一种地下煤气化钻进式开采工艺制造技术

一种地下煤气化钻进式开采工艺，具体包括以下步骤：（1）、在预先设定的施工地点，操控新型地下煤气化开采系统竖向沿竖向方向对地层进行钻进作业，将地层破碎为土渣，并排出到地面，形成竖向钻孔；（2）、当新型地下煤气化开采系统向下钻进到煤层时，改变钻进方向，使新型地下煤气化开采系统沿某一横向方向在煤层内钻进作业，将煤层破碎为煤粉；（3）、破碎的煤粉在新型地下煤气化开采系统中燃烧气化，并将燃烧后生成的合成气输送到地面的集气站进行下一步处理。本发明专利技术能实现由竖向钻进地层转变为横向钻进煤层，将煤层破碎为煤粉，对煤粉燃烧气化，实现煤层钻采气化的一体化操作。

【技术实现步骤摘要】
一种地下煤气化钻进式开采工艺
本专利技术涉及煤炭地下气化
，具体的说，涉及一种地下煤气化钻进式开采工艺。
技术介绍
地下煤气化即煤炭地下气化，煤炭地下气化是将处于地下的煤炭进行有控制地燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体的过程，集建井、采煤、气化工艺为一体的多学科开发洁净能源与化工原料的新技术，其实质是只提取煤中含能组分，变物理采煤为化学采煤，因而具有安全性好、投资少、效率高、污染少等优点，被誉为第二代采煤方法。而目前国内相关地下煤气化开采工艺较少，技术仍不是很成熟。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种地下煤气化钻进式开采工艺，本专利技术能实现由竖向钻进地层转变为横向钻进煤层，将煤层破碎为煤粉，对煤粉燃烧气化，实现煤层钻采气化的一体化操作。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种地下煤气化钻进式开采工艺，具体包括以下步骤：（1）、在预先设定的施工地点，操控新型地下煤气化开采系统竖向沿竖向方向对地层进行钻进作业，将地层破碎为土渣，并排出到地面，形成竖向钻孔；（本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地下煤气化钻进式开采工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：/n（1）、在预先设定的施工地点，操控新型地下煤气化开采系统竖向沿竖向方向对地层进行钻进作业，将地层破碎为土渣，并排出到地面，形成竖向钻孔；/n（2）、当新型地下煤气化开采系统向下钻进到煤层时，改变钻进方向，使新型地下煤气化开采系统沿某一横向方向在煤层内钻进作业，将煤层破碎为煤粉；/n（3）、破碎的煤粉在新型地下煤气化开采系统中燃烧气化，并将燃烧后生成的合成气输送到地面的集气站进行下一步处理；/n（4）、新型地下煤气化开采系统沿着煤层的某一横向方向钻进到煤层尽头后，将新型地下煤气化开采系统退回到竖向钻孔下方的煤层处，再改变钻进方向...

【技术特征摘要】
1.一种地下煤气化钻进式开采工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）、在预先设定的施工地点，操控新型地下煤气化开采系统竖向沿竖向方向对地层进行钻进作业，将地层破碎为土渣，并排出到地面，形成竖向钻孔；
（2）、当新型地下煤气化开采系统向下钻进到煤层时，改变钻进方向，使新型地下煤气化开采系统沿某一横向方向在煤层内钻进作业，将煤层破碎为煤粉；
（3）、破碎的煤粉在新型地下煤气化开采系统中燃烧气化，并将燃烧后生成的合成气输送到地面的集气站进行下一步处理；
（4）、新型地下煤气化开采系统沿着煤层的某一横向方向钻进到煤层尽头后，将新型地下煤气化开采系统退回到竖向钻孔下方的煤层处，再改变钻进方向，使新型地下煤气化开采系统沿另一横向方向在煤层内钻进作业，将煤层破碎为煤粉，并再次进行煤气化，钻透后，再次退回并改变在煤层中的钻进方向，煤气化，如此，重复操作，便可将所开采区域的煤层全部煤气化；
新型地下煤气化开采系统包括第一导向筒、第二导向筒、钻进破碎装置和燃烧气化装置，第一导向筒和第二导向筒同中心且竖向设置，第一导向筒的下侧、第二导向筒的上侧和下侧均敞口，第一导向筒的顶部和第二导向筒的底部固定连接，钻进破碎装置同中心安装在第一导向筒的内底部，燃烧气化装置同中心固定安装在第二导向筒内，第一导向筒的顶板上开设有若干个圆周阵列的地层通孔，第一导向筒通过各个地层通孔与第二导向筒和燃烧气化装置之间的环腔连通，第一导向筒的顶板中心开设有煤层通孔，燃烧气化装置的下端固定连接在煤层通孔中，第一导向筒内设置有用于封堵各个地层通孔的地层封堵装置，第二导向筒的上侧外圆周设置有若干个变径转向装置，各个变径转向装置的结构相同且圆周阵列设置。


2.根据权利要求1所述的地下煤气化钻进式开采工艺，其特征在于：第一导向筒和第二导向筒均为上小下大的阶梯筒结构，第一导向筒的上侧筒外径和第二导向筒的下侧筒外径相等，第一导向筒的上侧筒外圆周上均匀设置有螺旋凸棱；
钻进破碎装置包括旋转筒和从动内齿轮，旋转筒同中心转动设置在第一导向筒的下侧筒内底部，旋转筒的顶部敞口，旋转筒的外圆与第一导向筒的下侧筒内圆滑动接触，旋转筒的外圆中部沿周向开设有限位环槽，第一导向筒的下侧筒外圆周上螺纹连接有若干根限位螺钉，各根限位螺钉分别沿第一导向筒的径向设置，各根限位螺钉的内端均穿过第一导向筒的下侧筒筒壁并伸入到限位环槽中，从动内齿轮同中心设置在第一导向筒的下侧筒内且位于旋转筒的上方，从动内齿轮的内径和旋转筒的内径相同，从动内齿轮的外径不大于旋转筒的外径，从动内齿轮的底部和旋转筒的顶部通过若干块竖直连接板固定连接，第一导向筒的上侧筒内圆下侧部一体成型有若干块圆周阵列的电机固定板，每块电机固定板上均固定安装有旋转减速电机，各个旋转减速电机的输出轴均竖向设置，各个旋转减速电机的输出轴向下穿过电机固定板并伸入到从动内齿轮的内部，各个旋转减速电机的输出轴下端均固定安装有与从动内齿轮啮合传动的主动外齿轮，旋转筒的底板下表面与第一导向筒的下侧筒底部齐平，旋转筒的底板下表面均匀设置有若干个刚性球凸起，旋转筒的底板上表面中部一体成型有多边形中空棱柱，旋转筒的底板上表面外边缘部固定连接有若干块竖直支板，各块竖直支板圆周阵列设置，各块竖直支板分别与多边形中空棱柱的各个侧面一一对应平行，每块竖直支板的外侧面上均固定安装有横向破碎减速电机，各个横向破碎减速电机的输出轴均沿旋转筒的径向设置，各个横向破碎减速电机分别与多边形中空棱柱的各个侧面在旋转筒的径向上一一对应，各个横向破碎减速电机的输出轴分别对应穿过相应一块竖直支板，各个横向破碎减速电机的输出轴均同轴传动连接有一根横向切削轴，各根横向切削轴的内端分别转动安装在多边形中空棱柱的相应侧面上，横向切削轴的外圆周上沿轴向螺旋设置有切削刀片，旋转筒的底板上开设有若干个上下通透且圆周阵列的长方通孔，长方通孔的长度方向沿旋转筒的径向设置，各个长方通孔分别对应位于各根横向切削轴的正下方。


3.根据权利要求2所述的地下煤气化钻进式开采工艺，其特征在于：燃烧气化装置包括气化室、煤层气输出管和氧气输送管，气化室为上下通透的圆筒结构，气化室同中心竖向设置在第二导向筒的下侧筒内部，气化室的下端固定连接有煤层筒，煤层筒的下端固定连接在煤层通孔中，煤层气输出管同中心设置在第二导向筒的上侧筒内部，煤层气输出管的下端与气化室的上端固定连接，氧气输送管同中心固定套装在煤层气输出管的外圆周上，氧气输送管的内圆和煤层气输出管的外圆之间形成供氧环腔，氧气输送管的下端口固定连接有套设在煤层气输出管上的环形封堵板，环形封堵板的内圆与煤层气输出管的外圆固定连接，第二导向筒的下侧筒内部圆周阵列设置有若干个竖向氧气分度箱，气化室位于各干个竖向氧气分度箱的中间，氧气输送管的下侧外圆周固定连接有若干根圆周阵列的氧气分支管，各根氧气分支管的下端分别对应固定连接在各个竖向氧气分度箱的顶部，每个竖向氧气分度箱均与气化室之间通过若干根上下排列的水平氧气供管固定连接，各根水平氧气供管的内端均穿过气化室的室壁并伸入到气化室内，各根水平氧气供管的内端均固定安装有一个朝向气化室内中心喷射的喷嘴，气化室的下侧内壁上固定设置有若干个圆周阵列的点火电极，煤层筒的内下部转动连接有圆盘形煤层通道堵板，圆盘形煤层通道堵板的圆周边左侧部和右侧部均固定连接有转动设置在煤层筒筒壁上的转轴，煤层筒的下侧部外圆周固定安装有两个煤层通道舵机，两个煤层通道舵机左右对称设置在煤层筒的两侧，两个煤层通道舵机的输出轴分别对应同步传动连接左右两根转轴。


4.根据权利要求3所述的地下煤气化钻进式开采工艺，其特征在于：地层封堵装置包括液压缸和地层封堵板，液压缸同中心竖向设置在第一导向筒的下侧筒内，多边形中空棱柱的顶部外圆周通过若干根支杆固定连接有第一固定座，液压缸固定安装在第一固定座，地层封堵板为圆盘形板，地层封堵板同中心水平设置在第一导向筒的上侧筒内，液压缸的活塞杆竖直向上伸出，地层封堵板的底部中心固定连接在液压缸的活塞杆上端，地层封堵板上均匀开设有三个扇形通孔，三个扇形通孔圆周阵列设置，地层封堵板的直径大于各个地层通孔最外侧象限点所在圆的直径并小于第一导向筒的上侧筒内径，扇形通孔的外侧圆弧直径等于各个地层通孔最内侧象限点所在圆的直径，扇形通孔的内侧圆弧直径小于煤层通孔的直径。


5.根据权利要求4所述的地下煤气化钻进式开采工艺，其特征在于：前侧的变径转向装置包括第二固定座、导向减速电机、两根导向光杠、一根导向丝杠、丝杠螺母、滑块、L型导向板、铰接支座和变径移动块，第二导向筒的上侧筒外圆周上侧部和下侧部均固定连接有环形法兰盘，第二固定座固定连接在上侧的环形法兰盘的下侧面，导向减速电机、导向丝杠和两根导向光杠均竖向设置，导向减速电机固定安装在第二固定座上，L型导向板包括水平板和竖直板，水平板的前...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶树，汤达祯，田文广，崔义，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11