[发明专利]深部煤炭原位氧化降解实现流态化开采方法

说明书

本发明属于煤炭原位氧化降解流态化开采技术领域，提出了一种深部煤炭原位氧化降解实现流态化开采方法，包括如下步骤：步骤1，在待流态化开采的煤层中钻两口水平井，其中上方钻出注液井，下方钻出开采井；步骤2，对注液井和开采井之间的煤层进行水力压裂，直至煤层形成裂隙渗流通道；步骤3，通过注液井将氧化剂溶液注入至煤层，使氧化剂溶液与煤层产生氧化作用，并产生流态化产物；步骤4，从开采井开采流态化产物。本发明提供了一种新的煤层氧化流态化的思路，为煤层氧化流态化开采提供借鉴。该方法适用条件温和，设备要求低，操作工艺简单，经济成本低。

技术领域

本发明属于煤炭原位氧化降解流态化开采技术领域，具体涉及一种深部煤炭原位氧化降解实现流态化开采方法。

背景技术

煤炭在未来相当长时期内仍将是我国的主体能源和基础能源，而我国近70％的煤炭资源分布在2000m以深，因此，深部煤炭资源开采势在必行。然而，按照现有开采方式、开采技术发展水平，固体矿物的开采深度不可能无限向深部延伸，传统的开采方式与目前的技术水平已经不足以支撑深部固体资源开采。

为了克服传统煤炭开采方式存在极限深度的难题，解决深部煤炭资源开采过程中的安全与环境问题，一批学者提出了深部煤炭资源原位流态化开采的理念。所谓流态化开采，是指将深部固体矿产资源原位转化为气态、液态或气固液混态等流态资源，在井下实现无人智能化的采选充、热电气等转化的开采技术体系。

常用的流态化开采的技术，如：深部原位能量诱导物理破碎流态化开采技术：利用深部高应力，通过钻掘及水射流破岩，诱发深部煤体突出形成颗粒流、气、液等混合流态物质，形成符合管路传送的颗粒尺度，但是，在诱导破裂的过程中会产生有害扰动；如：深部煤炭流态化开采原位气化技术,煤炭地下气化可将其转化为燃气输出到地面,是深部煤炭原位流态化开采的重要途径。但是，该技术需要在采空区建立气化仓，气化条件要求较高，进而会提高开采成本。

上述内容中，均未涉及煤层注入氧化剂原位将煤氧化，直接开采流态化产物的技术内容，对此提供一种深部煤炭原位氧化降解实现流态化开采方法。

发明内容

本发明旨在解决背景技术中记载的问题，提供一种深部煤炭原位氧化降解实现流态化开采方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种深部煤炭原位氧化降解实现流态化开采方法，包括如下步骤：

步骤1，在待流态化开采的煤层中钻两口水平井，其中上方钻出注液井，下方钻出开采井；

步骤2，对注液井和开采井之间的煤层进行水力压裂，直至煤层形成裂隙渗流通道；

步骤3，通过注液井将氧化剂溶液注入至煤层，使氧化剂溶液与煤层产生氧化作用，并产生流态化产物；

步骤4，从开采井开采流态化产物。

在本发明的一种优选实施方式，步骤1中，煤层为埋深500～800m的低煤阶煤层。

在本发明的一种优选实施方式，步骤1中，钻出注液井之后，在注液井的井口安装第一高压泵，在注液井的井内安装加热装置和第二高压泵，第一高压泵与加热装置连通，加热装置与第二高压泵连通。

在本发明的一种优选实施方式，步骤3中，第一高压泵提供初始动力将氧化剂溶液注入到加热装置中，并通过电加热装置将氧化剂溶液加热至40～200℃，再通过第二高压泵将加热好的氧化剂溶液注入煤层中。

在本发明的一种优选实施方式，步骤3中，氧化剂溶液是由具有强氧化性的固体或液体氧化剂溶于水配制而成。

在本发明的一种优选实施方式，步骤3中，氧化剂溶液包括质量浓度为1～6％次氯酸钠，或15～30％过氧化氢和6％乙酸。

在本发明的一种优选实施方式，步骤3中，先将6％乙酸注入煤层，接着将15～30％过氧化氢注入煤层，或者直接将1～6％次氯酸钠注入煤层。