[发明专利]地下气化通道的上方地层的处理方法及地下气化建炉方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下气化通道的上方地层的处理方法以及一种地下气化建炉方法。

背景技术

地下气化过程是一种全新的采煤方法，与传统的物理采煤法有着根本的区别，地下气化是一种化学采煤法，即将埋藏在地下的煤炭就地进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用与化学反应生产可燃气体输送出来。然而在气化过程中，随着燃空区的逐渐增大，岩层承受的压力不断加大，一旦岩层塌陷，弱含水层中的水就会进入到地下气化炉中，使得气化炉的温度降低，甚至会熄灭火焰，造成地下气化的失败。

专利200910307130.9中提到一种岩层支撑柱预留的方法，主要是向煤层的一段中注入水泥浆等混凝材料，然后再气化，这种方法操作简单，但预留在煤层中的水泥浆柱会影响气化效果，使整个气化炉在气化过程中难以统一控制和调控。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下气化通道的上方地层的处理方法以及一种地下气化建炉方法，其可在地下气化过程中保证气化通道上方的岩层坚固和/或防止含水层含水进入到燃烧区，进而提高地下气化炉的使用寿命。

为实现上述目的，本发明一方面提供一种地下气化通道的上方地层的处理方法，包括如下步骤：步骤1，在地下气化通道的上方的岩层中和/或岩层上方的含水层中建立通道；步骤2，当岩层中建立有通道时向通道中注入加固剂，以使加固剂在通道和其周围岩层中凝固；当含水层中建立有通道时向通道中注入膨胀材料，以使膨胀材料吸收通道周围含水层中的含水。

根据本发明，在步骤2中：注入是加压注入，加压注入执行完毕后密封通道。

根据本发明，通道包括主道和至少一个由主道延伸出的支道，每个支道与主道连通。

根据本发明，支道的延伸方向与主道的第一端指向第二端的方向呈锐角或直角。

根据本发明，支道与主道的夹角的范围位于30-60°中。

根据本发明，通道包括至少两个支道，且位于主道的相反两侧的支道相互错开。

根据本发明，步骤1执行为如下依次步骤：由地面向岩层和/或含水层中钻定向钻井，定向钻井的水平段构成主道；由主道的内壁向周围岩层或含水层中钻进以形成支道，其中岩层中的通道的支道在岩层中，含水层中的通道的支道在含水层中；在步骤2中：以定向钻井的地面上的井口作为注入的注入口。

根据本发明，加固剂为水泥浆或遇水膨胀材料。

另一方面提供一种地下气化建炉方法，包括：步骤a，按照上述任一项的方法加固岩层和/或吸收含水层含水；以及步骤b，建立进气井、水平通道和出气井，其中，水平通道位于步骤a中已加固的岩层或已减少其中含水的含水层下方的煤层中。

根据本发明，在步骤a按照权利要求3方法执行的情况下：在步骤a之前，确定在煤层中设置的水平通道的轴向方向；在步骤a中建立的通道的主道的轴线与轴向方向夹角60-90°。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的地下气化通道的上方地层的处理方法，通过在岩层中建立通道并向通道中注入加固剂，使得加固剂渗入到通道周围的岩层的缝隙中，由此待加固剂在通道和通道周围的岩层中凝固后，便起到了对岩层加固的作用，从而减低了岩层的坍塌率。和/或通过在含水层中建立通道以及向通道中注入膨胀材料，使得膨胀材料在通道中吸收通道周围含水层中的含水，由此减少了含水层中的含水，以防止含水层中含水进入到地下气化通道中。进而，无论是在岩层中建立通道并注入加固剂，还是在含水层中建立通道并注入膨胀材料，或者在岩层中和含水层中均建立通道并向岩层中的通道中注入水泥且向含水层中的通道中注入膨胀材料，均可以保证开采顺利进行，并在此基础上提高地下气化炉的使用寿命。

本发明的地下气化建炉方法，具有与地下气化通道的上方地层的处理方法相同的步骤，即通过在岩层中和/或含水层中建立通道并相应地向通道中注入加固剂或膨胀材料，以达到加固岩层和/或减少含水层含水的作用。并建立进气井、水平通道和出气井，且水平通道位于已增加强度的岩层或含水层的下方煤层中。由此，提高了该地下气化炉的使用寿命。

附图说明

图1是使用本发明的地下气化通道的上方地层的处理方法和使用该处理方法进行的地下气化建炉方法的一个实施例的地层的示意图；

图2是图1所示出的地层的俯视示意图；

图3是使用本发明的地下气化通道的上方地层的处理方法和使用该处理方法进行的地下气化建炉方法的另一个实施例的地层的示意图；

图4是图3所示出的地层的俯视示意图。

具体实施方式