[发明专利]一种煤炭地下气化系统及其生产工艺

权利要求书

1.一种煤炭地下气化系统，其特征在于，所述地下气化系统包括设置在煤层中的一条通风巷道和一条煤气输送巷道，所述通风巷道和煤气输送巷道在一个平面上并且互相平行，在煤层中设置有数条气化通道，所述气化通道相互平行，且两端分别与通风巷道和煤气输送巷道连通，所述煤气输送巷道中设有排水密闭墙；通风巷道两端分别连接矿井系统的进风巷道和回风巷道，在所述煤气输送巷道中设有与地面煤气站连通的煤气输送钻孔，所述气化通道在连接通风巷道端口处设置有密闭墙，在所述通风巷道中铺设有助燃气总管、水蒸气总管和注浆系统，所述助燃气总管连接有助燃气注入管，注浆系统连接注浆管；所述水蒸气总管上连接出多个水蒸气注入支管和水蒸气直注支管，其中所述水蒸气直注支管穿过所述密闭墙伸进气化通道内，注浆管分别连接于所述水蒸气注入支管上形成水蒸气注浆混合支管，所述助燃气注入管和所述水蒸气注浆混合支管穿过所述密闭墙沿着气化通道铺设在地面之下，在所述助燃气注入管沿气化通道长度方向设置有多个助燃气注入支管，所述的助燃气注入管为上下弯曲的波浪形管，所述助燃气注入支管连接在所述的助燃气注入管的上弯区段，所述助燃气注入支管出口设置在气化通道地面之上，在所述助燃气注入支管的出口处安装有注气点开启系统，水蒸气注浆混合支管分别连接在两个助燃气注入支管之间的助燃气注入管上。

2.根据权利要求1所述一种煤炭地下气化系统，其特征在于，所述气化通道每三条组成一个气化生产单元，每个气化生产单元设有一个煤气输送钻孔，所述煤气输送巷道中设有的排水密闭墙将每个气化生产单元分开。

3.根据权利要求1所述一种煤炭地下气化系统，其特征在于，所述煤层中布置的巷道和气化通道贴近煤层底部设置。

4.根据权利要求1所述一种煤炭地下气化系统，其特征在于，所述助燃气注入支管之间的距离在15至30米之间。

5.根据权利要求1所述一种煤炭地下气化系统，其特征在于，所述排水密闭墙厚度大于5米，在排水密闭墙底部贴近煤气输送巷道地面设有水封式排水管。

6.根据权利要求1所述一种煤炭地下气化系统，其特征在于，所述注气点开启系统为熔断式控制，包括一个直管，在直管中间连接出一个连接管，连接管与助燃气注入支管连通，在所述直管两端端口处分别安装有挡片，两个所述挡片通过低温熔断丝拉紧，将直管两端端口密封，在所述低温熔断丝上设置有电加热器，在电加热器上连接有电控线，所述直管两端端口为锥形。

7.根据权利要求1所述一种煤炭地下气化系统，其特征在于，所述助燃气注入管为一个多段U形上下弯曲的波浪形管，所述助燃气注入支管连接在每段U形管上游前端，水蒸气注浆混合支管连接在在每段U形管下游上端。

8.由权利要求1所述系统实现的一种煤炭地下气化生产工艺，其特征在于，气化生产的工艺步骤如下：

a.点火；首先在气化通道底部接近煤气输送巷道处点燃气化通道两侧的煤层，打开助燃气注入管最底端的助燃气注入支管的注气点开启系统，向气化通道底部煤层燃烧点注入助燃气体和水蒸气；

b.判断是否需要向后移动燃烧点；通过设置在气化通道内的温度传感器检测燃烧点的温度变化，通过设置在地面煤气站的煤气成分检测设备检测燃烧点所产生煤气的成分变化，判断是否需要向后移动燃烧点；

c.煤层燃烧点向后移动；当测得的燃烧点温度由高向低变化时，同时煤气热值变少时，打开下一个助燃气注入支管的阀门，向气化通道内新的燃烧点注入助燃气体，实现煤层燃烧点向后移动；

d.封堵已停用的助燃气注入支管的气路通道，向燃控区充填浆料；首先通过水蒸气注浆混合支管向燃烧点前的助燃气注入管内注入密封浆料，密封浆料被填入水蒸气注浆混合支管口之下的助燃气注入管内，凝固的浆料阻挡了助燃气体向燃空区注入的通道，然后通过水蒸气注浆混合支管向燃空区注入填充浆料，将燃空区填满浆料保证了气化通道结构的稳定；

e.返回到步骤b, 直至煤层燃烧点移至气化通道尽头；

在地下气化过程中通过设置在气化通道内的水蒸气直注支管持续向气化通道内鼓入蒸气，通过水蒸气注浆混合支管断续向气化通道内鼓入蒸气。

9.根据权利要求8所述一种煤炭地下气化生产工艺，其特征在于，所述助燃气体是空气或高含氧量气体或纯氧。

10.根据权利要求8所述一种煤炭地下气化生产工艺，其特征在于，所述的密封浆料是水泥和沙石混合料；所述填充浆料是水泥和黄泥混合料。