煤炭地下氣化方法
氣化方法通??煞譃橛芯胶蜔o井式兩種。所謂有井式地下氣化法如前所述。無井式地下氣化是應(yīng)用定向鉆進(jìn)技術(shù),由地面鉆出進(jìn)、排氣孔和煤層中的氣化通道,構(gòu)成地下氣化發(fā)生爐。而無井式氣化法是用鉆孔代替坑道,以構(gòu)成氣流通道。避免了有井式氣化法需要預(yù)先開掘井筒和平巷等,其準(zhǔn)備工程量大、成本高,坑道不易密閉,漏風(fēng)量大,氣化過程難于控制,而且在建地下氣化發(fā)生爐期間,仍然避免不了要在地下進(jìn)行工作的其它問題,使煤炭地下氣化技術(shù)有了很大提高。目前它己在世界上被廣泛采用。
四、無井式地下氣化法的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)
無井式氣化法的準(zhǔn)備工作包括兩部分:即從地面向煤層打鉆孔和在煤層中準(zhǔn)備出氣化通道。從地面向煤層打鉆孔可以采用三種形式的鉆孔:垂直鉆孔、傾斜鉆孔和曲線鉆孔。當(dāng)鉆孔鉆至煤層后,在鉆孔底部的煤層里,準(zhǔn)備出氣化通道的工作叫做鉆孔貫通工作。貫通的方法目前有以下幾種:空氣滲透火力貫通法、電力貫通法、定向鉆進(jìn)貫通法和水力壓裂法。根據(jù)煤層賦存條件的不同,其生產(chǎn)工藝系統(tǒng)也有差異。對于近水平煤層和緩斜煤層,在規(guī)定的氣化盤區(qū)內(nèi),先打好幾排鉆孔。鉆孔采用正方形或矩形布置方式。鉆孔沿煤層傾向成排地布置,每排鉆孔的數(shù)目取決于氣化站所需的生產(chǎn)能力。
五、地下氣化效果的主要影響因素
影響地下氣化的因素很多,但主要的影響因素有以下幾個方面。
1、供氧量。鼓風(fēng)的壓入強(qiáng)度和鼓風(fēng)中的氧氣濃度對地下氣化的效果有直接影響。前蘇聯(lián)分別用空氣和富氧空氣作為氣化劑進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明,供風(fēng)量越大,氣化劑含氧量越高,煤氣的熱值就越高。
2、溫度與含水量。氣化通道中的溫度,煤田的含水量也是影響地下氣化的因素。保持高溫是提高地下氣化強(qiáng)度的必要條件之—。高溫可以加快物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)速度,但目前對溫度的控制比較困難。另外,在相同的條件下,氣化通道內(nèi)氣體流動狀態(tài)也直接影響著氣化反應(yīng)速度,采用脈動鼓風(fēng)可以使煤氣的熱值提高。適量含水有助于提高煤氣質(zhì)量,而含水過多將使溫度降低,影響氣化效果。含水量的適宜性隨氣化工作面溫度的高低而變,目前,在溫度不易控制的條件下,其含水量功亦難以控制。
3、其他因素。氣化通道的長度是影響氣化的另一個重要因素。目前定向鉆進(jìn)技術(shù)限制了通道的貫通長度,但一致認(rèn)為,通道應(yīng)滿足氣化反應(yīng)四個區(qū)的要求,一般認(rèn)為通道長些較為有利。對于不同的煤層,不同的通道斷面,不同的氣化劑,氣化通道存在一個合理的長度范圍。此外,煤層的賦存條件也是影響氣化過程的一個因素。通道的斷面大小對氣化過程也有影響。
氣化方法通??煞譃橛芯胶蜔o井式兩種。所謂有井式地下氣化法如前所述。無井式地下氣化是應(yīng)用定向鉆進(jìn)技術(shù),由地面鉆出進(jìn)、排氣孔和煤層中的氣化通道,構(gòu)成地下氣化發(fā)生爐。而無井式氣化法是用鉆孔代替坑道,以構(gòu)成氣流通道。避免了有井式氣化法需要預(yù)先開掘井筒和平巷等,其準(zhǔn)備工程量大、成本高,坑道不易密閉,漏風(fēng)量大,氣化過程難于控制,而且在建地下氣化發(fā)生爐期間,仍然避免不了要在地下進(jìn)行工作的其它問題,使煤炭地下氣化技術(shù)有了很大提高。目前它己在世界上被廣泛采用。
四、無井式地下氣化法的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)
無井式氣化法的準(zhǔn)備工作包括兩部分:即從地面向煤層打鉆孔和在煤層中準(zhǔn)備出氣化通道。從地面向煤層打鉆孔可以采用三種形式的鉆孔:垂直鉆孔、傾斜鉆孔和曲線鉆孔。當(dāng)鉆孔鉆至煤層后,在鉆孔底部的煤層里,準(zhǔn)備出氣化通道的工作叫做鉆孔貫通工作。貫通的方法目前有以下幾種:空氣滲透火力貫通法、電力貫通法、定向鉆進(jìn)貫通法和水力壓裂法。根據(jù)煤層賦存條件的不同,其生產(chǎn)工藝系統(tǒng)也有差異。對于近水平煤層和緩斜煤層,在規(guī)定的氣化盤區(qū)內(nèi),先打好幾排鉆孔。鉆孔采用正方形或矩形布置方式。鉆孔沿煤層傾向成排地布置,每排鉆孔的數(shù)目取決于氣化站所需的生產(chǎn)能力。
五、地下氣化效果的主要影響因素
影響地下氣化的因素很多,但主要的影響因素有以下幾個方面。
1、供氧量。鼓風(fēng)的壓入強(qiáng)度和鼓風(fēng)中的氧氣濃度對地下氣化的效果有直接影響。前蘇聯(lián)分別用空氣和富氧空氣作為氣化劑進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明,供風(fēng)量越大,氣化劑含氧量越高,煤氣的熱值就越高。
2、溫度與含水量。氣化通道中的溫度,煤田的含水量也是影響地下氣化的因素。保持高溫是提高地下氣化強(qiáng)度的必要條件之—。高溫可以加快物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)速度,但目前對溫度的控制比較困難。另外,在相同的條件下,氣化通道內(nèi)氣體流動狀態(tài)也直接影響著氣化反應(yīng)速度,采用脈動鼓風(fēng)可以使煤氣的熱值提高。適量含水有助于提高煤氣質(zhì)量,而含水過多將使溫度降低,影響氣化效果。含水量的適宜性隨氣化工作面溫度的高低而變,目前,在溫度不易控制的條件下,其含水量功亦難以控制。
3、其他因素。氣化通道的長度是影響氣化的另一個重要因素。目前定向鉆進(jìn)技術(shù)限制了通道的貫通長度,但一致認(rèn)為,通道應(yīng)滿足氣化反應(yīng)四個區(qū)的要求,一般認(rèn)為通道長些較為有利。對于不同的煤層,不同的通道斷面,不同的氣化劑,氣化通道存在一個合理的長度范圍。此外,煤層的賦存條件也是影響氣化過程的一個因素。通道的斷面大小對氣化過程也有影響。