[发明专利]一种煤炭地下气化炉注排气钻孔通道隔热密闭封堵方法

说明书

本发明公开了一种煤炭地下气化炉注排气钻孔通道隔热密闭封堵方法，在原位气化反应炉注/排气钻孔通道靠近底板岩石巷一侧分段扩孔构建密闭钻孔通道ΦI段和ΦII段，安装ΦI段钻孔通道分隔套管并采用高强度耐高温材料一次充填ΦI段钻孔通道壁与分隔套管I外壁之间的空隙；安装ΦII段钻孔通道套管并采用高强度耐高温材料二次充填ΦII段钻孔通道壁与分隔套管II外壁之间的空隙，并设固体封堵砌块；在分隔套管I和II底部的前端和末端位置分别安装测温热电偶，将测温热电偶的引线引到底板岩石巷内的温度监测系统上；三次充填：安装充填ΦII段钻孔通道分隔套管II的端头挡板，并通过充填口充填ΦI段钻孔通道和ΦII段钻孔通道的分隔套管I和分隔套管II内部，填充耐高温水泥至充填密实。本发明有益效果是既对巷道部分注排气管路进行了良好的隔热，又防止了高温气体的泄漏。

技术领域

本发明属于煤炭开采技术领域，涉及一种煤炭地下气化炉注排气钻孔通道隔热密闭封堵方法。

背景技术

煤炭地下气化是一种新型的煤炭资源原位流态化开采方法，地下气化过程中，由气化炉外的注气管道向气化炉内反应界面注入空气、氧气、饱和水蒸气或其混合气体，在地下气化炉内高温反应界面生成高温的气体(包括：一氧化碳、氢气、甲烷、二氧化碳等)，后经气化炉外接排气管道进入外部管网并输送到地面。为了保证煤炭地下气化炉的气密性，也防止高温有毒气体泄漏到外部巷道中对人员造成伤害，需要在地下气化炉与外部巷道连接的注排气钻孔通道部分进行密闭封堵。专利CN107387055A采用移动式注气管道的情况下，气化炉内高温气体存在由管道外侧与通道内壁间隙向巷道泄漏的可能，并且煤炭地下气化工艺的产物气体温度较高，排气通道煤气温度可达200～300℃，尤其是气化炉运行后期，炉内高温区靠近停采线附近，排气通道煤气温度可达400～500℃。因此，需要考虑煤炭地下气化全过程排气通道高温煤气的隔热问题。所以如何在煤炭地下气化炉内高温气体条件下实现对管路外侧通道的有效密闭封堵并实现适当的隔热是本专利要解决的主要问题。现有的技术方案中，有井式建炉方式构建的巷道内隔离密闭墙，难以对气化炉内高气压(气化炉内压力可达1～2MPa)情况进行有效气体隔离密闭，由于巷道周围形成的裂隙带较为发育，仅依靠固体隔离墙难以对高压气体进行有效封堵，必然会产生漏气。现有的隔离密闭墙，没有考虑到气化炉内气体的高温作用对封堵材料的影响。现有的技术方案，没有针对原位煤层反应炉与底板岩石巷连通的注排气钻孔通道段的隔热密闭封堵方案，该隔热密闭封堵要求底板岩石巷人员操作空间要与原位煤层反应炉内的高温、高压气体完全隔离，以保障底板岩石巷操作空间人员的绝对安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤炭地下气化炉注排气钻孔通道隔热密闭封堵方法，本发明方法可以有效解决煤炭地下气化炉内高温气体与外界巷道空间的隔离密闭问题；其有益效果是既对巷道部分注排气管路进行了良好的隔热，又防止了高温气体的泄漏，增加了安全性，提高了安全效益。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

步骤1：钻孔：在注气钻孔通道或排气钻孔通道的基础上，通过扩孔构建充填密封的ΦI段钻孔通道和ΦII段钻孔通道；

步骤2，安装ΦI段钻孔通道套管：在ΦI段钻孔通道安装分隔套管I；

步骤3，一次充填：在ΦI段钻孔通道的分隔套管I外，采用高强度耐高温材料填充通道壁与分隔套管I外壁之间的空隙，并能够封堵钻孔通道壁面的裂隙，充填密实并待材料完全硬化；

步骤4，安装ΦII段钻孔通道套管：在密封的ΦII段钻孔通道安装分隔套管II，分隔套管II前端内插入分隔套管I内部，能够实现较为紧密的结合，通过管路的阻隔作用，防止在充填耐高温充填材料时过多的流入到分隔套管I和分隔套管II的内部；

步骤5，二次充填：在ΦII段钻孔通道的分隔套管II外，采用高强度耐高温材料填充通道壁与分隔套管II外壁之间的空隙，并能够封堵钻孔通道壁面的裂隙，充填密实并待材料完全硬化，并在靠近外部底板岩石巷壁面一端，装设固体封堵砌块；