[发明专利]地下气化炉控水方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤炭地下气化领域，尤其涉及一种地下气化炉控水方法。

背景技术

在煤炭地下气化过程中，煤层本身含有水(将煤层含有的水称为煤层含水)，例如，褐煤本身含水量大，甚至在变质程度差的局部还存在泥煤。所以在气化过程中，经常遇到煤层含水聚集影响气化正常进行，尤其是待气化煤层区域之外的煤层含水向正在气化的煤层聚集，从而造成生成的煤气组分大幅下降的问题。

CN200810119351.9公开了一种新型煤炭地下气化炉型，特别适用于含水煤层的气化。该新型煤炭地下气化炉型同时兼顾地下气化炉及排水炉或排水通道。其中，该排水通道能够有效地用于气化前的煤层疏水及气化过程中的炉体排水，保障煤层水的排泄，从而实现含水煤层的稳定气化。但是这种技术形成的水流迁移也会引起气化后水中污染物的迁移，有污染其他水源的风险。

CN201110435562.5公开了一种煤炭地下气化气化炉地下水防控方法及装置。该方法包括如下步骤：将煤炭地下气化气化炉顶板的上覆充水含水层中的一部分水，从降压排水井抽排出；将抽排出的水经注水井回注到注水层中，注水层与上覆充水含水层为同一含水层或不同含水层；其中，在对上覆充水含水层进行抽排水之后，降压排水井中的地下水位等于或大于气化炉的安全设计水位。此种方法需要对工作区域内布置很多井和管道，并且无法阻止气化过程中煤层水对气化炉的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻止煤层含水向当前待气化煤层区域聚集的地下气化炉控水方法。

为实现上述目的，提供一种地下气化炉控水方法，包括在当前待气化煤层区域进行煤炭气化之前执行的如下步骤：步骤1，间隔于当前待气化煤层区域建立至少一个水平井，与每个水平井一一对应建立一个与其连通的垂直井，水平井的水平段位于煤层中；步骤2，密封水平井和垂直井的井口，以将每个水平井和与其连通的垂直井构建为一个当前密封通道；步骤3，向当前密封通道中注入冷却剂，以使当前密封通道周围的煤层含水结冰。

根据本发明，在水平井的水平段设置有筛管。

根据本发明，环绕当前待气化煤层区域构建四个当前密封通道。

根据本发明，四个当前密封通道构造为：相邻两个当前密封通道的垂直井彼此相对或相反设置。

根据本发明，四个当前密封通道彼此隔离。

根据本发明，步骤1至步骤3中构建了两个当前密封通道，其中，两个当前密封通道位于当前待气化煤层区域中的气化通道的两侧、并与其平行。

根据本发明，两个当前密封通道的中心线至气化通道的中心线的距离大于或等于20m。

根据本发明，地下气化炉控水方法还包括如下步骤4-7：步骤4，在当前待气化煤层区域煤炭气化完毕后，解冻当前密封通道；步骤5，以解冻后的一个当前密封通道为新气化通道，以形成包含该新气化通道的新待气化煤层区域；步骤6，间隔于新待气化煤层区域建立水平段位于煤层中的新密封通道，向新密封通道中注入冷却剂以使其周围的煤层含水结冰；步骤7，以新待气化煤层区域作为当前待气化煤层区域，以新密封通道作为当前密封通道，并且返回步骤4循环。其中，煤层中需要进行煤炭气化的目标气化区域13被划分为多个子区域，多个子区域依次为上述“当前待气化煤层区域”和“新待气化煤层区域”。在目标气化区域的全部煤层进行煤炭气化完毕后。上述循环停止。

根据本发明，当前待气化煤层区域的与当前密封通道相邻的边缘至该当前密封通道的中心线的距离大于5m。

根据本发明，还包括：在当前待气化煤层区域煤炭气化过程中，检测垂直井井口内气体的压力的步骤，其中，当压力上升时向当前密封通道中补充注入冷却剂，直至恢复至所述上升前的压力值。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明间隔于当前待气化煤层区域构建当前密封通道，并在对当前待气化煤层区域进行气化之前向当前密封通道中注入冷却剂，以使当前密封通道周围的煤层含水结冰，由此将当前待气化煤层区域周围的煤层含水固定在原位，形成冰墙。该冰墙将当前待气化煤层区域与冰墙外侧的煤层隔离，以防止外侧的煤层含水向当前待气化煤层区域聚集，影响当前待气化煤层区域的气化以及生成的煤气组分。同时，也避免了当前待气化煤层区域气化产生的污染物对冰墙外侧的煤层含水的影响。

附图说明

图1是本发明的地下气化炉控水方法的第一个实施例应用于煤炭地下气化系统的俯视示意图；

图2是图1示出的煤炭地下气化系统的截面示意图；