关于地下煤层气化炉灭炉技术研究与实践

地质矿山国关于地下煤层气化炉灭炉技术研究与实践孙波吴志强刘庆高(山东 能源新矿集团鄂庄煤矿)摘要:山东能源新矿集团鄂庄煤矿地下煤层气化炉因井下煤层过程的安全 ,控制火区发展,防止有害气体泄漏，需彻底降炉壁开裂，从煤岩层裂隙泄漏出的CO浓度高达1000PPm,温度低该区域的能量或控制火区发展。710°C, ,喷出压力达到2160Pa。为避免泄漏的有害气体波及采区,采3灭炉技术工程实施用井下风压调控，从地面气化孔往炉内分别灌注-26°C液态二氧化由于气化炉主要着火区域为附近煤柱，需要彻底降低碳、粉煤灰浆,施行对炉内高温气体有效惰化、降温.置换出氧气后，该区域高温煤体的能量，确保火区得到快速控制和熄灭，再快速填注洗研水泥砂浆浇筑进气孔。通过三个月的工程实施,井保障矿井的安全。采取从地面气化站排气孔灌注- 26°C液下泄漏孔CO浓度由1000PPm降低为0PPm，温度由710°C降为38°C,保证了矿井安全生产，实现了快速成功灭炉。态二氧化碳与粉煤灰浆相结合的灭火方案。关键词:地下煤层气化炉快速灭炉 技术研究实践①注液态二放气口1概况氧化碳钻孔布置。鄂庄煤矿煤炭地下气化工程于2000年底开工建设，利用现有的5个测压阀- o400mn阀门or接液态二氧2012年8月178 ,鄂庄矿安全监测值班人员发现气化区出气口位置,在出 0100m 阀门-流量计化碳槽车CO浓度超限，经进一步检查发现在气化炉防火墙以北气口 处φ400mm2m处顶板位置有一个孔洞,CO浓度为1000ppm。在防阀门以下 的钢管火墙[附近巷帮及顶板出现裂隙,CO浓度为950ppm。鄂庄上割φ50mm的图1接阀门示意图矿经过对相关密闭墙进行了维修、喷浆等堵漏措施后,效管口,并焊接好φ50mm控制阀门及测压阀,以下是接管果甚微，气化炉处于失控状态。当前地下煤层气化属国家路示意图 1。②注液态二氧化碳工艺流程。注液态二氧化科技推广项目,暂无先进性灭炉经验，经与西安科大教授碳工艺流程为利用液态二氧化碳槽 车软管与钻孔连接,通论证,从井下实施堵漏危险性大,工作量大,且不治本,故过排气孔向炉内压注-26°C液态二氧化碳。③压注粉煤灰采用往炉内灌注-26C液态二氧化碳与粉煤灰浆相结合浆。将粉煤灰与水按1:3比例搅拌成粉煤灰浆液，利用的方式快速科学灭炉。11KW杂污泵直接压入气孔内,在灌粉煤灰浆期间采用全2炉壁开裂及泄露原因分析封闭式压注,防止空气带入孔内。④填注洗矸及水泥砂浆。2.1气化炉密闭前后顶板破碎,岩层有裂隙,在气化a往5个孔内填注水泥砂浆,以封堵各孔底粉煤灰浆,达到炉点火初期，因项板存在裂隙，出现过煤层气化炉泄漏，固化状态 ,杜绝漏风,填注高度约7m。b往5个孔内填注洗CO浓度超过1000ppm,后通过近一年的注浆，将岩层裂矸共80吨，分别填注到距地面3m位置。c对各孔填注水隙进行了封堵;气化炉经过长时间燃烧，岩层裂隙加大,与泥砂浆，并对孔0地面附近1m2范围施行水泥砂浆浇筑，炉外沟通,出现泄漏。且超出地面不低于0.3m。2.2气化炉3203煤层气化通道与3203东副巷隔离4灭炉效果分析煤柱距离较近，最小为2m,煤层气化炉巷壁喷浆体烧结开通过分别往气化孔内压注- -26°C液态二 氧化碳218裂,隔离煤柱极易被点燃烧透,气化炉煤柱燃烧至密闭墙吨,调节 3#气化孔出气口置换出CO浓度达到1000PPm附近,通过裂隙泄漏造成CO超限。以上,气体温度达到90°C,使炉内气体得到了惰化,降低2.3 气化炉内温度高, 热量大,煤体已储存了大量热了炉内温度;然后往孔内灌注粉煤灰浆，共使用粉煤灰能,火源点周围煤体温度也很高,要降低大范围高温煤体1497 吨，对炉内燃烧体覆盖、降温,并全部封堵了气化孔的温度很困难。孔底,进-步隔绝了氧气;最后往孔内填注洗矸80吨,填.2.4当煤体温度高时，在200C以上时,3~5%的氧满后浇筑固化彻底封堵。经观测井下气化区周边泄露点巷浓度就可以维持煤的氧化反应，保持煤体温度不下降,因壁温度38°C,CO浓度0PPm,并继续处于下降趋势,各回此,仅靠惰化等措施难以实现对火区控制和熄灭。风巷道风流中温度23°C,CO浓度0PPm。实现了快速安2.5煤燃烧过程中,一旦煤柱烧透,采空区气体贯通，全灭炉 ,保证了矿井安全。随煤温升高，高温点逆着风流发展速度快,有害气体顺着参考文献:风流方向流动，时常是只见有毒有害气体而不见明火。[1]吴晓丹,胡浩权.煤在不同气氛下热解脱硫研究进展[JI煤炭2.6煤燃烧过程中产生释放大量乙烷、乙烯、丙烷等转化,2002,25(4).有机气体，煤温超过210°C后，可燃可爆气体的产生量急1995(12).[2]柴兆喜.用煤层气化解决矿井安全问题的研究[J].中国煤炭，剧增加,增加了灭火的难度和安全性。[3]李强,张国强,吴修燕.水蒸汽对地下煤层气化炉的作用分析综上所述煤层气化炉存在温度高,灭火区域范围大，评价J].山东煤炭科灭火危险性高,灭火难度大，井下进行灭火难以实现。鉴于作者简介:中国煤化工目前采取的防灭火措施仅是控制氧气浓度,不能对高温区孙波(1971-TYHC N M H Gc程师,研究方向:煤的能量进行有效释放,也未放出高温气体。为了确保灭火矿防治自然发火研究。200