[发明专利]一种倾角大于70°煤厚小于5m的急倾斜煤层地下气化方法

权利要求书

1.一种倾角大于70°煤厚小于5m的急倾斜煤层地下气化方法，其特征在于，包括：

a)确定煤炭地下气化工作面及点火位置：利用勘探技术，确定急倾斜煤层赋存状态、地质条件、水文参数后，沿煤层倾向划分多个开采水平，每个开采水平中，沿煤层走向将对应水平划分为多个采区，通过对煤田周围地质条件的分析，计算好每个采区的倾向长度与走向长度，并在每个采区之间留设隔离用的保护煤柱(11)；每个采区的前端即为一个的气化工作面(6)；而后通过地面钻孔分析工作面温度以及相关煤层气组分，从而判断出最优的点火位置(12)；

b)地下煤层气化的钻孔掘进：利用预裂技术，将煤田按划分好的采区进行预裂，并对裂隙中注入胶质耐热材料；

在预先布置好的位置，利用定向钻孔技术，从地表向下分别钻进气孔(1)与产气孔(3)，每个井田布置独立的进气孔(1)，进气孔(1)延伸至煤层形成进气通道(5)，进气通道(5)延伸至气化工作面(6)直至产气通道(7)，产气通道(7)也沿每层走向掘进，所有的产气通道(7)最终延伸至同一个总产气通道(8)，并连接至地表(4)的产气孔(3)，之后在每个采区的进气孔(1)处安排一到两台地面的绞车(2)用于提升牵引管线设备，并在下方工作面的煤层中央钻取牵引钻孔，分别依据气化工作面三带布置到对应带的端头部；

在钻孔完成后，利用钻探技术，对所钻出气体通道周围的小裂隙进行排查，并再一次对排查出的裂隙注入胶质耐热材料；

c)地下气化管线与点火装置的布置：首先在需要气化的采区进行钻孔，对煤层中的可燃气体进行抽采，抽采至不会影响气化工作效率时结束，封闭抽采钻孔；

随后安装注气装置与点火装置，注气装置主要由地面的绞车(2)、注气管线(15)以及牵引链(14)构成，点火装置(13)则由点火器、红外线测距设备以及测温设备构成；

利用绞车(2)将注气管线(15)与点火装置(13)一并送至井下，点火装置(13)置于注气管线(15)前方送至点火位置(12)，注气管线(15)送至进气通道(5)，之后将牵引链(14)与点火装置(13)连接；

d)地下气化作业：采区布置完成后，在保证气化炉的密闭性的前提下，向工作面注入氧化剂，并开始点火，控制适宜的条件进行氧化，产生的CO气体与H₂通过压入式通风的方式送至地面的产气孔(3)；

随着气化工作的进行，利用红外线测距装置，跟踪点火装置(12)与煤体之间的距离，距离较远即用牵引链(14)将点火装置(13)牵引至煤体处，同时回收多余长度的注气管线(15)，当工作面推进至保护煤柱位置时停止注入氧化剂进行灭火，停止反应，回收装置后将采空区自行垮落，完成该采区的地下气化作业过程。

2.根据权利要求1所述的急倾斜煤层地下气化方法，其特征在于，步骤a)中每个开采水平的垂直标高为30-50m，每个采区的走向长度为50-100m，保护煤柱(11)长度为15-20m，具体垂直标高与保护煤柱(11)长度在综合考虑地质条件的基础上决定，走向长度在综合考虑火焰蔓延速度与垮落状况的基础上决定。

3.根据权利要求1所述的急倾斜煤层地下气化方法，其特征在于，步骤b)中每个采区的进气孔(1)间距为70-120m，产气通道(7)与总产气通道(8)间的水平距离为10-20m。

4.根据权利要求1所述的急倾斜煤层地下气化方法，其特征在于，步骤b)中所述的胶质耐热材料使用高分子耐高温性胶质材料，材料中加入阻燃剂。

5.根据权利要求1所述的急倾斜煤层地下气化方法，其特征在于，步骤c)中所述的可燃气体抽采结束标准为可燃气体浓度低于1％。

6.根据权利要求1所述的急倾斜煤层地下气化方法，其特征在于，步骤c)中所述的点火装置(13)上的点火器、测距设备与测温设备由柔性耐热金属管线连接。

7.根据权利要求1或5所述的急倾斜煤层地下气化方法，其特征在于，步骤d)中所述的红外线测距设备测得的牵引点火装置(13)的距离为0.5m。