专利名称：地下气化炉煤层松动工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤炭地下气化工艺，特别是一种使地下气化炉内的煤体进行松动、增加煤层透气性、增大气化反应面积的地下气化炉煤层松动工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是地下气化炉煤层松动工艺是在由气化通道、气流通道及其导引通道构建的地下气化炉中，在地下气化炉炉体内部，从气化通道中按一定间距，掘若干条平行于或接近平行于气流通道的巷道，我们称之为导松通道，并在导松通道的两帮打眼放松动炮，以此形成人工松动煤，并利用矿压变化形成矿压松动煤。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案还可以是在地下气化炉煤层松动工艺中，导松通道与相邻气流通道间的实煤柱宽度选用10～30m；以10～20m为优选。导松通道之间的实煤柱宽度选用5～25m；以5～15m为优选。
在地下气化炉煤层松动工艺中，松动炮炮眼与底板的距离为巷道高度的1/4～1/2，炮眼倾斜向下、眼底至底板附近，炮眼深度1～3m，炮眼间距1～5m。
在地下气化炉煤层松动工艺中，导松通道的长度与气流通道长度相一致；其宽度为1～3m。
本发明的有益效果是①采用本工艺的导松气化炉与原实体气化炉相比，使气化面增加了人工松动煤和矿压松动煤，解决了气化煤层透气性差的问题。一是增大了气化反应的面积；二是由于松动煤的非均衡性，使气化面煤壁在平面上成为曲线，如图3所示；从而使气化面长度相对加长，气化面面积相对增大。
②单位面积气化能力增强。松动煤使煤体的透气性增强、气化面积增大，使气化反应不仅在煤的表面进行，而且通过松动煤体的裂隙或松散煤的间隙深入到煤表面以下进行，从而在供氧量相同的情况下，使氧化区相对较集中，反应表面积相对较小，但氧化深度增加、温度提高；使还原区不仅面积增大，而且反应深度增加，还原能力增强。即单位面积气化能力增强。从而使气化炉产量提高、生产稳定。
如
图1所示，本发明地下气化炉煤层松动工艺是在地下气化炉炉体内部，从气化通道(1)中按一定间距，掘若干条平行于或接近平行于气流通道(2)的巷道——导松通道(4)，并在导松通道(4)的两帮打眼放松动炮，以此产生人工松动煤(5)和矿压松动煤(5′)。人工松动煤(5)是通过放松动炮形成的松动煤，矿压松动煤(5′)是由于开掘导松通道(4)和放松动炮的影响，引起矿压变化所形成的松动煤。我们把布置了导松通道(4)的气化炉称为导松气化炉。
在构建导松气化炉中，本发明工艺的具体参数和说明如下1.导松通道(4)与相邻气流通道(2)间的实煤柱宽度一般选择10～30m；以10～20m为优选。
2.相邻导松通道(4)之间的实煤柱宽度一般选择5～25m，以5～15m为优选。
3.导松通道(4)的长度与气流通道(2)长度相一致当气化炉的两气流通道(2)长度相等时，可与气流通道(2)长度相同；当两气流通道(2)长度不等长时，可掘至两气流通道(2)上端的连线位置时止，即两导引通道(3)底端连线位置。
4.导松通道(4)宽度1～3m。
5.松动炮的布置范围导松通道(4)两帮煤壁、气化通道(1)上帮煤壁、两气流通道(2)下端5～20m、靠炉体一侧的煤壁。即图1中的曲线部分。
6.松动炮炮眼布置炮眼开孔位置与底板距离为巷道高度的1/4～1/2，炮眼倾斜向下、眼底至煤层底板，或接近煤层底板。
7.松动炮炮眼深度1～3m。
8.松动炮炮眼间距1～5m。
9.松动炮的放炮松动顺序先导松通道(4)，后气化通道(1)，再后是气流通道(2)下端。其中，导松通道(4)放炮时按由上到下的顺序进行，使煤处于放炮后的自然松散状态即可。
工作原理由于布置了导松通道(4)，使气化通道(1)上帮煤壁的受力状态失去了均衡性，首先是气化通道(1)与导松通道(4)相交处的两侧煤角受力较大，当压力逐渐增大到一定程度时，引起煤角松动和散落，或称导松，并由此使煤层这种受力的不平衡性及煤壁的松动散落现象不断向两侧来回交错传递。
我们称气化通道(1)中因受力不平衡而引起的、先受力较大后被压松动或散落的凸出部分为导松角。在导松通道(4)处首先松动散落的煤角称为起始导松角(α1)。在起始导松角(α1)松动散落后，在其两侧形成两个新的导松角，称为二次导松角(α2)，以后依次类推。随着起始导松角(α1)引起的多次松动传递的进行，使相邻两导松通道(4)间的气化煤壁逐渐形成一个向下山方向凸出的锥形，我们称锥形顶端为中心导松角(α2)；同时，中心导松角(α2)的松动散落又向两侧传递。这样就形成由起始导松角(α1)到中心导松角(α2)，又由中心导松角(α2)到起始导松角(α1)的煤层松动循环，使气化面不断形成矿压松动煤(5′)。
图2中的A～H示出两导松通道间由起始导松角到形成中心导松角的过程。图2-A示出起始导松角(α1)；图2-B示出初次导松；图2-C示出二次导松角(α2)；图2-D示出二次导松；图2-E示出n次导松角(αn)；图2-F示出n次导松；图2-G示出中心导松角(α2)；图2-H示出中心导松。在图2中人工松动煤略。
矿压松动煤又分为动压松动煤和静压松动煤。动压松动煤是指伴随周期来压顶板剧烈移动垮落时而产生的松动煤，由于此种情况下煤壁受力较大，故松动煤量较多，对气化较有利。而在顶板周期来压之间，顶板相对较稳定，但仍有缓慢下沉和位移，煤壁在这种相对静压作用下产生的松动煤，我们称之为静压松动煤。
矿压松动煤虽具有以上总体松动传递规律，但在具体松动传递中，并非一一对称，而具有非均衡性。具体表现为一是动压松动煤量大，而静压松动煤量相对较小；二是导松角的具体大小及松动煤量具有非均匀性，其具体传递具有交错性和非对称性；三是由地质情况引起的非均衡性等。这种矿压松动煤的非均衡性，一方面使松动煤不断进行，另一方面使气化面煤壁在平面上成为不规则的曲线，如图3所示。图3中的人工松动煤略。
权利要求
1.一种地下气化炉煤层松动工艺，在由气化通道(1)、气流通道(2)及其导引通道(3)构建的地下气化炉中，其特征在于在地下气化炉炉体内部，从所说的气化通道(1)中按一定间距，掘若干条平行于或接近平行于气流通道(2)的巷道——导松通道(4)，并在导松通道(4)的两帮打眼放松动炮，以此形成人工松动煤(5)，并利用矿压变化形成矿压松动煤(5′)。
2.根据权利要求1所述的地下气化炉煤层松动工艺，其特征在于所说的导松通道(4)与相邻气流通道(2)间的实煤柱宽度为10～30m；导松通道(4)之间的实煤柱宽度为5～25m。
3.根据权利要求2所述的地下气化炉煤层松动工艺，其特征在于所说的导松通道(4)与相邻气流通道(2)间的实煤柱宽度为10～20m；导松通道(4)之间的实煤柱宽度为5～15m。
4.根据权利要求1所述的地下气化炉煤层松动工艺，其特征在于所说的松动炮炮眼与底板的距离为巷道高度的1/4～1/2，炮眼倾斜向下、眼底至底板附近，炮眼深度1～3m，炮眼间距1～5m。
5.根据权利要求1所述的地下气化炉煤层松动工艺，其特征在于所说的导松通道(4)的长度与气流通道(2)的长度相一致；其宽度为1～3m。
全文摘要
一种地下气化炉煤层松动工艺，涉及煤炭地下气化领域。通过在地下气化炉炉体内部，从气化通道中按一定间距，掘若干条平行或接近平行于气流通道的导松通道，并在导松通道的两帮放松动炮，以此形成人工松动煤，并且利用矿压变化形成矿压松动煤。从而解决气化炉体煤层透气性差的问题，增大气化反应的面积，增强气化面单位面积气化能力，从而增强地下气化炉氧化还原反应能力，提高地下气化炉的产量和稳定性。
文档编号E21B43/295GK1419036SQ02135959
公开日2003年5月21日 申请日期2002年12月4日 优先权日2002年12月4日
发明者刘宝银, 郑珂, 邱波 申请人:新汶矿业集团有限责任公司煤气站