【技术实现步骤摘要】
一种基于取热发电的深部煤炭原位流态化开采方法
[0001]本专利技术属于深部煤炭开采
，具体涉及一种基于取热发电的深部煤炭原位流态化开采方法。
技术介绍
[0002]由于深部煤炭资源开采普遍存在安全事故频发和地面生态环境破坏等问题，谢和平院士于2016年提出了通过一系列物理、化学和生物技术手段，在人不下井的条件下将深部煤炭资源就地转化为气态或液态能源的流态化开采技术构想。这种方式颠覆了现有煤炭资源开采理念和体系，使得煤炭资源可以像油气开采一样进行流态化开发，进而解决煤炭开采过程中存在的环境污染、地面塌陷、生态破坏以及开发利用效率低下等问题。但是，由于流态化开发的技术依然不够成熟，缺乏具体的支撑技术，尚未实现大规模现场应用。
[0003]煤炭资源原位流态化开采理念具有丰富的科学内涵，包含多层次的理论框架和技术体系。在技术层面，物理流态化、化学流态化和生物流态化开采方法均是流态化开采技术体系的重要组成部分，也是推动深部煤炭资源实现原位流态化开发落地转化的技术保障。因此，需要不断完善和充实煤炭原位流态化开采的技术框架...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于取热发电的深部煤炭原位流态化开采方法，其特征在于，具体包括以下步骤；步骤一：构建多平面U型井；先按照地下煤层的地质参数与勘探数据确定需要进行流态化开采的煤层(1)，再于煤层(1)中布置井网，所述井网由布置在煤层(1)中心位置的一条直井(3)和周向均匀环绕直井(3)分布的若干条水平井(2)组成，其中，直井(3)的末端延伸至煤层(1)底部附近，水平井(2)从煤层(1)底部穿过，并且其末端与直井(3)的末端相互连通，当上述钻井作业结束后，直井(3)和若干条水平井(2)分别在不同平面内组成U型井，所有U型井共用同一条直井(3)，在煤层(1)三维空间内形成U型井组；步骤二：构建鱼骨井(5)；对水平井(2)进行二次改造，沿水平井(2)长度方向上的不同位置钻出多条水平分支井(4)，多条水平分支井(4)与水平井(2)的轴线位于同一平面；水平井(2)与其所连接的水平分支井(4)整体呈鱼刺状分布，从而组建成鱼骨井(5)；当上述钻井作业结束后，煤层(1)被多条水平井(2)及鱼骨井(5)分割成多个区域，且鱼骨井(5)、水平井(2)与直井(3)整体构成一个相互连通的空间，从而在煤层(1)内建成了复杂井网；步骤三：鱼骨井(5)水力压裂；待鱼骨井(5)构建结束后，通过向鱼骨井(5)内注入高压流体的方式压裂鱼骨井(5)周围煤层(1)，并形成复杂裂缝(6)，即在鱼骨井(5)内进行水力压裂作业；在压裂过程中，选择高猛酸钾溶液作为压裂液，并合理控制流体注入压力，确保鱼骨井(5)内流体压力大于煤层(1)破裂压力且低于上下岩层的破裂压力，控制复杂裂缝(6)仅能在煤层(1)内扩展延伸；步骤四：挤注空气；当设计用量的高猛酸钾溶液泵注完毕后，通过水平井(2)向鱼骨井(5)内注入空气，使注入的空气进入到复杂裂缝(6)中，并与复杂裂缝(6)中的甲烷混合形成甲烷
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空气混合物；步骤五：下注水管柱(9)；先在水平井(2)内下入注水管柱(9)，并使注水管柱(9)出口位于水平井(2)的末端附近；再使用环形封堵器(10)将注水管柱(9)末端的环空区域进行封堵，确保水平井(2)环空内流体不能进入到中间的直井(3)内；步骤六：煤炭原位气化；通过电击点火方式引燃引爆复杂裂缝(6)内甲烷
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空气混合物，利用甲烷与空气燃烧燃爆产生的高温环境促使复杂裂缝(6)内高猛酸钾溶液释放氧气，同时使高猛酸钾溶液中的水分遇热形成水蒸气；在高温条件下，高猛酸钾释放的氧气会继续引燃复杂裂缝(6)周围煤炭，使煤炭与高猛酸钾分解出的氧气发生燃烧反应，同时，通过煤炭燃烧促使水分蒸发继续向复杂裂缝(6)尖端传播；步骤七：注入富氧空气(12)与水(11)；在煤层燃烧过程中，通过注水管柱(9)向水平井(2)内注水(11)，同时通过注水管柱(9)与水平井(2)之间的环空注入富氧空气(12)，使环空内注入的富氧空气(12)通过与水平井(2)相连接的鱼骨...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡承政，邹增信，高峰，陶志祥，周跃进，杨玉贵，王建国，封胤镕，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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