[发明专利]一种深层煤炭水力开采流体承运的新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种深层煤炭水力开采流体承运的新工艺，主要针对埋藏于地下500米至数千米以下深度的煤层的开采。 

背景技术

通过钻井、管柱等工艺，对埋深在地下的煤炭进行冲刷、切割，通过流体的循环将所切割的煤炭带出地面。利用管柱传送水力到煤层掘进并用流体传输煤炭至地面，实现井下无人化掘进。 

是实现煤田的气、固体同步开采为一体的煤炭开发技术，特别适用于常规方法不可采或者开采不经济的煤层，同时适用于煤炭地下气化的气化通道的建立。 

发明内容

为克服现有技术之不足，本发明提供一种深层煤炭水力开采流体承运的新工艺，尤其是位于地下千米以下深度的煤层的水力开采流体承运的方法。该方法包括： 

1、根据煤炭资源勘探的资源量，地质构造的实际情况，编制资源区域内整体开发方案； 

2、依据整体方案，实施单井或多井，同层同时开发； 

3、在多套煤层的开发中，要依据由深至浅的开发原则； 

4、煤层的压力系数要大于0.9，以保证开发方案经济实施； 

5、使用钻井工艺技术，建立生产井。具体：利用钻井工艺技术，钻至最深煤层顶部下套管固井，再钻开水泥塞，打开煤层； 

6、利用定向钻井工艺，使用特定的水力切割钻头和特定的双层管柱，配制一 定性能的流体，通过地面泥浆泵进行生产； 

1)定向钻井工艺，使用井下电视、定位仪、方向仪确保掘进质量； 

2)特定的水力切割钻头，要依据煤层厚度，煤层倾角，定制不同参数的水力切割钻头，主要参数：转速、水眼直径、水眼喷射角； 

3)特定的双层管柱，要依据产能，使用不同直径的管柱； 

4)流体性能要依据煤层压力系数、密度配制，主要性能指标：密度、粘度、切力；流体配方(简称煤碱液)主要是水、坂土、烧碱(氢氧化钠)、煤粉及矸石粉； 

5)泥浆泵的参数主要是压力(一般要高压，大于10MPa)、排量； 

7、通过一定流速的流体携带煤块、煤气(CH4)的混合物至地面，进入地面处理系统。 

1)泥浆、煤、气的混合物，首先进入三相分离器，分别将泥浆、煤、气同时分离； 

2)煤气(CH4)进入气体处理站，加压后至用户； 

3)煤块进入洗煤车间，加工后精煤转至精煤库待售。洗煤车间的灰粉、矸石进入矸石粉磨间，加工至200目以下的粉料，用于泥浆配浆；洗煤间的废水转至泥浆配液间用于配制泥浆； 

4)泥浆从三相分离器流入沉淀池，将粉煤和细砂粒沉淀。沉淀物转至洗煤间处理，泥浆循环至循环池使用。 

根据开发方案，实施多井、多层井网设置，实施地下水力煤炭开采作业。 

对于多煤层的矿区最好采取先开采底层煤层，然后，依次向上层推进的方式开采。 

具体优点如下： 

1、实现煤田的气、固体同步开采，资源利用率高；煤的采收率可达80％以上；气全部回收利用； 

2、井下无人，水力作业，避免常规煤炭开采的瓦斯爆炸、塌方等安全生产事故。 

3、环保方面比常规煤炭开采更具有优势，不破坏周围环境，生产占地小，无污染水排放，无废料、矸石，无粉尘，煤气被充分回收利用。 

4、可充分利用各地存量资源，避免了煤炭的长途运输，减少能耗。 

5、建设投入少，周期短，生产效率高。 

6、大力勘探开发以焦煤为主的深层资源，可以弥补资源短缺的问题，效益显著。 

附图说明

图1为本发明的工艺流程剖面图；为本发明的煤田水力掘进系统