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1、10申请公布号43申请公布日21申请号201410624098822申请日20141106E21B43/29520060171申请人新奥气化采煤有限公司地址065001河北省廊坊市廊坊市经济技术开发区华祥路新源东道新奥科技园南区72发明人杨彬翁新龙马晓霞74专利代理机构北京工信联合知识产权代理事务所普通合伙11266代理人李勇54发明名称煤炭地下气化炉控水系统及控水方法57摘要本发明提供了一种煤炭地下气化炉控水系统及控水方法，该煤炭地下气化炉控水系统，包括多个相互连通的排水通道和至少一个竖直排水井，排水通道和竖直排水井相连通，排水通道设置在煤炭地下气化炉的周边和底部,煤炭地下气化炉具有气化通道。
2、，排水通道通过煤层裂隙和煤炭地下气化炉的气化通道连通。该控水方法是通过煤层裂隙将气化通道的水导入排水通道，本发明煤炭地下气化炉控水系统和方法可以有效控制气化煤层水量，有助于气化反应的进行，防止气水互串，以及排水通道堵塞。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页10申请公布号CN104453830A43申请公布日20150325CN104453830A1/1页21一种煤炭地下气化炉控水系统，包括多个相互连通的排水通道和至少一个竖直排水井，排水通道和竖直排水井相连通，排水通道设置在煤炭地下气化炉的周边和底部,煤炭地下气化炉具有气化通道，其特征在。
3、于排水通道通过煤层裂隙和煤炭地下气化炉的气化通道连通。2如权利要求1所述的煤炭地下气化炉控水系统，其特征在于位于所述气化炉周边和底部的排水通道的长度大于气化炉相应方向的长度。3如权利要求2所述的煤炭地下气化炉控水系统，其特征在于所述气化炉周边的排水通道到气化区域边界的距离大于5米，并且与最底部的气化通道持平或略低。4如权利要求2所述的煤炭地下气化炉控水系统，其特征在于所述气化炉底部的排水通道在煤层的气化通道以下的位置。5如权利要求1所述的煤炭地下气化炉控水系统，其特征在于所述相互连通的排水通道包括设置在气化炉周边的竖直段、造斜段、水平段和气化炉底部的水平段。6如权利要求5所述的煤炭地下气化炉控。
4、水系统，其特征在于所述位于气化炉底部排水通道的水平段朝竖直排水井倾斜。7如权利要求1所述的煤炭地下气化炉控水系统，其特征在于所述竖直排水井一端位于煤层底板以下，另一端贯穿煤层和覆盖层与地表相连通，位于煤层及煤层底板的竖直排水井部分设置有滤水管，竖直排水井的其余部分设置钢套管。8如权利要求7所述的煤炭地下气化炉控水系统，其特征在于所述竖直排水井内有排水装置。9一种煤炭地下气化炉的控水方法，其特征在于在气化炉的周边和底部设置多个相互连通的排水通道，使煤层中进入气化通道的水通过煤层裂隙流入排水通道；设置竖直排水井，使所述排水通道的水流入竖直排水井并通过排水装置排出。10如权利要求9所述的控水方法，其。
5、特征在于将所述气化炉周边的排水通道设置在距离气化区域边界5米以上，所述气化炉底部的排水通道在煤层的气化通道以下的位置。权利要求书CN104453830A1/4页3煤炭地下气化炉控水系统及控水方法技术领域0001本发明涉及煤炭地下气化领域，更具体地，涉及一种煤炭地下气化炉控水系统及控水方法。背景技术0002煤炭地下气化是在原始煤层中通过钻孔进行气化的过程。在煤层气化过程中，如果煤层含水量较小可以增进气化反应，但会提高煤层点火难度，如果煤层含水量较大则会导致气化炉阻力上升，因此，控水是煤层气化工艺的关键环节。0003目前煤炭地下气化炉的钻孔主要有垂直孔和定向孔两种，当钻孔在含水煤层施工后，原始煤层。
6、遭到破坏，钻孔在煤层中的部分就形成了汇水通道，尤其是定向孔水平段在煤层中的距离较长，周边煤层水都会涌向定向孔，在水量达到一定程度的时候就会导致气化炉阻力上升。现有技术是通过提高气化炉压力来控制煤层水向通道中汇集，但气化炉压力大小决定于地面压力提供设备，当煤层水的压力大于气化炉提供的压力时该方法就可能失效，而且采用气化炉提压控水的方法成本较高，另外，煤层顶底板承压能力有限时气化炉压力过高会导致地层损坏，影响整个煤炭气化系统。0004为解决气化炉提压控水方法的局限性，行业内又提出了新的地下气化炉排水系统的方法，如专利号为2008101193519的一种新型煤炭地下气化炉系统，如图1所示，该发明中的。
7、炉型包括设置在煤层1中的气化通道10，深入到煤层底板2以下的排水通道8，多个从地表伸入煤层1的气化垂直钻孔5、6、9，多个从地表伸入煤层1的竖直排水井4，以及多个从地表伸入煤层底板2的竖直排水井3、7，所述气化垂直钻孔5、6、9和竖直排水井4与气化通道10连通，所述竖直排水井3、7和排水通道8连通，气化通道10位于排水通道8的上方且由垂直孔相互连通。煤层涌水可以通过上述通道直接汇集到排水通道8中，然后后由深井泵将水排出。0005但是，上述排水系统由于煤炭地下气化炉的气化通道与排水通道是由垂直孔相互连通，气化过程中的灰渣焦油等燃烧产物会顺着此通道可以进入排水通道，堵塞排水通道；气化炉内的气体也有。
8、可能进入排水通道，导致水泵效率下降或不出水，甚至形成气蚀损坏水泵；而当排水通道中的水量过大时，也可能导致水进入气化通道，形成水封，不利于气化。发明内容0006本发明所要解决的技术问题是提供一种排水通道和气化通道相对独立的煤炭气化炉控水系统及控水方法，0007为实现上述发明目的，本发明提供一种煤炭地下气化炉控水系统，包括多个相互连通的排水通道和至少一个竖直排水井，排水通道和竖直排水井相连通，排水通道设置在煤炭地下气化炉的周边和底部,煤炭地下气化炉具有气化通道，排水通道通过煤层裂隙和煤炭地下气化炉的气化通道连通。0008优选的，位于所述气化炉周边和底部的排水通道的长度大于气化炉相应方向的长说明书C。
9、N104453830A2/4页4度。0009优选的，位于所述气化炉周边的排水通道到气化区域边界的距离大于5米，并且与最底部的气化通道持平或略低。0010优选的，所述气化炉底部的排水通道在煤层的气化通道以下的位置。0011优选的，所述相互连通的排水通道包括设置在气化炉周边的竖直段、造斜段、水平段和气化炉底部的水平段。0012优选的，所述位于气化炉底部排水通道的水平段朝竖直排水井倾斜。0013优选的，所述竖直排水井一端位于煤层底板以下，另一端贯穿煤层和覆盖层与地表相连通，位于煤层及煤层底板的竖直排水井部分设置有滤水管，竖直排水井的其余部分设置钢套管。0014优选的，所述竖直排水井内有排水装置。00。
10、15为实现上述发明目的，本发明还提供一种煤炭地下气化炉的控水方法，包括0016在气化炉的周边和底部设置多个相互连通的排水通道，使煤层中进入气化通道中的水通过煤层裂隙流入排水通道；0017设置竖直排水井，使所述排水通道的水流入竖直排水井并通过排水装置排出。0018优选的，将所述气化炉周边的排水通道设置在距离气化区域边界5米以上，所述气化炉底部的排水通道在煤层的气化通道以下的位置。0019本发明的有益效果在于由于本发明煤炭地下气化炉型的气化通道与排水道通相对独立，所以气水互串的可能性大大降低，避免了排水通道气阻，气化通道水封的现象发生。同时，由于水是由煤层裂隙流入排水通道中的，所以水中携带的灰渣焦。
11、油等燃烧产物或者大颗粒的物体就被阻塞在外面，不会进入排水通道进而影响系统排水，在气化炉的周边形成降水漏斗，防止气化炉以外的煤层水进入目标煤区。附图说明0020附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中0021图1是现有技术地下气化炉控水系统的剖面示意图；0022图2是本发明煤炭气化炉控水系统的立体结构示意图；0023图3是本发明煤炭气化炉控水系统的剖面示意图；0024图4是本发明煤炭气化炉控水系统的一种具体实施方式的俯视示意图；0025图5是本发明煤炭气化炉控水系统的另一种具体实施方式的俯视示意图；00。
12、26附图标记说明00271覆盖层2煤层3煤层底板002810竖直方向的气化通道20水平方向的气化通道002930排水通道40竖直排水井具体实施方式0030以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。说明书CN104453830A3/4页50031在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指说明书附图中所示的方向。0032请参考图2和图3，从上而下分别是覆盖层1、煤层2、煤层底板3，覆盖层1之上为地表。煤炭地下气化炉设置在该目标气化煤层区域内，包括一系列竖直方向的气化通道10和水。
13、平方向的气化通道20，所述竖直方向气化通道10和水平方向气化通道20位于目标气化煤层。多个竖直方向的气化通道10贯穿覆盖层1，一端与地表的外部气化设备连接，另一端设置在需要气化的煤层2中，所述水平方向的气化通道20用于连接多个竖直方向的气化通道10。0033在所述煤炭地下气化炉的周边和底部布置控水系统。该控水系统包括多个相互连通的排水通道30和至少一个竖直排水井40，所述相互连通的排水通道包括设置在气化炉周边的竖直段、造斜段、水平段和气化炉底部的水平段，竖直排水井40的位置通常选择在目标气化煤层的最低点，竖直排水井40需要贯穿覆盖层1和煤层2，其一端与地表相连通，另一端设置在煤层底板3以下一定。
14、深度的位置，形成汇水区域，该竖直排水井40位于煤层2和煤层底板3的部分设置滤水管，位于覆盖层1的部分设置钢套管。排水通道30为定向钻孔，其位于目标气化煤层的外围和底部，形成一个排水网络将气化煤层包裹在其中，所述排水通道30在煤层各个方向上的长度是根据气化炉区域的长度确定的，保证在煤层各个方向的长度都要大于气化炉相应方向的长度，优选气化区四周的排水通道到气化区域边界的距离大于5米，并且与最底部的气化通道持平或略低，底部的排水通道在煤层的气化通道以下的位置。0034通常排水通道30的水平方向段设置为与煤层底板界面3平行，但如果煤层2是近水平煤层，则要求水平段朝竖直排水井40方向倾斜，使水在重力作用。
15、下自动汇入竖直排水井40。所述竖直排水井40的数量是根据煤层含水量的大小设置，可以是一个也可以是多个，每个竖直排水井40与一条或多条排水通道30相连通，用于将排水通道30里的水汇集在一起后排出。0035请参考图4和图5，这是本发明的两种具体实施例的炉型布置图，当然，本发明气化炉控水系统包括但不限于这两种炉型，所有炉型的布置原则都是使气化通道和排水通道通过煤层相互隔离，并保持一定距离，通过煤层裂隙导水。如图所示，虚线范围内为气化区，排水通道布置在气化区的外围或底部，四周的排水通道距气化区一定距离，底部的排水通道要在气化炉最底端以下一定距离。0036在本发明煤炭气化炉型构建好以后就可以进入气化炉点。
16、火运行。由于气化通道10、20与排水通道30没有直接相连，而是相隔一定距离的煤层，主要是通过煤层裂隙导水。在点火时需要通入一定压力的气化剂，将煤层水压入排水通道30中，而且因为排水通道30的水平方向段的标高要低于气化通道20，利用水的重力更容易让煤层水流向排水通道30，在排水通道30的周围形成汇水区。随着气化炉运行时间增加，在汇水通道周边能形成排水漏斗，从而将气化区内的煤层水排净。0037此外，排水通道30将目标煤炭气化区域与周围煤层隔开，周围煤层的渗水也会通过排水通道30流入竖直排水井40，从而防止周围煤层的水涌向目标煤炭气化区。0038本发明煤炭气化炉控水系统的竖直排水井40内设有排水装置。
17、，常用的排水装置可以是水泵，通过排水装置将竖直排水井40中的水排出。排水量是根据煤层含水量来确定说明书CN104453830A4/4页6的。0039由于本发明煤炭气化炉的气化通道与排水道通相对独立，所以气水互串的可能性大大降低，避免了排水通道气阻，气化通道水封的现象发生。同时，由于水是由煤层裂隙流入排水通道30中的，所以水中携带的灰渣焦油等燃烧产物或者大颗粒的物体就被阻塞在外面，不会进入排水通道30进而影响排水。并且由于排水通道足够长，滤水面积足够，随着气化炉运行煤层中裂隙越来越发育，导水效果会逐渐增强，排水系统的排水效果也会逐渐增强。而且，因为在气化炉的周边形成降水漏斗，可以防止气化炉以外的。
18、煤层水进入目标煤区，进而进入气化通道。0040以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。0041另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。0042此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。说明书CN104453830A1/3页7图1图2说明书附图CN104453830A2/3页8图3图4说明书附图CN104453830A3/3页9图5说明书附图CN104453830A。