[发明专利]煤炭地下气化标志气体的检测与调控方法

摘要

本发明属地下煤炭开发利用的方法，特别涉及一种煤炭地下气化标志气体的检测与调控方法，由气化剂入口钻孔(1)、煤气出口钻孔(3)、岩土覆盖层(4)、顶、底板岩层(5)、(7)、气化通道(13)和地下煤层(6)组成的煤炭地下气化系统，该方法提供了一种在煤炭地下气化过程中，可实施的调控手段，服务时间长，煤气热值高，气化带、还原带、干馏带的热值、可燃组分和产气量稳定，能形成商业开发的煤炭地下气化产生，为煤炭工业的发展提供了一个新的方向。

主权项

1、一种煤矿地下气化标志气体的检测与调控方法，由气化剂入口钻孔(1)、煤气出口钻孔(3)、岩土覆盖层(4)、顶、底板岩层(5)、(7)、气化通道(13)和地下煤层(6)组成的煤炭地下气化系统，其特征是：a、根据煤层在地下的储存厚度和倾角，确定煤炭地下气化连续稳定进行的气化空间，确定煤炭地下气化系统中的气化通道(13)的长度Lq： Lq＝Ly+Lh+Vst式中：Ly-调控氧化带(11)的长度，m； Lh-调控还原带(10)的长度，m； Vs-燃烧工作面推进速度，m/d； t-气化单程作业时间，day； Ly＝16Re0.16dn 式中：Re-Reynolds数；d-流体当量值； d＝2hw/(h+w)式中：h-气化通道(13)高度，m；w-气化通道(13)宽度，m；Lh通过物料平衡方法、热能平衡法计算及实验确定为80～120m；在满足气化工艺要求，通过计算气化通道(13)的长度Lq取120～160m；b、标声气体的调控方法：在氧化剂入口钻孔(1)和煤气出口钻孔(3)之间，利用计算机仿真技术手段，根据产出煤气中可燃组分(co、H2)的摩尔浓度作为优化参数，沿气流方向，确定第一个至n个调控钻孔(2)位置；c、标志气体的检测方法：根据最高温度燃烧点与煤及岩石的导热及衰减，在第一个调控钻孔(2)间隔1.5m布置热电欧、温度传感器；在煤气出口(3)设置流量计、气体分析仪；在氧化剂入口钻孔(1)底部的地下煤层点火处，每间隔5mim采集一次数据，根据采集的数据绘出地下气化温度场仿真曲线图，计算出煤的燃烧速度、温度分布、气体流量，混合气各组分浓度；d、调控气化的实施过程为：在构筑地下气化通道(13)的同时，依据煤层厚度、倾角，气化系统及气化反应化学平衡、气化过程能量平衡、气化过程物料平衡关系，沿气化通道出气方向，在调控还原带(10)范围内布置数个调控钻孔；e、当气化进行到标声气体co2达到11.2～14.5％时，第一个调控钻孔(2)间歇供风，当第一调控钻孔(2)达到氧化边界时，进入第二个调控钻孔调控，依此类推，直至气化结束。