[发明专利]煤层通道的扩孔方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿物气化领域，尤其涉及一种煤层通道的扩孔方法。

背景技术

煤炭地下气化通常是通过从地面通向地下煤层建立至少一个进气通道和至少一个出气通道，再在煤层中建立气化通道连通上述进气通道和出气通道，然后通过进气通道向气化通道中注入气化剂（含氧气体），点燃煤层，开始气化，从出气通道中排出气化生产的煤气。

通常进行煤炭地下气化的煤层的通道（简称煤层通道）的直径都不是很大(<300mm)，为了在气化时能够通过大量的气体或者形成较大的气化工作面，一般在气化之前会对煤层通道进行扩孔，手段有：采用扩孔钻具扩孔、火力燃烧扩孔、化学液溶浸扩孔等。燃烧扩孔的做法是：气化通道的两端连通有通往地面的进气通道和出气通道，从进气通道注入气化剂，从出气通道点燃煤层，掌握气化剂的注入流量使得燃烧从出气通道逐步向进气通道移动，同时燃烧掉气化通道壁上的部分煤炭，使得气化通道直径变大。

CN201110388215.1公开了一种煤炭地下气化贯通方法，包括如下步骤：a)在第一钻孔的底部煤层内建立火区；b)将在火区外侧的其他已存在的钻孔或中心钻出的钻孔作为第二钻孔，通过该第二钻孔的下端，对火区附近的煤层进行机械定向钻进，从而对附近煤层加以预贯通，已在煤层中形成与火区建立连通的定向通道；c)将含氧气体经有第二钻孔以及定向通道输送至火区，对定向通道进行热加工，从而将定向通道扩大已形成用于煤炭地下气化的气化通道。

CN200810119354.2公开了一种无井式地下气化工艺，其中公开了一种逆向燃烧的火力扩孔方法，具体如下：由于定向钻不能打大直径的孔，故需要将打好的钻孔进行火力扩大。如下图所示，从贯通口到6#井的是一条贯通沿线竖直孔1#、2#、3#、4#、5#的定向钻孔，通过4#孔注入气化剂，在5#井底点火，通过反向燃烧的方式，将钻孔通过火力方法进行扩大，当火焰达到4#孔时，采用3#孔注入气化剂，通过火力扩孔至3#孔底，按照此种方法，将贯穿1#～5#孔的定向钻孔进行火力扩大。

CN201110388215.1和CN200810119354.2中的方法虽然可以扩大气化通道的孔径，但因气化通道较长且煤层燃烧速度慢，所以通过上述方法燃烧扩展气化通道的孔径速度太慢。另外，煤层存在较大裂隙或较厚夹矸层，燃烧可能会偏离既定的气化通道，也可能造成气化通道扩展后的孔径大小参差不齐。具体地，在煤层中纵向裂隙较多的区域，煤层的燃烧沿着其纵向裂隙纵向延伸燃烧，使得此区域气化通道的孔径较多，相反，在纵向裂隙较少的区域，煤层纵向燃烧程度小，使得此区域气化通道的孔径较小，由此造成气化通道扩展后的孔径大小参差不齐。而存在于煤层中且与气化通道呈角度延伸的裂隙，会引导气化通道壁的煤层的燃烧沿着裂隙的延伸方向移动，从而造成燃烧方向偏离气化通道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可快速对煤层通道进行扩孔的煤层通道的扩孔方法。

为实现上述目的，提供一种煤层通道的扩孔方法，包括如下步骤：a.在煤层通道中铺设高能易燃物；b.向煤层通道注入助燃剂、并点燃高能易燃物；c.持续注入助燃剂。

根据本发明，高能易燃物为发热量或热值在29.5MJ/kg以上且燃点或闪点在300℃以下的燃料。

根据本发明，在步骤a中：沿煤层通道在其需增大孔径的部分中连续均匀地铺设高能易燃物。

根据本发明，在步骤a中，执行如下子步骤：a1.将高能易燃物装入壳体中直至装满；a2.将壳体放置于煤层通道中；其中，壳体上设置有通孔。

根据本发明，高能易燃物的铺设体积为煤层通道中需增大孔径的部分的容积的1/3-2/3。

根据本发明，在执行步骤a1之前：将高能易燃物制作成颗粒状，其中高能易燃物的颗粒的最小尺寸大于壳体上通孔的直径。

根据本发明，在步骤a2中，包括如下子步骤：将壳体连接于输送件的一端；通过下放输送件，将壳体送入煤层通道中；分离输送件与壳体；取出输送件。

根据本发明，壳体的开孔率为10%-60%。

根据本发明，在步骤a中，还包括如下步骤：沿着与煤层通道的轴线平行的方向在高能易燃物铺层表面放置导火线；或在铺设高能易燃物的过程中沿着与煤层通道的轴线平行的方向放置导火线。

根据本发明，在步骤b中：由煤层通道的一端注入助燃剂，并从高能易燃物铺层上距离注入助燃剂的一端最远的一端点燃高能易燃物。