[发明专利]煤炭地下气化系统的构建方法

说明书

本发明提供了一种煤炭地下气化系统及其构建方法。其中，该系统包括：气化炉和隔水结构；其中，气化炉设置在气化煤层中，用以将气化煤层的原煤经气化反应转化为煤气；隔水结构设置在气化煤层的外围，以使气化煤层周围的水分与气化煤层隔离。本发明中的气化煤层的外围设置有隔水结构，进而阻止了地下水从含水层涌入气化煤层内，从而避免了气化炉中的热量被地下水消耗而导致的气化工作面的温度偏低，保证了地下煤层气化过程的正常进行，同时，隔水结构也可以防止气化过程产生的污染物扩散到地下而扩散到煤层四周的地层中。此外，隔水结构还可以防止气化过程中气化煤层中产生的煤气和热量向四周地层扩散，进而保证了产生煤气的量和煤层的气化速度。

技术领域

本发明涉及煤炭气化技术领域，具体而言，涉及一种煤炭地下气化系统的构建方法。

背景技术

对于煤层的四周地层中所蕴含的丰富的地下水来说，当利用煤炭地下气化技术来开采该煤层时，地下水会不断涌入气化炉中，并且，在地下水经历一系列的相变过程中，气化炉中的热量将被地下水消耗，进而导致气化工作面的温度偏低，使得地下气化过程无法正常运行；另外，即使地下水的涌水量较小，对煤层的气化过程影响不大，但是气化过程中产生的污染物会扩散到地下水中，并随着地下水的流动扩散到煤层四周的地层中，进而使得污染范围不断扩大。因此，当煤层四周存在地下水时，无论其涌水量的大小，在对煤层进行气化时，地下水都会对气化过程产生影响。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种煤炭地下气化系统的构建方法，旨在解决地下水涌入气化炉导致的气化过程无法正常进行以及污染物扩散的问题。

一个方面，本发明提出了一种煤炭地下气化系统。该系统包括：气化炉和隔水结构；其中，气化炉设置在气化煤层中，用以将气化煤层的原煤经气化反应转化为煤气；隔水结构设置在气化煤层的外围，以使气化煤层周围的水分与气化煤层隔离。

进一步地，上述煤炭地下气化系统中，隔水结构包括：沿气化煤层外围设置至少一圈孔；各孔内和气化煤层周围的岩体和/或土层的空隙内填充有隔水介质。

进一步地，上述煤炭地下气化系统中，隔水介质为水泥砂浆或泥粘土。

进一步地，上述煤炭地下气化系统中，各孔沿气化煤层的周向均匀设置。

进一步地，上述煤炭地下气化系统中，各孔均以气化煤层为圆心围设于气化煤层的外围。

进一步地，上述煤炭地下气化系统中，各孔均为垂直孔。

本发明中气化煤层的外围设置有隔水结构，进而阻止了地下水从含水层涌入气化煤层内，从而避免了气化炉中的热量被地下水消耗而导致的气化工作面的温度偏低，保证了地下煤层气化过程的正常进行，同时，隔水结构也可以防止气化过程产生的污染物扩散到地下而扩散到煤层四周的地层中。

尤其是，本发明的隔水结构为沿气化煤层外围设置至少一圈孔，各孔内和气化煤层周围的岩体和/或土层的空隙内填充有隔水介质；通过隔水介质将含水层与气化炉所在的区域隔离。

进一步地，本发明的隔水结构还可以防止气化过程中气化煤层中产生的煤气和热量向四周地层扩散，进而保证了气化产生煤气的量和煤层的气化速度。

另一方面，本发明还提出了一种煤炭地下气化系统的构建方法。该方法包括如下步骤：构建步骤，在气化煤层中构建用以将气化煤层的原煤经气化反应转化为煤气的气化炉；设置步骤，在气化煤层的外围设置用以使气化煤层周围的水分与气化煤层隔离的隔水结构。

进一步地，上述煤炭地下气化系统的构建方法中，设置步骤包括：第一钻设子步骤，沿气化煤层的周向钻设多个用以构成隔水结构的垂直孔；灌设子步骤，向各垂直孔中填充隔水介质；加压子步骤，对各垂直孔中的隔水介质施加压力，以使隔水介质渗入气化煤层周围的岩体和/或土层的空隙内。