煤炭地下气化钻孔的封闭方法技术

本发明专利技术涉及一种煤炭地下气化钻孔的封闭方法，所述钻孔包括待封闭钻孔，其包括步骤S1：在所述待封闭钻孔内注入由吸附材料和水搅拌后形成的泥浆，并保持静置；步骤S2：将骨料投加到所述待封闭钻孔内；步骤S3：将水泥与吸附材料与水混合制成浆液，所述浆液缓慢注入至所述待封闭钻孔内；步骤S4：向所述待封闭钻孔内注入清水，完成封闭所述待封闭钻孔。本发明专利技术通过有序充填吸附材料、骨料、水泥与粘土等混合物分别形成控制污染物扩散的第一道防护墙和第二道防护墙，能够对钻孔周边围岩有效加固。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤炭地下气化
，尤其是指。
技术介绍
煤炭地下气化技术主要是指煤、焦炭或者半焦等固体燃料在高温常压或者加压条件下与气化剂发生反应，转化为气体产物或少量残渣的过程。所述气化剂主要是水蒸气、空气(或者氧气)或者它们的混合气。煤炭气化过程可用于生产燃料煤气，作为工业窑炉用气或者城市煤气，也可用于制造混合气，作为合成氨、合成甲醇和合成液体燃料的原料，因此煤炭气化技术是煤化工的重要技术之一。目前常用的煤炭地下气化技术一般在原始煤层中通过从地面打煤层钻孔实现，由于钻孔的施工需要穿过地下的含水层，为了避免所述含水层中的水向钻孔内渗漏，需要通过水泥固定钻孔后形成的井，且在井中设置钢质套管，从而阻断含水层与钻孔内的联系。在煤层气化过程中，由于钻孔经历了高温、腐蚀环境从而对钻孔造成了不同程度损坏，在煤层气化结束后，钻孔成为污染物向地下含水层扩散的最大威胁通道，因此有必要对这一通道进行封闭，阻断污染物通过此类通道进入地下含水层。为了克服上述问题，现有文献(CN102493840A)提供了一种填充地下空间的方法，包括:从地下气化燃空区抽取污水送入沉降池中净化；将净化后的水与粉碎固体制浆原料混合成浆料；将浆料填充入地下空间并进行干燥处理。上述文献一定程度上减少地下水污染的风险且降低地表土壤被污染的风险，但是仍旧存在以下问题:上述方法所使用的吸水膨胀浆料强度不能完全适应钻孔要求，浆料形成塑性体后不具备拉升移动特性，若遇到地层错层或套管移动易发生断裂，断裂处会形成通道从而导致污染物通过该类通道进入含水层且在含水层中扩撒，因此上述方法不能够彻底解决钻孔端可能引起的污染物迀移扩散的冋题。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中煤层气化时钻孔处的形成的通道会导致污染物迀移扩散到含水层的问题从而提供一种可有效避免污染物从钻孔端迀移扩散至所述含水层的。为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种，所述钻孔包括待封闭钻孔，其步骤如下:步骤S1:在所述待封闭钻孔内注入由吸附材料和水搅拌后形成的泥浆，并保持静置；步骤S2:将骨料投加到所述待封闭钻孔内；步骤S3:将水泥与吸附材料与水混合制成浆液，所述浆液缓慢注入至所述待封闭钻孔内；步骤S4:向所述待封闭钻孔内注入清水，完成封闭所述待封闭钻孔。在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S4完成后还设有步骤S5，所述步骤S5中将粘土与吸附材料混合后注入到所述待封闭钻孔内。在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S5中，将粘土与吸附材料按照3:1体积比混合后，直接注入到所述待封闭钻孔内，且注入至煤层以上含水层顶板处。在本专利技术的一个实施例中，所述步骤SI之前还设有步骤S0，所述步骤SO中将与所述待封闭钻孔相邻的辅助钻孔内的水注入至所述待封闭钻孔内。在本专利技术的一个实施例中，所述步骤SI中，所述待封闭钻孔中煤层顶板与底板间高度为M0,所述泥浆注入所述待封闭钻孔内，泥浆高度为距离煤层底板Hl处，HI/%的取值范围为0.75至0.8，保持静置55小时至60小时。在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S2中，将粒径为3毫米至5毫米的骨料投加到所述待封闭钻孔内，所述待封闭钻孔中煤层顶板与底板间高度为Mtl，骨料投放高度为距离煤层底板H2处，的取值范围为0.95至0.98。在本专利技术的一个实施例中，所述骨料的投加速度为Q1，所述待封闭钻孔中煤层顶板与底板间高度为Mtl，骨料投加速度Ql/%的取值范围为0.2 m2 /h至0.4 m2 /h。在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S3中，将水泥与3毫米至5毫米的吸附材料按照体积比1:1的量与水混合制成浆液，所述浆液密度范围在1.5kg/l至1.8kg/l，注入至距离所述待封闭钻孔内的煤层顶板向上40厘米至55厘米处。在本专利技术的一个实施例中，所述浆液按照Q2的投加速度注入至所述待封闭钻孔内，所述待封闭钻孔中煤层顶板与底板间高度为M0,02/]^的取值范围为0.3 m2 /h至0.5 m2/h0在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S4中，向所述待封闭钻孔内注入清水的剂量是所述步骤S3中注入所述浆液剂量的一半。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:本专利技术通过向工艺钻孔周边及内部有序充填骨料、水泥、吸附材料、粘土及其混合物等分别形成控制污染物扩散的第一道防护墙和第二道防护墙，能够对钻孔周边围岩有效加固，使其不易发生坍塌，通过在不同位置按比例加入不同粒度酸改性吸附材料，针对燃空区污染物形成有效吸附，有效防止了污染物迀移扩散，从而有效控制了污染物通过工艺钻孔的通道向周边含水层扩散的威胁。【附图说明】为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1是用于实现本专利技术所述煤炭地下气化钻孔封闭方法的封闭系统的示意图。【具体实施方式】实施例一:参考图1所示，本专利技术所述的，所述钻孔包括待封闭钻孔11，其步骤如下:步骤S1:在所述待封闭钻孔11内注入由吸附材料和水搅拌后形成的泥浆，并保持静置；步骤S2:将骨料投加到所述待封闭钻孔11内；步骤S3:将水泥与吸附材料与水混合制成浆液，所述浆液缓慢注入至所述待封闭钻孔11内；步骤S4:向所述待封闭钻孔11内注入清水，完成封闭所述待封闭钻孔。本专利技术所述的主要包括四个步骤，所述步骤SI中，在所述待封闭钻孔11内注入由吸附材料和水搅拌后形成的泥浆，由于所述吸附材料对污染物有吸附作用，所述泥浆注入至所述待封闭钻孔11后，在静置条件下所述泥浆堆积在所述待封闭钻孔11的底部，从而形成了控制污染物扩散的第一道防护墙；所述步骤S2中加入骨料，由于骨料强度大且易于堆积从而有利于增加钻孔围岩的机械强度；所述步骤S3中，所述浆液缓慢注入至所述待封闭钻孔11内，由于所述浆液的压力，使所述步骤S2中的骨料均匀平铺在所述待封闭钻孔11的底部，另所述吸附材料可以进一步吸附污染物，避免污染物向地下含水层渗漏，所述水泥与吸附材料可以将所述骨料牢固的黏贴在所述钻孔内，加强了钻孔周边强度，即使遇到地层错层或套管移动，大量堆积均匀的骨料也会填实钻孔内产生了缝隙或者裂纹，从而形成防止污染物扩散的第二道防护墙；所述步骤S4中，向所述待封闭钻孔11内注入清水，在清水的机械压力下，所述水泥与吸附材料混合后尽可能的渗入到所述骨料之间产生的缝隙中，不但更易吸附污染物，而且可使骨料紧密的粘固在钻孔周围，本专利技术经过上述四个步骤可以实现所述待封闭钻孔11的封闭。为了确保所述污染物不会向所述含水层渗漏，所述步骤S4完成后还设有步骤S5，所述步骤S5中将粘土与吸附材料混合后注入到所述待封闭钻孔11内，由于粘土是有黏性的土壤且水分不容易从中通过，粘固性能好，能有效将所述骨料牢固的黏贴在所述钻孔内，加强了钻孔周边强度，即使有少量污染物继续渗漏至所述钻孔11上端，通过所述吸附材料的吸附也避免了所述污染物的扩散，从而形成防止污染物扩散的第三道防护墙。所述步骤SI之前还设有步骤S0，所述步骤SO中将与所述待封闭钻孔11相邻的辅助钻孔12内的水注入至所述待封闭钻孔11内，保持静置，如静置4小时后，使所述待封闭钻孔11内的水和所述辅助钻孔12内的水保持平衡，所述辅助钻孔12为所述步骤S1、所述步骤S3以及所述步骤S4中所需水提供了来源，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤炭地下气化钻孔的封闭方法，所述钻孔包括待封闭钻孔(11)其步骤如下：步骤S1：在所述待封闭钻孔(11)内注入由吸附材料和水搅拌后形成的泥浆，并保持静置；步骤S2：将骨料投加到所述待封闭钻孔(11)内；步骤S3：将水泥与吸附材料与水混合制成浆液，所述浆液缓慢注入至所述待封闭钻孔(11)内；步骤S4：向所述待封闭钻孔(11)内注入清水，完成封闭所述待封闭钻孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高宝平，康燕花，
申请(专利权)人：新奥气化采煤有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13