[发明专利]一种深部煤炭流态化开采原位爆燃-蒸汽联合发电装置

说明书

本发明公开了一种深部煤炭流态化开采原位爆燃‑蒸汽联合发电装置，包括采掘舱、爆燃发电舱和蒸汽发电舱，采掘舱后侧面边缘与爆燃发电舱前侧面边缘通过第一推进装置连接；爆燃发电舱后侧面边缘与蒸汽发电舱前侧面边缘通过第二推进装置连接。本发明在深部开采煤炭时，可以在井下将煤炭转化为电能输送至地面；瓦斯收集罐直接搜集煤层中的瓦斯，将危险气体瓦斯作为爆燃发电的原料之一，混合研磨的煤粉和空气爆燃发电；爆燃发电所产生的高温尾气在蒸汽发电舱收集，并再次利用进行二次蒸汽发电；煤炭原位转化为电能，减少煤炭运输成本，井下就地取材收集瓦斯等可燃气体资源，提高资源利用率。

技术领域

本发明涉及一种深部煤炭原位转化装置，具体涉及一种深部煤炭流态化开采原位爆燃-蒸汽联合发电装置。

背景技术

目前，井工开采仍然是我国地下煤炭资源开发的主要方式，其开采量占到了煤炭年产量的85%以上。现有矿井的深度多数位于500m以浅，根据当前井工开采技术体系，其极限开采深度仅为1500m左右，不适合2000m以下深部煤炭资源的开采。2016年以来，有学者创新性地提出了深部煤炭资源流态化开采的颠覆性理论与技术构想，其核心思想是将深部固体矿产资源原位转换为气态、液态、气-固混合态等流态化资源，甚至是在深部利用煤炭直接原位发电，从而在实现无人智能化采选充及电气热转化利用。

在传统井工开采中，矿井中的瓦斯通常被直接排放到空气中，不仅造成了可燃气体资源的浪费，而且也对空气环境造成了一定的污染。另一方面，煤矿开采的煤炭用于火力发电时需要将其由井下提升至地面，然后输送至火力发电厂，中间转载环节多，运输距离长，发电成本高。因此，为了降低煤炭开采和运输成本，充分利用煤炭伴生的瓦斯等可燃气体资源，设计一种可在煤矿深部原位转化煤炭且充分利用瓦斯资源的原位发电装置，具有重要实际意义。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种深部煤炭流态化开采原位爆燃-蒸汽联合发电装置，可直接在深部煤炭开采时实现由煤炭资源到电力资源的转换。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深部煤炭流态化开采原位爆燃-蒸汽联合发电装置，包括采掘舱，还包括爆燃发电舱和蒸汽发电舱，采掘舱后侧面边缘与爆燃发电舱前侧面边缘通过第一推进装置连接；爆燃发电舱后侧面边缘与蒸汽发电舱前侧面边缘通过第二推进装置连接。

进一步的，所述采掘舱内设有螺旋输送机、破碎机、磨煤机和送风机；螺旋输送机出料口与破碎机进料口连接，破碎机出料口与选煤机进料口连接，选煤机的两个出料口分别与矸石输送管道、煤炭输送管道连接，煤炭输送管道出料口与磨煤机进料口连接，磨煤机出料口与煤粉输送管道连接，煤粉输送管道上设有送风机。

进一步的，所述爆燃发电舱内由前至后依次设置空气压缩机、瓦斯收集罐、爆燃室和第一发电机；爆燃室的进口、出口分别设有阻火器、燃气透平，空气压缩机、瓦斯收集罐均通过爆燃室进气管与阻火器连接，爆燃室上方设置给粉机，煤粉输送管道与给粉机连接，燃气透平输出轴与第一发电机连接，第一发电机与电缆连接。

进一步的，所述蒸汽发电舱内设有蒸汽锅炉、汽轮机、冷凝器、过滤器和第二发电机；蒸汽锅炉内设有蒸汽管，蒸汽管的出口与汽轮机连接，汽轮机的输出轴与第二发电机连接，汽轮机出气口与冷凝器进气口连接，冷凝器出水口通过水管与蒸汽管的进口连接，蒸汽锅炉出气口通过过滤器与排气管连接，蒸汽锅炉进气口通过燃气透平排气管与燃气透平连接，第二发电机与电缆连接。

进一步的，所述给粉机包括储粉仓、给粉管、转动轴和电动机；储粉仓下放设有多个给粉管，给粉管与爆燃室连接，转动轴贯穿所有给粉管，转动轴的一端与电动机连接。

进一步的，所述给粉管中的转动轴设有凹槽。

进一步的，还包括皮带输送机，皮带输送机前端设置在矸石输送管道下方，皮带输送机穿过爆燃发电舱，尾部设置在蒸汽发电舱尾部，皮带输送机储带仓设置在爆燃发电舱中。