[发明专利]煤炭地下气化钻孔的封闭方法

说明书

本发明涉及一种煤炭地下气化钻孔的封闭方法，所述钻孔包括待封闭钻孔，其包括步骤S1：在所述待封闭钻孔内注入由吸附材料和水搅拌后形成的泥浆，并保持静置；步骤S2：将骨料投加到所述待封闭钻孔内；步骤S3：将水泥与吸附材料与水混合制成浆液，所述浆液缓慢注入至所述待封闭钻孔内；步骤S4：向所述待封闭钻孔内注入清水，完成封闭所述待封闭钻孔。本发明通过有序充填吸附材料、骨料、水泥与粘土等混合物分别形成控制污染物扩散的第一道防护墙和第二道防护墙，能够对钻孔周边围岩有效加固。

技术领域

本发明涉及一种煤炭地下气化技术领域，尤其是指煤炭地下气化钻孔的封闭方法。

背景技术

煤炭地下气化技术主要是指煤、焦炭或者半焦等固体燃料在高温常压或者加压条件下与气化剂发生反应，转化为气体产物或少量残渣的过程。所述气化剂主要是水蒸气、空气(或者氧气)或者它们的混合气。煤炭气化过程可用于生产燃料煤气，作为工业窑炉用气或者城市煤气，也可用于制造混合气，作为合成氨、合成甲醇和合成液体燃料的原料，因此煤炭气化技术是煤化工的重要技术之一。

目前常用的煤炭地下气化技术一般在原始煤层中通过从地面打煤层钻孔实现，由于钻孔的施工需要穿过地下的含水层，为了避免所述含水层中的水向钻孔内渗漏，需要通过水泥固定钻孔后形成的井，且在井中设置钢质套管，从而阻断含水层与钻孔内的联系。在煤层气化过程中，由于钻孔经历了高温、腐蚀环境从而对钻孔造成了不同程度损坏，在煤层气化结束后，钻孔成为污染物向地下含水层扩散的最大威胁通道，因此有必要对这一通道进行封闭，阻断污染物通过此类通道进入地下含水层。

为了克服上述问题，现有文献(CN102493840A)提供了一种填充地下空间的方法，包括：从地下气化燃空区抽取污水送入沉降池中净化；将净化后的水与粉碎固体制浆原料混合成浆料；将浆料填充入地下空间并进行干燥处理。上述文献一定程度上减少地下水污染的风险且降低地表土壤被污染的风险，但是仍旧存在以下问题：上述方法所使用的吸水膨胀浆料强度不能完全适应钻孔要求，浆料形成塑性体后不具备拉升移动特性，若遇到地层错层或套管移动易发生断裂，断裂处会形成通道从而导致污染物通过该类通道进入含水层且在含水层中扩撒，因此上述方法不能够彻底解决钻孔端可能引起的污染物迁移扩散的问题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中煤层气化时钻孔处的形成的通道会导致污染物迁移扩散到含水层的问题从而提供一种可有效避免污染物从钻孔端迁移扩散至所述含水层的煤炭地下气化钻孔的封闭方法。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种煤炭地下气化钻孔的封闭方法，所述钻孔包括待封闭钻孔，其步骤如下：步骤S1：在所述待封闭钻孔内注入由吸附材料和水搅拌后形成的泥浆，并保持静置；步骤S2：将骨料投加到所述待封闭钻孔内；步骤S3：将水泥与吸附材料与水混合制成浆液，所述浆液缓慢注入至所述待封闭钻孔内；步骤S4：向所述待封闭钻孔内注入清水，完成封闭所述待封闭钻孔。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S4完成后还设有步骤S5，所述步骤S5中将粘土与吸附材料混合后注入到所述待封闭钻孔内。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S5中，将粘土与吸附材料按照3:1体积比混合后，直接注入到所述待封闭钻孔内，且注入至煤层以上含水层顶板处。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S1之前还设有步骤S0，所述步骤S0中将与所述待封闭钻孔相邻的辅助钻孔内的水注入至所述待封闭钻孔内。

在本发明的一个实施例中，所述步骤S1中，所述待封闭钻孔中煤层顶板与底板间高度为M₀，所述泥浆注入所述待封闭钻孔内，泥浆高度为距离煤层底板H1处，H1/M₀的取值范围为0.75至0.8，保持静置55小时至60小时。