[发明专利]后退式煤层气化方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭地下气化领域，尤其涉及一种后退式煤层气化方法。

背景技术

煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体(即煤气)的过程，并且在煤层气化过程中形成燃烧区并会随着燃烧区地移动的煤层中形成燃空区。在后退式气化过程中，气化初始阶段煤气组分较好，煤气热值较高。但随着气化运行进行，在某一时间后，煤气中有效组分百分数和值开始下降，即煤气组分变差。通过增加氧浓度、气化剂量的方法仍无法改变煤气组分变差。在注入气化剂的位置后退一定距离后，即在由当前的注气点后退至下一注气点后，重复上一工艺操作仍出现这一问题。煤气组分的变化会导致煤炭地下气化系统运行不稳定，经过分析，导致煤气组分不稳定的主要因素为燃空区扩展形态，而现有技术中所采用的通过观测煤气组分的方法来变换气化剂的注入位置所带来的滞后性，使得无法保证煤气组分的稳定，进而影响煤气的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够保证煤气组分稳定的后退式煤层气化方法。

为实现上述目的，本发明提供一种后退式煤层气化方法，包括：步骤1，将气化剂输送管线的喷嘴下放至气流通道中的第一注气点，从喷嘴喷出气化剂对第一注气点前端煤层进行气化；还包括：步骤2，获得第一注气点前端煤层气化时煤气中有效组分百分数和值下降到预定值时的燃烧区宽度，设定为燃烧区拓展宽度；步骤3，移动气化剂输送管线，以将喷嘴后退至下一个预定注气点并将其作为当前注气点继续进行气化；步骤4，当当前注气点对应的当前燃烧区的宽度达到燃烧区拓展宽度时，重复步骤3直至目标煤层气化结束。

根据本发明，步骤2执行为如下子步骤：持续监测燃烧区的宽度、采集第一注气点前端煤层气化时产生的煤气并获得煤气中有效组分百分数和值；当煤气中有效组分百分数和值下降到预定值时，以当前所监测到的燃烧区的宽度作为燃烧区拓展宽度。

根据本发明，通过设置在喷嘴处的成像系统，监测燃烧区的宽度。

根据本发明，所述煤气中有效组分百分数和值为煤气中的氢气、甲烷和一氧化碳的体积百分比之和。。

根据本发明，预定值为40％。

根据本发明，在步骤1之前，由地面向目标煤层中建立监测孔，以通过监测孔采集第一注气点前端煤层气化时产生的煤气。

根据本发明，在第一注气点和所有预定注气点中的任一个注入气化剂时，同时向气流通道中注入惰性气体。

根据本发明，在步骤1之前，围绕气流通道的内周壁设置支护管。

根据本发明，第一注气点和所有预定注气点中的每相邻两个注气点等间距设置，并相邻两个注气点的间距位于4-8m的范围内。

根据本发明，第一注气点为目标煤层的气化起始点。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的后退式煤层气化方法，首先将第一注气点所对应的燃烧区的宽度和煤气组分相关联，以获得煤气中有效组分百分数和值下降到预定值时(即煤气组分变差之前)所对应的燃烧区拓展宽度。然后将后退式注入气化剂和当前燃烧区的宽度相关联，以燃烧区拓展宽度作为依据依次后退至各个注入气化剂的注气点。由此，实现了对工艺调节的提前预警，即在煤气组分变差之前改变当前注气点的位置，解决了工艺调节滞后的问题，进而能够获得具有较好的、稳定的煤气组分的煤气，同时提高气化炉的回采率。

附图说明

图1是使用本发明的后退式煤层气化方法的第一个实施例的示意图，其中，气化剂输送管线5的喷嘴位于第一注气点a处；

图2是图1所示出的实施例中的气化剂输送管线5的喷嘴位于第一注气点A处的示意图；

图3是使用本发明的后退式煤层气化方法的第二个实施例的示意图。

具体实施方式

如下参照附图描述本发明的实施例。

参照图1和图2，本发明的后退式煤层气化方法，包括如下步骤：

步骤1，将气化剂输送管线5的喷嘴7下放至气流通道6中的第一注气点a，从喷嘴7喷出气化剂对第一注气点a前端煤层进行气化；

步骤2，获得第一注气点a前端煤层气化时煤气中有效组分百分数和值下降到预定值时的燃烧区3宽度，设定为燃烧区拓展宽度；

步骤3，移动气化剂输送管线5，以将喷嘴7后退至下一个预定注气点并将其作为当前注气点继续进行气化；

步骤4，当当前注气点对应的当前燃烧区2的宽度达到燃烧区拓展宽度时，重复步骤3直至目标煤层气化结束。