煤层气化密闭空间的构造方法

本发明涉及煤微生物原位气化领域，尤其涉及煤层气化密闭空间的构造方法。

背景技术：

1、煤炭仍然是我国的主要能源，目前我国煤炭开采主要为井工开采，井工开采时，不可能将全部煤层开采出来，特别是一些厚煤层。煤炭开采技术的限制造成了大量的煤炭资源损失。

2、现有的实验表明微生物可以将煤通过厌氧发酵转化成气体，因此有学者提出煤炭资源原位微生物气化开采方法。该方法可以将井工开采浪费的煤炭资源进一步回收，同时也可以实现煤炭资源的清洁利用，增加煤层气的开采。该方法是将气化煤的菌种和营养液注入煤层中，在煤层中进行厌氧发酵。目前该方法在现场使用时，受到现场环境的限制，无法实现，其原因是厌氧发酵菌种一般为严格厌氧菌，一旦接触氧气，生物活性就回迅速降低；浅埋厚煤层开采后，上覆岩层裂隙将延伸至地面，地表将和采空区连通，不利于产甲烷菌的生长；采空区注入营养液时，由于采空区裂隙发育，营养液会向四周扩散，造成流失；气化产生的气体如果不进行封堵，无法聚集抽采。如果人工在井下构造一个封闭空间可以实现煤的原位生物气化。

3、如何克服现成环境，实现煤炭资源的原位微生物气化开采，是本领域亟需解决的问题，对我国煤炭资源的开采具有重要意义。

技术实现思路

1、针对上述煤炭的原位微生物气化开采受现成环境影响难以实施的问题，本发明提供煤层气化密闭空间的构造方法，通过人工创造井下封闭空间，实现采空区遗留煤炭资源原位生物气化开采。

2、煤层气化密闭空间的构造方法，包括以下步骤：

3、s1、工作面回采前，沿切眼、回风巷及运输巷方向在非采煤面的外表面砌水泥墙；

4、s2、在工作面靠近开拓巷道的一侧掘进贯穿工作面的联络巷，沿联络巷方向对靠近开拓巷道的一侧工作面外表面砌水泥墙；

5、s3、工作面回采过程中对预设厚度的顶煤进行保留；

6、s4、工作面回采结束后，对联络巷两端的水泥墙进行封堵，向采空区上方的离层带注浆，形成人造注浆层，在采空区正上方对应的地表布置微生物营养液钻孔及气体测试钻孔。

7、优选的，所述步骤s1及步骤s2中，所述水泥墙砌好后在其表面喷涂防水材料。

8、优选的，所述步骤s1中，所述切眼方向的水泥墙的两端分别与回风巷及运输巷方向的水泥墙连接。

9、优选的，所述步骤s4中，所述对联络巷两端的水泥墙进行封堵包括：联络巷两端的水泥墙分别向两端延伸，分别与回风巷及运输巷方向的水泥墙连接，形成闭环。

10、相比于现有技术，本发明的优点及有益效果在于：在工作面回采后，在采空区构造煤矿井下煤微生物气化空间，一是，水泥墙一直可以封堵采空区，防止有害气体污染其他工作面；二是，水泥墙在巷道内构筑，属于巷道的二次利用，提高了巷道的利用率；三是，利用水泥墙和岩层注浆隔离形成了浅埋煤层采空区煤的发酵空间，使采空区遗留煤炭资源原位生物气化开采成为了可能，提高了煤层的回采效率，增加了煤层气的产量。

技术特征：

1.煤层气化密闭空间的构造方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的构造方法，其特征在于，所述步骤s1及步骤s2中，所述水泥墙(4)砌好后在其表面喷涂防水材料。

3.根据权利要求1所述的构造方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述切眼(7)方向的水泥墙的两端分别与回风巷(5)及运输巷(8)方向的水泥墙(4)连接。

4.根据权利要求1所述的构造方法，其特征在于，所述步骤s4中，所述对联络巷(2)两端的水泥墙(4)进行封堵包括：联络巷(2)两端的水泥墙(4)分别向两端延伸，分别与回风巷(5)及运输巷(8)方向的水泥墙(4)连接，形成闭环。

技术总结
本发明公开了煤层气化密闭空间的构造方法，包括以下步骤：S1、工作面回采前，沿切眼、回风巷及运输巷方向在非采煤面的外表面砌水泥墙；S2、在工作面靠近开拓巷道的一侧掘进贯穿工作面的联络巷，沿联络巷方向对靠近开拓巷道的一侧工作面外表面砌水泥墙；S3、工作面回采过程中对预设厚度的顶煤进行保留；S4、工作面回采结束后，对联络巷两端的水泥墙进行封堵，向采空区上方的离层带注浆，形成人造注浆层，在采空区正上方对应的地表布置微生物营养液钻孔及气体测试钻孔，实现煤炭资源的原位微生物气化开采。

技术研发人员：朱柳,姚强岭,尚晓贝,刁望杰
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13