一种煤炭地下气化炉内积水自动排放清淤装置

1.本实用新型涉及煤炭地下气化技术领域，具体为一种煤炭地下气化炉内积水自动排放清淤装置。


背景技术：

2.煤炭地下气化是将处于地下的煤炭进行有控制地燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体的过程。煤炭地下气化炉在运行过程中，随着开采空间的增大，煤炭地下气化炉覆岩会发生局部垮落，并在燃空区上部形成垮落带、裂隙带，底板也会形成裂隙带。此时，如果周边围岩内含水量比较丰富，地下水会在静水压力作用下沿裂隙通道渗流到煤炭地下气化炉燃空区内；此外地下气化炉注气通道内注入的水蒸汽或者雾化水并不能完全分解，残留的水分以及周边围岩内涌水的水分将在地下气化炉内标高最低点形成积水。如果地下气化炉内积水不能及时排出，积水量过多将会造成水蒸发吸热消耗炉内反应所需热量，导致炉内温度场降低以及煤气品质降低；甚至是过量积水淹没煤炭地下气化炉内反应工作面，导致煤炭地下气化炉反应过程终止而造成灾变事故。因此，煤炭地下气化过程中，炉内积水必须及时排出以达到不影响煤炭地下气化炉内反应进程的目的。但是现有的排水方式容易堵塞排水管、不能实现自动排水功能且现有排水装置存在淤泥渣沉积导致排水失效的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种煤炭地下气化炉内积水自动排放清淤装置，解决了既要实现炉内积水的自动排输，又要防止地下气化炉内煤气通过排水装置而泄漏的难题，同时解决了排水装置中淤泥沉积而影响排水功能的问题。
4.根据本实用新型的目的，本实用新型提供一种煤炭地下气化炉内积水自动排放清淤装置，包括排水管、水封器和清淤装置，所述排水管镶嵌在设置在隔离密闭内，所述水封器设置在下部平巷内，所述排水管的排水口位于所述水封器内，所述排水管的管口位于点火平巷内；
5.所述清淤装置包括清淤水泵和清淤水管，所述清淤水管一端与所述清淤水泵连接，所述清淤水管的另一端位于所述水封器的底部。
6.进一步地，所述排水管的上部管口处设有防渣斜支架，所述防渣斜支架上铺设有金属滤网。
7.进一步地，所述排水管的管口位于所述防渣斜支架的下方，所述排水管的管口呈敞口状。
8.进一步地，所述水封器为布置于所述下部平巷底板内的底部封口的敞口状圆柱形金属管。
9.进一步地，所述排水管位于所述点火平巷的一端高于所述排水管位于所述下部平巷的一端，所述排水管的出水口插于靠近所述水封器底部的位置。
10.进一步地，所述水封器内的液位上表面与所述排水管的出水口在垂直方向上具有水柱高度，所述水柱高度所产生的液体压强大于气化炉内的气压。
11.进一步地，所述清淤水管插入到所述水封器靠近底部淤泥渣位置处。
12.进一步地，所述水封器内设有用于排出淤泥的排淤管。
13.进一步地，所述清淤水泵为高压水泵，所述清淤水泵与清水水源连接。
14.本实用新型的技术方案实现了煤炭地下气化炉内积水的自动排输，同时又解决了地下气化炉内煤气通过排水装置而泄漏以及排水装置中淤泥渣沉积而影响排水功能的问题。本实用新型构建的点火平巷内排水管防护和过滤装置可有效保护垮落的煤岩块、炉内灰渣等不会破坏和堵塞排水管管口；水封器的设置能够实现在及时排出地下气化炉内积水的同时，防止煤炭地下气化炉内的煤气通过排水装置排出，防止煤气泄漏；清淤水泵及管路的设置可防止水封器底部淤泥渣的沉积堵塞排水管排水过程。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
17.图中，1、围岩；2、煤层；3、燃空区；4、火焰工作面；5、围岩涌水；6、灰渣和垮落破碎覆岩；7、燃空区积水；8、点火平巷；9、工字钢支架；10、防渣斜支架；11、金属滤网；12、隔离密闭；13、下部平巷；14、管口；15、排水管；16、出水口；17、水封器；18、排淤管；19、淤泥渣；20、清淤水泵；21、清淤水管。
具体实施方式
18.下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
20.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域
的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
21.实施例1
22.如图1所示，
23.煤炭地下气化过程中随着燃空区3面积增大，周边围岩1内或含水层中的围岩涌水5通过裂隙通道涌入地下气化炉燃空区3，导致地下气化炉内的燃空区积水7增大，造成过量水蒸发吸热消耗地下气化炉内反应所需热量，导致炉内温度场降低以及煤气品质降低；甚至是过量燃空区积水7淹没煤炭地下气化炉内火焰工作面4，导致煤炭地下气化炉反应过程终止而造成灾变事故的问题。
24.一种煤炭地下气化炉内积水自动排放清淤装置，在地下气化炉下部点火平巷8位置、隔离密闭12内以及下部平巷13内布置带防护和过滤装置的排水管15、水封器17和清淤装，实现积水过滤、自动排水和清淤等功能，保障煤炭地下煤层2内的气化炉内的燃空区积水7的自动排出和可靠运行。
25.防护和过滤装置为布置于煤炭地下气化炉下部点火平巷8内的防渣斜支架10以及上部铺设的金属滤网11，可防止煤炭地下气化炉内灰渣和垮落破碎覆岩6等随着燃空区积水7涌入排水管15内；防护装置为防渣斜支架10，置于排水管15的管口14上部；过滤装置为防渣斜支架10上部铺设的金属滤网11，可阻挡和过滤积水中的块状灰渣、破碎覆岩。点火平巷8上方可设置工字钢支架9用于设置点火材料。
26.排水管15为煤炭地下气化炉内积水的排水管，排水管15的管口14位于点火平巷8内的防渣斜支架10的下部空间，排水管15的管口14呈敞口状，可增大排水管15的进水面积。排水管15需嵌置于点火斜巷内的隔离密闭12内，排水管15的出水口16内插于下部平巷13内布置的水封器17内。
27.水封器17为布置于下部平巷13底板内的具有一定深度的、底部封口的敞口状圆柱形金属管装置。排水管15的出水口16内插于靠近水封器17底部的位置，水封器17的深度应保证水封器17液位上表面与排水管15的出水口16在垂直方向上具有一定的水柱高度，保证该水柱所产生的液体压强大于煤炭地下气化炉内的气压，即用一定高度的水柱封住煤炭地下气化炉内的气体，达到防止煤炭地下气化炉内煤气通过排水装置泄漏的目的。
28.下部平巷13内设置有清水高压清淤水泵20和清淤水管21，随着地下气化炉内积水经排水管15和水封器17的不断排出，积水中混入的粒度较小的煤灰泥渣等会不断在水封器17底部沉积形成淤泥渣19，久而久之会埋没封堵排水管15在水封器17内的出水口16，造成地下气化炉内积水排水不畅，导致排水装置排水失效；因此需要定期对水封器17内沉积的淤泥渣19进行清理。将一根清淤水管21深入到水封器17靠近底部淤泥渣19位置，采用高压清淤水泵20经清淤水管21将高压清水注入到水封器17靠近底部淤泥渣19位置，冲刷底部淤泥渣19，并经排淤管18排出混合淤泥渣的积水，达到清理水封器17底部淤泥渣19的目的。
29.上述一种煤炭地下气化炉内积水自动排放清淤装置的清淤方法，包括以下步骤：
30.步骤1，搭建防护和过滤装置
31.在煤炭地下气化炉倾向下部的点火平巷8位置，架设防渣斜支架10，防渣斜支架10要架设在排水管15的管口14上方。防渣斜支架10主要作用是防止上部的煤岩垮落下来砸坏或者堵塞排水管15的管口14，且防渣斜支架10下部需要形成一定的支撑空间，方便燃空区积水7从排水管15的管口14流入到排水管15内。在防渣支架10上铺设金属滤网11，目的是防
止煤炭地下气化炉内灰渣和垮落破碎覆岩6等随着积水7涌入排水管内。
32.步骤2，布置排水管15和水封器17
33.在点火斜巷隔离密闭12内铺设排水管15，排水管15的管口14位于点火平巷8内的防护和过滤装置下部空间，排水管15的管口14呈敞口状，可增大排水管15的进水面积；在点火斜巷隔离密闭12外的下部平巷13内朝向巷道底板钻孔并放置水封器17，钻孔孔径和深度应满足水封器17的尺寸要求。为了防止地下煤层2气化炉内煤气通过排水管15和水封器17泄漏，水封器17在巷道底板钻孔内应该具有一定的埋设深度，水封器17的深度应保证水封器17液位上表面与排水管15的出水口16在垂直方向上具有一定的水柱高度，保证该水柱所产生的液体压强大于煤炭地下气化炉内的气压，即用一定高度的水柱封堵住煤炭地下气化炉内的气体，达到防止煤炭地下气化炉内煤气通过排水装置泄漏的目的。
34.步骤3，安装水封器内进水管和排淤管
35.煤炭地下气化炉出来的排水管15的出水口16应内插于靠近水封器17底部的位置，地下气化炉内燃空区积水7逐渐充满整个水封器17，最后燃空区积水7从水封器17顶部的开口流入到排淤管18中。
36.步骤4，水封器17清淤
37.随着煤炭地下气化炉的运行和炉内燃空区积水7的不断排出，燃空区积水7中混入的粒度较小的煤灰泥渣等会不断在水封器17底部沉积形成淤泥渣19，久而久之会埋没封堵排水管15在水封器17内的出水口16，造成地下气化炉内燃空区积水7排水不畅，导致排水装置排水失效；因此需要定期对水封器17内沉积的淤泥渣19进行清理。
38.在下部平巷13内布置一台高压清淤水泵20，将一段高压清淤水管21深入到水封器17靠近底部淤泥渣19位置，采用高压清淤水泵20经清淤水管21将高压清水注入到水封器17靠近底部淤泥渣19位置，冲刷底部淤泥渣19，并经排淤管18排出混合淤泥渣的积水，达到清理水封器17底部淤泥渣19的目的。
39.本实用新型实现了煤炭地下气化炉内积水的自动排输，同时又解决了地下气化炉内煤气通过排水装置而泄漏以及排水装置中淤泥渣沉积而影响排水功能的问题。
40.本实用新型构建的点火平巷内排水管防护和过滤装置可有效保护垮落的煤岩块、炉内灰渣等不会破坏和堵塞排水管管口；水封器的设置能够实现在及时排出地下气化炉内积水的同时，防止煤炭地下气化炉内的煤气通过排水装置排出，防止煤气泄漏；清淤水泵及管路的设置可防止水封器底部淤泥渣的沉积堵塞排水管排水过程。
41.本实用新型排水装置可靠性高，安装和使用方便，高效且实现了自动排水功能，又防止了煤炭地下气化炉内煤气泄漏，安全性好。解决了既要实现炉内积水的自动排输，又要防止地下气化炉内煤气通过排水装置而泄漏的难题，同时解决了排水装置中淤泥渣沉积而影响排水功能的问题。
42.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。