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专利号: 2024101570311
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.利用煤层气化炉废热进行分段前进式注热抽采瓦斯的方法,其特征在于:

确定地底的相邻的待气化煤层和瓦斯抽采煤层,所述瓦斯抽采煤层上均匀开设有注热增透管道;将瓦斯抽采煤层水平向分成若干瓦斯抽采煤段;通过煤气化炉及冷却分离装置将待气化煤层中的煤进行燃烧,其中产生的热水气通过热水气输送管路依次对若干瓦斯抽采煤段通过注热增透管道注入;

当前注入热水气的瓦斯抽采煤段为致裂段,致裂段前方相邻的未注入过热水气的瓦斯抽采煤段为原生段,致裂段后方相邻的注入过热水气的瓦斯抽采煤段为增流段;对致裂段通过注热增透管道注入热水气,同时瓦斯抽采地面井通过瓦斯抽采管路对增流段进行瓦斯抽取;当增流段瓦斯抽采完成后即结束对致裂段的热水气注入,开始对本阶段原生段通过注热管道注入热水;此时上一阶段的原生段为致裂段,上一阶段的致裂段为增流段;

所述瓦斯抽采煤层设置有固液分离装置,所述固液分离装置将注热增透管道中的冷凝水净化处理,冷凝水经热循环管路返回煤气化炉及冷却分离装置中。

2.根据权利要求1所述的利用煤层气化炉废热进行分段前进式注热抽采瓦斯的方法,其特征在于:每个注热增透管道的注热入口处设置有远程开关,远程开关为常闭状态;对致裂段的瓦斯抽采煤段注热时打开致裂段的注热增透管道的远程开关,对增流段的瓦斯抽采煤段进行瓦斯抽采时关闭增流段的注热增透管道的远程开关;

第一个致裂段注入热水气的时间为1小时;监测增流段的瓦斯的流量和浓度,当瓦斯抽采流量小于2 m3/min,停止对增流段的瓦斯抽采。

3.利用煤层气化炉废热进行分段前进式注热抽采瓦斯的装置,其特征在于:

包括煤气化产物提升及存储站,还包括上述权利要求2所述的注热增透管道、煤气化炉及冷却分离装置、热水气输送管路、瓦斯抽采地面井、瓦斯抽采管路、固液分离装置、热循环管路、远程开关;所述煤气化炉及冷却分离装置将待气化煤层中的煤燃烧生成煤气化产物,所述煤气化产物通过煤气化产物输送管路输送至煤气化产物提升及存储站进行下一步处理。

4.根据权利要求3所述的利用煤层气化炉废热进行分段前进式注热抽采瓦斯的装置,其特征在于:所述煤气化炉及冷却分离装置包括完全隔开的位于上部的冷却分离部和位于下部的煤气化炉部,所述冷却分离部中装有水,所述冷却分离部为设有与热循环管路连通的冷凝水入口、与热水气输送管路连通的热水气出口的腔体,所述煤气化炉部与煤气化产物输送管路相连通;所述热水气出口处设置有颗粒过滤筛网。

5.根据权利要求3所述的利用煤层气化炉废热进行分段前进式注热抽采瓦斯的装置,其特征在于:所述固液分离装置包括上下依次相连通的第一分离腔室和第二分离腔室,第一分离腔室包括开在侧壁上的固液混合物进口、底部倾斜引流的冷却板、开在冷却板下端部的冷却板下出口;第二分离腔室包括第二分离腔室本体、倾斜设置在第二分离腔室本体内部引流的导流板,所述导流板的周边均与第二分离腔室本体相连接,所述导流板靠近冷却板下出口的一端高且该端开设有滤水网,所述第二分离腔室本体与导流板底边搭接处的上方的侧壁上开设有固体排出口,所述第二分离腔室的底板上开设有冷凝水排出口。

6.根据权利要求3所述的利用煤层气化炉废热进行分段前进式注热抽采瓦斯的装置,其特征在于:还包括注入井,气化煤层开采到一定程度后注入井通过注入管路充填胶结材料。

7.根据权利要求3所述的利用煤层气化炉废热进行分段前进式注热抽采瓦斯的装置,其特征在于:相邻的所述注热增透管道之间间隔4‑6m,所述注热增透管道的孔径小于10cm。

8.根据权利要求3所述的利用煤层气化炉废热进行分段前进式注热抽采瓦斯的装置,其特征在于:所述注热增透管道的设置位置距离瓦斯抽采地面井60‑80m。

9.根据权利要求3所述的利用煤层气化炉废热进行分段前进式注热抽采瓦斯的装置,其特征在于:所述热循环管路的外壁包覆保温材料。

10.根据权利要求3所述的利用煤层气化炉废热进行分段前进式注热抽采瓦斯的装置,其特征在于:所述煤层气化产物输送管路上设置电子压力表与流量计及数据监测单元;

所述固液分离装置中采用高硬度合金滤网并定期维护和更换。