一种废弃煤矿钻井建地下锅炉燃烧提热方法

摘要

本发明公开了一种废弃煤矿钻井建地下锅炉燃烧提热方法，包括以下步骤：步骤一：选取距离地面深度小于1000米废弃煤矿作为施工矿井；步骤二：将废弃煤矿的采煤井堵塞，对地表裂隙、塌陷孔洞较大的漏风通道进行封堵处理，另外在地面上钻若干个进气孔和若干个出气孔，进气孔和出气孔深入废弃煤矿内部。有益效果在于：可以对废弃煤矿内的煤炭资源进行回收利用，利用高压高温气化方法将残余的煤炭气化回收煤气，提高资源开采率；同时可以对燃烧产生的高温煤气中的热能进行回收利用，通过热回收设备提高热能回收率。

说明书

技术领域

本发明涉及能源收集技术领域，特别是涉及一种废弃煤矿钻井建地下锅炉燃烧提热方法。

背景技术

煤作为一种燃料，早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料，是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用，煤被广泛地用作工业生产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的向前发展，随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。煤炭热量高，标准煤的发热量为7000大卡/千克。而且煤炭在地球上的储量丰富，分布广泛，一般也比较容易开采，因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。

煤炭资源大多埋在地下，需要打矿井到地下进行采煤，当一个地区的煤炭资源采干净时，就会将矿井废弃，重新找新的煤矿进行开采，但其实在废弃的煤矿内仍有大量的煤炭残余，这些煤炭与矿井内的泥土混合在一起，由于纯度低，开采后的成本比较高，因此在采煤时都直接放弃，不进行开采，因此每个废弃的煤矿都是被遗弃的财富。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种废弃煤矿钻井建地下锅炉燃烧提热方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种废弃煤矿钻井建地下锅炉燃烧提热方法，包括以下步骤：

步骤一：选取距离地面深度小于1000米废弃煤矿作为施工矿井；

步骤二：将废弃煤矿的采煤井堵塞，对地表裂隙、塌陷孔洞较大的漏风通道进行封堵处理，另外在地面上钻若干个进气孔和若干个出气孔，进气孔和出气孔深入废弃煤矿内部；

步骤三：在进气孔内安装高压注氧管，在出气孔内安装蒸汽排出管和煤气排出管，在管路与孔壁之间灌注水泥浆进行固管，蒸汽排出管内设置有储水腔；

步骤四：通过高压注氧管向废弃煤矿内注入富氧空气，当废弃煤矿内的温度升温到设定温度以后采用点火装置进行点火，点燃废弃煤矿内的残余煤炭和甲烷，将地下废弃煤矿变成地下气化炉，将废弃煤矿内残余的煤炭进行气化收集煤气；

步骤五：打开煤气排出管上的阀门，让燃烧产生的高温煤气从煤气排出管排出到煤气收集设备内进行收集，同时利用高温煤气的温度加热蒸汽排出管内的冷水，产生热蒸汽后通入热回收设备内回收热能。

进一步的，所述步骤二中，进气孔和出气孔的孔径为120-200mm，进气孔和出气孔的间距为30-80米。

进一步的，所述步骤三中，高压注氧管、煤气排出管上均安装有闸阀，蒸汽排出管的下端深入到废弃煤矿内部，煤气排出管安装在出气孔上端管口处。

进一步的，所述步骤三中，在废弃煤矿内部靠近进气孔位置安装电子点火装置，在废弃煤矿内部靠近出气孔位置安装温度检测装置。

进一步的，所述步骤四中，注入废弃煤矿的富氧空气的温度不低于30℃，富氧空气的含氧量大于60％。

本发明的有益效果在于：可以对废弃煤矿内的煤炭资源进行回收利用，利用高压高温气化方法将残余的煤炭气化回收煤气，提高资源开采率；同时可以对燃烧产生的高温煤气中的热能进行回收利用，通过热回收设备提高热能回收率；通过对煤气和热能的回收，提高能源利用率，让废弃煤矿发挥余热，造福人类。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图。

附图标记说明如下：

1、废弃煤矿；2、进气孔；3、出气孔；4、高压注氧管；5、蒸汽排出管；6、煤气排出管；7、点火装置；8、温度检测装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种废弃煤矿钻井建地下锅炉燃烧提热方法，包括以下步骤：

步骤一：选取距离地面深度小于1000米废弃煤矿1作为施工矿井；

步骤二：将废弃煤矿1的采煤井堵塞，对地表裂隙、塌陷孔洞较大的漏风通道进行封堵处理，避免通入地下的富氧空气大量泄漏，影响地底升温速度，另外在地面上钻若干个进气孔2和若干个出气孔3，进气孔2和出气孔3深入废弃煤矿1内部；

步骤三：在进气孔2内安装高压注氧管4，在出气孔3内安装蒸汽排出管5和煤气排出管6，在管路与孔壁之间灌注水泥浆进行固管，蒸汽排出管5内设置有储水腔；

步骤四：通过高压注氧管4向废弃煤矿1内注入富氧空气，增加废弃煤矿1的温度和氧含量，方便进行点火作业，当废弃煤矿1内的温度升温到设定温度(35℃)以后采用点火装置7进行点火，点燃废弃煤矿1内的残余煤炭和甲烷，将地下废弃煤矿1变成地下气化炉，将废弃煤矿1内残余的煤炭进行气化收集煤气；

步骤五：打开煤气排出管6上的阀门，让燃烧产生的高温煤气从煤气排出管6排出到煤气收集设备内进行收集，同时利用高温煤气的温度加热蒸汽排出管5内的冷水，产生热蒸汽后通入热回收设备内回收热能。

本实施例中，所述步骤二中，进气孔2和出气孔3的孔径为120-200mm，进气孔2和出气孔3的间距为30-80米。

本实施例中，所述步骤三中，高压注氧管4、煤气排出管6上均安装有闸阀，蒸汽排出管5的下端深入到废弃煤矿1内部，煤气排出管6安装在出气孔3上端管口处。

本实施例中，所述步骤三中，在废弃煤矿1内部靠近进气孔2位置安装电子点火装置7，在废弃煤矿1内部靠近出气孔3位置安装温度检测装置8，温度检测装置8为型号是WR-200的温度传感器。

本实施例中，所述步骤四中，注入废弃煤矿1的富氧空气的温度不低于30℃，富氧空气的含氧量大于60％。

实施例：

步骤一：选择原蒲县地方国营席家沟煤矿麻家沟坑口旧址作为施工地点，矿井深度70米；

步骤二：将废弃煤矿1的采煤井堵塞，对地表裂隙、塌陷孔洞较大的漏风通道进行封堵处理，另外在地面上钻一个进气孔2和若干个出气孔3，进气孔2和出气孔3的孔径为167mm，进气孔2和出气孔3深入废弃煤矿1内部，进气孔2和出气孔3的水平间距为50米；

步骤三：在进气孔2内安装高压注氧管4，在出气孔3内安装蒸汽排出管5和煤气排出管6，在管路与孔壁之间灌注水泥浆进行固管，蒸汽排出管5内设置有储水腔，高压注氧管4、煤气排出管6上均安装有闸阀，蒸汽排出管5的下端深入到废弃煤矿1内部，煤气排出管6安装在出气孔3上端管口处；

步骤四：利用纯氧柱塞泵将气体加压至50kg/cm2，通过高压注氧管4向废弃煤矿1内注入富氧空气，富氧空气的温度为30℃，含氧量75％，注氧28个小时后废弃煤矿1内的温度升温到35℃，然后启动点火装置7进行点火，点燃废弃煤矿1内的残余煤炭和甲烷，将地下废弃煤矿1变成地下气化炉，将废弃煤矿1内残余的煤炭进行气化收集煤气；

步骤五：打开煤气排出管6上的阀门，让燃烧产生的高温煤气从煤气排出管6排出到煤气收集设备内进行收集，同时利用高温煤气的温度加热蒸汽排出管5内的冷水，产生热蒸汽后通入热回收设备内回收热能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。