[发明专利]一种煤炭地下原位热解的封闭系统及其构建方法

权利要求书

1.一种煤炭地下原位热解的封闭系统，其特征在于，包括：若干封闭单元；

每个封闭单元包括底板封闭帷幕(7)、顶板封闭帷幕(9)和竖直封闭帷幕(8)；

底板封闭帷幕(7)、顶板封闭帷幕(9)和竖直封闭帷幕(8)围绕形成一个封闭空间，将待开采煤炭包围于其中；封闭空间中设置有用于煤炭地下原位热解的布井模块；每个布井模块包括一个生产井和至少两个注入井；注入井为L型，由注入井竖直段和两个或两个以上注入井水平段构成；注入井通过注入井水平段连通生产井。

2.根据权利要求1所述的一种煤炭地下原位热解的封闭系统，其特征在于，煤炭待开采层包括多层时，上层封闭单元的底板封闭帷幕作为下层封闭单元的顶板封闭帷幕；相邻封闭单元的竖直封闭帷幕相连。

3.根据权利要求1所述的一种煤炭地下原位热解的封闭系统，其特征在于，竖直封闭帷幕(8)由若干第一注浆孔(1)注浆凝固后构成；相邻第一注浆孔(1)的间距为1m～1.5m；第一注浆孔(1)与注入井竖直段的间距为1～5m；第一注浆孔(1)与最下层的煤炭待开采层间距在1～2m之间；第一注浆孔(1)的孔径为30～80mm。

4.根据权利要求1所述的一种煤炭地下原位热解的封闭系统，其特征在于，底板封闭帷幕(7)、顶板封闭帷幕(9)通过若干第二注浆孔(10)向煤炭待开采层的下方和上方注浆凝固后构成。

5.根据权利要求4所述的一种煤炭地下原位热解的封闭系统，其特征在于，底板封闭帷幕在煤炭待开采层下方1～2m处；顶板封闭帷幕在煤层顶板处且与最上方的煤炭待开采层1～2m处。

6.根据权利要求1所述的一种煤炭地下原位热解的封闭系统，其特征在于，一个布井模块由两个注入井和一个生产井呈双U型布署；或者以生产井为中心，两个及两个以上注入井竖直段围绕在生产井周围，且通过注入井水平段与生产井相连。

7.根据权利要求1所述的一种煤炭地下原位热解的封闭系统，其特征在于，煤炭储层包括多个煤炭待开采层，每个煤炭待开采层的布井模块的型式布置为三角形、四边形或六边形。

8.一种煤炭地下原位热解的封闭系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、将煤炭地下储层划分为在不同深度的多个煤炭待开采层，每个煤炭待开采层的厚度为0.5～5m；

(2)、根据煤炭储层的位置，在地面呈圆形钻若干第一注浆孔，相邻第一注浆孔的间距在1m～1.5m之间，孔深达到煤层底板；第一注浆孔与注入井竖直段的间距在1～5m之间，与最下层的煤炭待开采层间距在1～2m之间；第一注浆孔的孔径在30～80mm之间；

(3)、采用高压喷射注浆技术通过一系列第一注浆孔进行注浆；选用单管法通过高压泥浆泵在20Mpa的压力下，使浆液从喷嘴中以旋转喷射的方式喷射出去，喷嘴喷射的同时一边旋转一边提升，从下至上进行浆液喷射，逐步从煤层底板到煤层顶板处形成圆柱体形状的固结体；在煤炭储层的外围形成一系列的呈圆形或呈方形布置的有圆柱状固结体构成的竖直封闭帷幕；

(4)、在煤炭待开采层中呈圆环形布署两圈第二注浆孔；两圈第二注浆孔的间距在1～2m之间；

(5)、采用高压喷射注浆技术通过一系列第二注浆孔进行注浆；选用二管法通过高压泥浆泵和空气压缩机分别产生压力在20MPa的浆液和0.7MPa的压缩空气在双重喷嘴的作用下喷射到岩层中，且采用旋转喷射的施工方式先在最下方距煤炭待开采层1～2m的区域内形成底板封闭帷幕，然后停止浆液喷射，当喷嘴提升到煤层顶板处且与最上方的煤炭待开采层间距在1～2m之间时，继续进行浆液喷射，构成顶板封闭帷幕。