓系統(tǒng)由主井井筒(1)、副井井筒(2)、井底車場(chǎng)及大巷(3)、集中上、下山(4)、采區(qū)車場(chǎng)及石門(5)、變電所(6)、水泵房及水倉(cāng)(7)構(gòu)成，其功能是對(duì)煤氣生產(chǎn)和接續(xù)采區(qū)建設(shè)提供系統(tǒng)支持與服務(wù)。
2.礦井氣體輸送系統(tǒng)為獨(dú)立體系，專為輸送煤氣和氧氣、水蒸汽設(shè)置，與礦井開(kāi)拓系統(tǒng)實(shí)行安全隔離。礦井氣體輸送系統(tǒng)由氧氣輸送井筒(8)、煤氣輸送井筒(9)、氧氣輸送主巷(10)、煤氣輸送主巷(11)、開(kāi)關(guān)門硐室(12)和氧氣主管(10′)、煤氣主管(11′)、水蒸汽主管(13)、煤氣集中降溫裝置(38)構(gòu)成。
a.考慮到煤氣和氧氣或富氧輸送量很大，在輸送需用管徑大于800mm區(qū)段，布設(shè)專用的氧氣輸送井筒(8)、煤氣輸送井筒(9)、氧氣輸送主巷(10)、煤氣輸送主巷(11)輸送氧氣和煤氣。輸氣井巷用設(shè)在開(kāi)關(guān)門硐室(12)中的雙道開(kāi)關(guān)門予以控制。
b.在煤氣或氧氣輸送需用管徑小于800mm區(qū)段，分別改由氧氣主管(10′)和煤氣主管(11′)輸送，主管敷設(shè)于井筒和石門或車場(chǎng)中。水蒸汽輸送需要保溫且需用管徑較小，因此用保溫的水蒸汽主管(13)輸送，并單獨(dú)敷設(shè)于礦井回風(fēng)系統(tǒng)的井巷中，需要時(shí)可輸送氮?dú)饣蚱渌鼩怏w。輸氣管道用電控液動(dòng)閥門予以控制。
c.氣化劑由地面的氣化劑制備系統(tǒng)(14)提供，煤氣抽出地面即送入簡(jiǎn)易凈化裝置(15)，處理后壓入貯氣罐待用。在煤氣輸送主巷(11)或煤氣主管(11′)首端設(shè)置集中降溫裝置(38)。
所述的井筒(1)、(2)、(8)、(9)可選擇立井、斜井或平硐。
3.煤炭地下氣化回采系統(tǒng)由區(qū)段和地下氣化爐兩部分組成，a.區(qū)段，是采區(qū)的主要單元，長(zhǎng)度即為采區(qū)單翼長(zhǎng)度，傾斜寬度以不超過(guò)360m為宜。由集中控制巷(16)、回風(fēng)巷(17)、泄水巷(18)、機(jī)械硐室(19)、區(qū)段監(jiān)測(cè)控制站(20)、氧氣輸送支巷(21)、煤氣輸送支巷(22)和水蒸汽支管(23)、氧氣支管(24)、煤氣支管(25)及液壓動(dòng)力管(26)、監(jiān)測(cè)控制通信線纜(27)、安全隔離帶(28)組成。
①所述的集中控制巷(16)位于區(qū)段上邊緣，首端和采區(qū)車場(chǎng)及石門(5)相接，末端在采區(qū)邊界和回風(fēng)巷(17)上端連接。
②所述回風(fēng)巷(17)位于采區(qū)邊界內(nèi)側(cè)且與其平行，連接于集中控制巷(16)和泄水巷(18)之間。
③所述泄水巷(18)位于區(qū)段下邊緣，起于回風(fēng)巷(17)下口，止于集中上、下山或采區(qū)車場(chǎng)及石門(5)。
④所述的機(jī)械硐室(19)和區(qū)段監(jiān)測(cè)控制站(20)設(shè)置在集中控制巷(16)首端或附近。
⑤所述的氧氣輸送支巷(21)和煤氣輸送支巷(22)是在氧氣和煤氣輸送需用管徑大于800mm區(qū)段，與集中控制巷(16)平行且相距10m左右，分在兩側(cè)的位置設(shè)置。在氧氣和煤氣流量需用管徑小于800mm區(qū)段，由氧氣支管(24)和煤氣支管(25)替代，兩支管敷設(shè)于集中控制巷(16)中。
⑥所述的水蒸汽支管(23)首端接自水蒸汽主管(13)，末端止于最后一個(gè)氣化劑控制壁龕(30)。
⑦所述的液壓動(dòng)力管(26)和監(jiān)測(cè)控制通信線纜(27)敷設(shè)于集中控制巷(16)中。
⑧所述的安全隔離帶(28)是分別在集中控制巷(16)下側(cè)和泄水巷(18)上側(cè)，與其平行且相距15m左右的位置，在煤層全高并延伸到頂板0.5m范圍，進(jìn)行寬度為2～3m的水沙土充填構(gòu)成。
b.地下氣化爐布設(shè)于區(qū)段中，是生產(chǎn)煤氣的場(chǎng)所，主要采用U型爐結(jié)構(gòu)。由氣化劑通道(29)、氣化劑控制壁龕(30)、氣化工作面(31)、煤氣通道(32)、煤氣控制壁龕(33)、混合氣化劑管(34)、帶風(fēng)門隔離墻(35)、密閉墻(36)、噴霧洗滌降溫水幕(37)組成。
①所述的氣化劑通道(29)布設(shè)在平行于集中上、下山(4)的煤層中，上端經(jīng)氣化劑控制壁龕(30)和集中控制巷(16)相接，下端止于氣化工作面(31)。
②所述的煤氣通道(32)布設(shè)在平行于集中上、下山(4)的煤層中，上端經(jīng)煤氣控制壁龕(33)和集中控制巷(16)相接，下端接于泄水巷(18)。
③所述氣化工作面(31)布設(shè)在泄水巷(18)旁側(cè)的安全隔離帶(28)上側(cè)并與其平行的煤層中，首端接于氣化劑通道(29)下端，末端接于煤氣通道(32)。
④所述的混合氣化劑管(34)安設(shè)于氣化劑通道(29)的全長(zhǎng)。
⑤所述的帶風(fēng)門隔離墻(35)或密閉墻(36)，是在氣化劑通道(29)和煤氣通道(32)通過(guò)安全隔離帶(28)的兩側(cè)設(shè)置，在氧氣輸送支巷(21)和煤氣輸送支巷(22)與集中控制巷(16)相接處也要設(shè)置兩道密閉墻(36)。在煤氣通道(32)通過(guò)安全隔離帶(28)兩側(cè)帶風(fēng)門隔離墻(35)的底部，要設(shè)置U形水封，便于排水。
⑥所述的在煤氣通道(32)出口端設(shè)置3～5個(gè)環(huán)形噴霧洗滌降溫水幕(37)。
本發(fā)明的有益效果是1)設(shè)置獨(dú)立的地下氣化生產(chǎn)礦井，專門用煤炭地下氣化方式生產(chǎn)煤氣。
2)建立礦井氣體輸送系統(tǒng)，設(shè)置專用的井巷和管道，適應(yīng)煤氣、氧氣、水蒸汽的超大氣量輸送，與礦井開(kāi)拓系統(tǒng)實(shí)行安全隔離。
3)設(shè)置多個(gè)煤炭地下氣化回采區(qū)段，在每個(gè)區(qū)段中布置地下氣化爐群，采用氣化爐直接監(jiān)測(cè)技術(shù)和分段隔離破管注劑調(diào)控技術(shù)，做到大規(guī)模生產(chǎn)煤氣，且可實(shí)現(xiàn)質(zhì)量和產(chǎn)量的雙穩(wěn)定。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作一詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明地下氣化生產(chǎn)礦井一個(gè)礦井的單翼的平面示意圖；圖2為本發(fā)明地下氣化生產(chǎn)礦井的主剖面示意圖；圖3為本發(fā)明地下氣化生產(chǎn)礦井區(qū)段單層一翼布置示意圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1與圖2，其中，主井井筒1，副井井筒2，井底車場(chǎng)及大巷3，集中上、下山4，采區(qū)石門及車場(chǎng)5，變電所6，水泵房及水倉(cāng)7，氧氣輸送井筒8，煤氣輸送井筒9，氧氣輸送主巷10，氧氣主管10′，煤氣輸送主巷11，煤氣主管11′，開(kāi)關(guān)門硐室12，水蒸汽主管13，氣化劑制備系統(tǒng)14，簡(jiǎn)易凈化裝置15，集中控制巷16，回風(fēng)巷17，泄水巷18，機(jī)械硐室19，區(qū)段監(jiān)測(cè)控制站20，氧氣輸送支巷21，煤氣輸送支巷22，水蒸氣支管23，氧氣支管24，煤氣支管25，安全隔離帶28，氣化劑通道29，氣化工作面31，煤氣通道32，混合氣化劑管34，煤氣集中降溫裝置38。
本發(fā)明開(kāi)拓方式以立井為主，為表達(dá)斜井開(kāi)拓方式，在集中上山4上部用虛線標(biāo)出了斜井井筒1、2。考慮到多煤層，用區(qū)段石門貫穿各層。圖中表明了地下氣化生產(chǎn)礦井的開(kāi)拓、各輸氣系統(tǒng)及相互關(guān)系。當(dāng)集中上山4能夠出露地面或用斜井開(kāi)拓時(shí)，每隔2～3個(gè)區(qū)段應(yīng)設(shè)置變電所6和水泵房及水倉(cāng)7，為簡(jiǎn)化圖面，本圖予以省略。
參見(jiàn)圖3，是個(gè)典型的區(qū)段平面布置圖，表明了區(qū)段內(nèi)各輸氣系統(tǒng)及關(guān)系，多個(gè)地下氣化爐的并聯(lián)關(guān)系。其中帶氣化劑控制壁龕30，煤氣控制壁龕33，風(fēng)門隔離墻35，密閉墻36，噴霧洗滌降溫水幕37。
1)圖1、2、3所示的礦井開(kāi)拓系統(tǒng)的主井井筒1、副井井筒2、井底車場(chǎng)及大巷3、集中上、下山(沿層斜井開(kāi)拓時(shí)為同類名稱井筒，下同)4、采區(qū)車場(chǎng)及石門5、變電所6、水泵房及水倉(cāng)7，形成輔助提升、運(yùn)輸、供電、排供水、通風(fēng)、安全監(jiān)控等子系統(tǒng)。除取消了煤炭運(yùn)輸、轉(zhuǎn)運(yùn)、提升系統(tǒng)外，類同于普通煤炭生產(chǎn)礦井，功能是對(duì)煤氣生產(chǎn)和接續(xù)采區(qū)建設(shè)提供系統(tǒng)支持與服務(wù)。
根據(jù)地面環(huán)境、地質(zhì)條件和生產(chǎn)規(guī)模，井筒可選擇立井、斜井或平硐。上列井巷種類的選用和組合方式，要遵照普通煤礦的選取規(guī)則，可根據(jù)需要全部設(shè)置或部分設(shè)置。
2)圖1、2、3所示的礦井氣體輸送系統(tǒng)為獨(dú)立體系，和開(kāi)拓系統(tǒng)實(shí)行安全隔離。
考慮到煤氣和氣化劑中的氧氣或富氧輸送量很大，在輸送需用管徑大于800mm區(qū)段，布設(shè)專用的氧氣輸送井筒8、煤氣輸送井筒9、氧氣輸送主巷10和煤氣輸送主巷11輸送氧氣和煤氣。輸氣井巷中用設(shè)于開(kāi)關(guān)門硐室12中的特制雙道開(kāi)關(guān)門進(jìn)行控制。
在輸送需用管徑小于800mm區(qū)段，分別改由氧氣主管10′和煤氣主管11′輸送氧氣和煤氣，管道敷設(shè)于井筒和石門或車場(chǎng)中。氣化劑中的水蒸汽輸送需要保溫且需用管徑較小，因此用保溫管道輸送。水蒸汽主管13單獨(dú)設(shè)于礦井回風(fēng)系統(tǒng)的井巷中，需要時(shí)可輸送氮?dú)饣蚱渌鼩怏w。管道氣體輸送的控制用電控液動(dòng)閥門。
氣化劑由地面的氣化劑制備系統(tǒng)14提供，煤氣抽出地面即送入簡(jiǎn)易凈化裝置15，處理后壓入貯氣罐待用。
3)圖1、2、3所示的煤炭地下氣化回采系統(tǒng)分為區(qū)段和地下氣化爐兩部分。
a.區(qū)段，是采區(qū)的主要單元，長(zhǎng)度即為采區(qū)單翼長(zhǎng)度，傾斜寬度以不超過(guò)360m為宜。在區(qū)段上邊緣設(shè)集中控制巷16，采區(qū)邊界設(shè)回風(fēng)巷17，區(qū)段下邊緣設(shè)泄水巷18。
①集中控制巷16是區(qū)段的骨干巷道，首端和采區(qū)車場(chǎng)及石門5相接，末端在采區(qū)邊界和回風(fēng)巷17上端連接。全長(zhǎng)敷設(shè)水蒸汽支管23、液壓動(dòng)力管26、監(jiān)測(cè)控制通信線纜27，部分區(qū)段附設(shè)氧氣支管24、煤氣支管25。
②回風(fēng)巷17位于采區(qū)邊界內(nèi)側(cè)且與其平行，連接于集中控制巷16和泄水巷18之間。功能是將集中控制巷中16的乏風(fēng)送入泄水巷18。
③泄水巷18位于區(qū)段的下邊緣，起于回風(fēng)巷17下口，止于集中上、下山4或采區(qū)車場(chǎng)及石門5。功能是攔截氣化區(qū)泄水并以自流方式導(dǎo)入水倉(cāng)7。倉(cāng)中水除供給煤氣洗滌冷卻之用外，多余部分排出地面作無(wú)害處理后排放。另一功能是兼做區(qū)段單翼回風(fēng)巷。
④在集中控制巷16首端或附近設(shè)置機(jī)械硐室19和區(qū)段監(jiān)測(cè)控制站20，機(jī)械硐室19中安設(shè)液壓站和錨噴設(shè)備，區(qū)段監(jiān)測(cè)控制站20中安設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)的信息處理、存儲(chǔ)、顯示裝置。
⑤在氧氣和煤氣輸送需用管徑大于800mm區(qū)段，與集中控制巷16平行且相距10m左右的位置，分別設(shè)置氧氣輸送支巷21和煤氣輸送支巷22。在氣體流量需用管徑小于800mm區(qū)段，分別改由氧氣支管24和煤氣支管25替代，兩支管敷設(shè)于集中控制巷16中。
⑥氧氣輸送支巷21首端接于氧氣輸送主巷10，末端止于氧氣支管24，氧氣支管24末端則止于最后一個(gè)氣化劑控制壁龕30，功能是為氣化爐輸送氧氣。
⑦煤氣支管25首端起于最后一個(gè)煤氣控制壁龕33中的煤氣導(dǎo)管，末端接于煤氣輸送支巷22首端。煤氣輸送支巷22以設(shè)于巖層中為宜，首端接于煤氣支管25，末端接入煤氣輸送主巷11，功能是為氣化區(qū)輸出煤氣。
⑧水蒸汽支管23首端接到敷設(shè)于集中上、下山4或采區(qū)車場(chǎng)及石門5中的水蒸汽輸送主管13，末端止于最后一個(gè)氣化劑控制壁龕30，功能是為氣化爐輸送水蒸汽。
⑨液壓動(dòng)力管26首端接于液壓站，末端止于最后一個(gè)氣化劑控制壁龕30，為各液動(dòng)閥門提供動(dòng)力。軌道接于采區(qū)車場(chǎng)及石門5，為氣化區(qū)提供運(yùn)輸服務(wù)。
b.地下氣化爐，布設(shè)于區(qū)段中，是生產(chǎn)煤氣的場(chǎng)所，主要采用U型爐結(jié)構(gòu)。由氣化劑通道29、氣化劑控制壁龕30、氣化工作面31、煤氣通道32、煤氣控制壁龕33、混合氣化劑管34等構(gòu)成。采用地下氣化爐調(diào)整控制技術(shù)，使氣化爐運(yùn)行于理想狀態(tài)。
①氣化劑通道29和煤氣通道32，一般平行于集中上、下山而布設(shè)于煤層中，上端分別經(jīng)氣化劑控制壁龕30、煤氣控制壁龕33和集中控制巷16相接，氣化劑通道29下端止于氣化工作面31，煤氣通道32下端接于泄水巷18。氣化工作面31布設(shè)在泄水巷18上側(cè)的煤層中，與泄水巷18平行且保持適當(dāng)安全距離，首端接于氣化劑通道29下端，末端接于煤氣通道32。
②在各氣化劑控制壁龕30中，設(shè)置氧氣導(dǎo)管、水蒸汽導(dǎo)管、氣化劑混合器，由混合器接出的混合氣化劑管34，敷設(shè)于氣化劑通道29中，采用分段隔離破管注劑技術(shù)，對(duì)氣化工作面31實(shí)現(xiàn)階段式跟進(jìn)方式注入氣化劑。兩導(dǎo)管和混合氣化劑管34均裝設(shè)電控液動(dòng)閥門和計(jì)量直讀儀表與相應(yīng)傳感器，用以對(duì)氣氧比和流量的監(jiān)測(cè)與調(diào)控。
③在各煤氣控制壁龕33中設(shè)煤氣輸出導(dǎo)管，將煤氣通道32和煤氣支管25或煤氣輸送支巷22連接，用以輸出煤氣。導(dǎo)管上裝設(shè)電控液動(dòng)閥門和計(jì)量直讀儀表與相應(yīng)傳感器及煤氣采樣接口，用以對(duì)煤氣流量的監(jiān)測(cè)調(diào)控和煤氣組分樣本的采集。
④氣化劑以適當(dāng)強(qiáng)度進(jìn)入氣化工作面和熾熱煤壁接觸，經(jīng)物理變化和化學(xué)反應(yīng)生成煤氣。在氣化劑正壓和煤氣出口負(fù)壓的作用下，煤氣經(jīng)煤氣通道32、煤氣輸送導(dǎo)管進(jìn)入煤氣輸送系統(tǒng)。
⑤氣化爐區(qū)淋水、蒸汽冷凝水、氣化反應(yīng)析出水、煤氣洗滌冷卻水等，匯集于煤氣通道32，經(jīng)設(shè)于其下端的兩道帶風(fēng)門隔離墻35底部的U形水封流入泄水巷18。
c.上述b中的①至⑤項(xiàng)全部?jī)?nèi)容構(gòu)成了完整的煤炭地下氣化爐，是個(gè)獨(dú)立、封閉的基本單元。由于諸多因素影響，氣化爐形態(tài)及組合方式有多種變化，典型的有下列幾種
①直接將兩個(gè)爐合并在一起，共用一個(gè)氣化劑通道29和混合氣化劑管34，或者共用一個(gè)煤氣通道32。
②根據(jù)采區(qū)條件和需要，以相鄰并聯(lián)或非相鄰并聯(lián)(類同于跳采)方式，同時(shí)布設(shè)多個(gè)氣化爐于區(qū)段中，形成地下氣化爐群。但兩爐之間(兩爐合并者除外)要保持安全間隔與封閉，做到各自獨(dú)立運(yùn)行，互不影響。
③在同一礦井中可布設(shè)多個(gè)采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)，在同一采區(qū)中可布設(shè)多個(gè)區(qū)段同時(shí)生產(chǎn)，在同一區(qū)段的一翼中可布設(shè)多個(gè)地下氣化爐進(jìn)行生產(chǎn)。由此種方式形成的地下氣化爐群同時(shí)進(jìn)行氣化，是實(shí)現(xiàn)煤氣質(zhì)量和產(chǎn)量雙穩(wěn)定及大規(guī)模煤氣生產(chǎn)的最重要手段。
d.為及時(shí)有效調(diào)控氣化運(yùn)行，保證安全生產(chǎn)，要設(shè)置全礦井信息采集處理控制系統(tǒng)，它們是①采用地下氣化爐運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，直接采集氣化爐運(yùn)行狀態(tài)信息或氣化爐外圍的狀態(tài)參數(shù)。
②在設(shè)于全礦井各處的計(jì)量監(jiān)測(cè)直讀儀表處，都要安設(shè)同類參量傳感器，閥門和開(kāi)關(guān)門要安設(shè)開(kāi)閉狀態(tài)位移傳感器，采集各類參量、狀態(tài)信息。
③按照煤礦有關(guān)安全規(guī)定，在全礦井的關(guān)鍵部位安設(shè)有害氣體含量、通風(fēng)參量和安全設(shè)施狀態(tài)傳感器，構(gòu)成礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)。
④對(duì)上列采集的煤氣生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)信息和礦井安全監(jiān)測(cè)信息，經(jīng)專用線纜分別傳送到安設(shè)于集中監(jiān)控硐室和地面總監(jiān)控室中的信息處理、存儲(chǔ)、顯示裝置中，據(jù)以調(diào)控煤氣生產(chǎn)處于理想和安全狀態(tài)。
⑤分別于集中控制巷下側(cè)和泄水巷上側(cè)，并與其相距20m左右且與之平行位置，在煤層全高并延伸到頂板0.5m范圍，設(shè)置寬度2～3m的水沙土充填安全隔離帶28。在氣化爐巷道與外界各連通處的內(nèi)側(cè)，設(shè)置兩道帶風(fēng)門隔離墻35或密閉墻36。在需要泄水的隔離墻底部，設(shè)置U形水封，實(shí)現(xiàn)氣化爐對(duì)外的安全隔離與封閉。
⑥在每個(gè)煤氣通道32出口端設(shè)置3～5個(gè)環(huán)形噴霧洗滌降溫水幕37，在煤氣輸送主巷11或煤氣主管11′首端設(shè)置煤氣間接式集中降溫裝置38，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤氣的初步凈化、降溫和非高溫輸送。
權(quán)利要求
1.一種專門進(jìn)行煤氣生產(chǎn)的地下氣化生產(chǎn)礦井，其特征在于，地下氣化生產(chǎn)礦井包括礦井開(kāi)拓、礦井氣體輸送、煤炭地下氣化回采三個(gè)大系統(tǒng)；1)礦井開(kāi)拓系統(tǒng)由主井井筒(1)、副井井筒(2)、井底車場(chǎng)及大巷(3)、集中上、下山(4)、采區(qū)車場(chǎng)及石門(5)、變電所(6)、水泵房及水倉(cāng)(7)構(gòu)成；2)礦井氣體輸送系統(tǒng)由氧氣輸送井筒(8)、煤氣輸送井筒(9)、氧氣輸送主巷(10)、煤氣輸送主巷(11)、開(kāi)關(guān)門硐室(12)和氧氣主管(10′)、煤氣主管(11′)、水蒸汽主管(13)、地面的氣化劑制備系統(tǒng)(14)、煤氣簡(jiǎn)易凈化裝置(15)、煤氣集中降溫裝置(38)構(gòu)成；井筒(1)、(2)、(8)、(9)可選擇立井、斜井或平硐；3)煤炭地下氣化回采系統(tǒng)由區(qū)段和地下氣化爐兩部分組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下氣化生產(chǎn)礦井，其特征在于，所述的礦井氣體輸送系統(tǒng)中1)煤氣和氧氣在輸送需用管徑大于800mm區(qū)段，布設(shè)專用的氧氣輸送井筒(8)、煤氣輸送井筒(9)、氧氣輸送主巷(10)、煤氣輸送主巷(11)輸送氧氣和煤氣，輸氣井巷由設(shè)在開(kāi)關(guān)門硐室(12)中的雙道開(kāi)關(guān)門予以控制；2)煤氣和氧氣在輸送需用管徑小于800mm區(qū)段，分別改由氧氣主管(10′)和煤氣主管(11′)輸送氧氣和煤氣，主管敷設(shè)于井筒和石門或車場(chǎng)中，水蒸汽輸送用保溫的水蒸汽主管(13)輸送，并單獨(dú)敷設(shè)于礦井回風(fēng)系統(tǒng)的井巷中，需要時(shí)可輸送氮?dú)饣蚱渌鼩怏w，輸氣管道由電控液動(dòng)閥門予以控制；3)氣化劑由地面的氣化劑制備系統(tǒng)(14)提供，煤氣抽出地面即送入簡(jiǎn)易凈化裝置[15]，處理后壓入貯氣罐待用。在煤氣輸送主巷(11)或煤氣主管(11′)首端設(shè)置煤氣集中降溫裝置(38)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下氣化生產(chǎn)礦井，其特征在于，所述的區(qū)段由集中控制巷(16)、回風(fēng)巷(17)、泄水巷(18)、機(jī)械硐室(19)、區(qū)段監(jiān)測(cè)控制站(20)、氧氣輸送支巷(21)、煤氣輸送支巷(22)和水蒸汽支管(23)、氧氣支管(24)、煤氣支管(25)及液壓動(dòng)力管(26)、監(jiān)測(cè)控制通信線纜(27)、安全隔離帶(28)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，3所述的地下氣化生產(chǎn)礦井，其特征在于，所述的集中控制巷(16)位于區(qū)段上邊緣，首端和采區(qū)車場(chǎng)及石門(5)相接，末端在采區(qū)邊界和回風(fēng)巷(17)上端連接?；仫L(fēng)巷(17)位于采區(qū)邊界內(nèi)側(cè)且與其平行，連接于集中控制巷(16)和泄水巷(18)之間，泄水巷(18)位于區(qū)段下邊緣，起于回風(fēng)巷(17)下口，止于集中上、下山(4)或采區(qū)車場(chǎng)及石門(5)，機(jī)械硐室(19)和區(qū)段監(jiān)測(cè)控制站(20)設(shè)置在集中控制巷(16)首端或附近。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，3所述的地下氣化生產(chǎn)礦井，其特征在于，所述的氧氣輸送支巷(21)和煤氣輸送支巷(22)是在氧氣和煤氣輸送需用管徑大于800mm區(qū)段，與集中控制巷(16)平行且相距10m左右，分在兩側(cè)的位置設(shè)置，在氧氣和煤氣輸送需用管徑小于800mm區(qū)段，分別由所述氧氣支管(24)和煤氣支管(25)替代，兩支管敷設(shè)于集中控制巷(16)中；所述的水蒸汽支管(23)首端接自水蒸汽主管(13)，末端止于最后一個(gè)氣化劑控制壁龕(30)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，3所述的地下氣化生產(chǎn)礦井，其特征在于，所述的安全隔離帶(28)是分別在集中控制巷(16)下側(cè)和泄水巷(18)上側(cè)，與其平行且相距15m左右的位置，在煤層全高并延伸到頂板0.5m范圍，進(jìn)行寬度為2～3m的水沙土充填構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下氣化生產(chǎn)礦井，其特征在于，所述的地下氣化爐布設(shè)于區(qū)段中，是生產(chǎn)煤氣的場(chǎng)所，采用U型爐結(jié)構(gòu)，由氣化劑通道(29)、氣化劑控制壁龕(30)、氣化工作面(31)、煤氣通道(32)、煤氣控制壁龕(33)、混合氣化劑管(34)、帶風(fēng)門隔離墻(35)、密閉墻(36)、噴霧洗滌降溫水幕(37)組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1，7所述的地下氣化生產(chǎn)礦井，其特征在于，所述的氣化劑通道(29)布設(shè)在平行于集中上、下山(4)的煤層中，上端經(jīng)氣化劑控制壁龕(30)和集中控制巷(16)相接，下端止于氣化工作面(31)；所述的煤氣通道(32)布設(shè)在平行于集中上、下山(4)的煤層中，上端經(jīng)煤氣控制壁龕(33)和集中控制巷(16)相接，下端接于泄水巷(18)；所述的混合氣化劑管(34)安設(shè)于氣化劑通道(29)的全長(zhǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1，7，8任一項(xiàng)所述的地下氣化生產(chǎn)礦井，其特征在于所述的氣化工作面(31)布設(shè)在泄水巷(18)旁側(cè)的安全隔離帶(28)上側(cè)并與其平行的煤層中，首端接于氣化劑通道(29)下端，末端接于煤氣通道(32)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1，7所述的地下氣化生產(chǎn)礦井，其特征在于所述的帶風(fēng)門隔離墻(35)或密閉墻(36)，是在氣化劑通道(29)和煤氣通道(32)通過(guò)安全隔離帶(28)的兩側(cè)設(shè)置，在氧氣輸送支巷(21)和煤氣輸送支巷(22)與集中控制巷(16)相接處也要設(shè)置兩道密閉墻(36)，在煤氣通道(32)通過(guò)安全隔離帶(28)兩側(cè)帶風(fēng)門隔離墻(35)的底部，設(shè)置U形水封。
11.根據(jù)權(quán)利要求1，7，8任一項(xiàng)所述的地下氣化生產(chǎn)礦井，其特征在于所述的在煤氣通道(32)出口端設(shè)置3～5個(gè)環(huán)形噴霧洗滌降溫水幕(37)。
全文摘要
地下氣化生產(chǎn)礦井屬于煤炭地下氣化生產(chǎn)領(lǐng)域，該礦井包括礦井開(kāi)拓、礦井氣體輸送、煤炭地下氣化回采三個(gè)大系統(tǒng)。本發(fā)明按照煤炭地下氣化的需要，設(shè)置獨(dú)立的地下氣化生產(chǎn)礦井，專門用煤炭地下氣化方式生產(chǎn)煤氣。本發(fā)明建立礦井氣體輸送系統(tǒng)，設(shè)置專用的井巷和管道，適應(yīng)煤氣、氧氣、水蒸氣的超大氣量輸送，與礦井開(kāi)拓系統(tǒng)實(shí)行安全隔離；設(shè)置多個(gè)煤炭地下氣化回采區(qū)段，在每個(gè)區(qū)段中布置地下氣化爐群，采用氣化爐直接監(jiān)測(cè)技術(shù)和分段隔離破管注劑調(diào)控技術(shù)，做到大規(guī)模生產(chǎn)煤氣，且可實(shí)現(xiàn)質(zhì)量和產(chǎn)量的雙穩(wěn)定。
文檔編號(hào)E21B43/00GK1673489SQ20051006304
公開(kāi)日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月5日
發(fā)明者邢鐵寰, 梁杰 申請(qǐng)人:大雁煤業(yè)有限責(zé)任公司