【技术实现步骤摘要】
一种基于废弃矿井采空区的CO2区块化封存方法
[0001]本专利技术涉及一种矿井采空区的CO2封存方法，具体为一种基于废弃矿井采空区的CO2区块化封存方法，属于二氧化碳减排
技术介绍
[0002]目前CO2的主要治理措施有封存、分离回收和转化利用，相较于其他的CO2处理方法，封存可实现大量CO2的处理，有效缓解环境压力。封存主要有地质封存、海洋封存和矿化封存等方式，由于海洋封存过程中，CO2泄露后会导致海水酸化等问题并且相关工艺尚不完善，该项技术尚处于起步阶段。CO2地质封存是模拟自然界中地层储存煤层气或页岩气的机制，将CO2注入到地下密闭空间内或地层中实现封存，例如废弃油气藏、深部不可采煤层。地质封存虽然受到一定程度上的地域限制，但我国在此方面已开展大量研究和先导性试验，并取得一定成效，例如，2011年5月至2015年4月，我国在内蒙古鄂尔多斯市实施二氧化碳捕集、运输与深部地质封存全流程示范工程，实施期间累计注入30.2吨CO2；2018年6月至7月，在彩南油田开展CO2驱水与地质储存一体化先导试验，期间注入CO...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于废弃矿井采空区的CO2区块化封存方法，其特征在于，具体步骤为：步骤一、在废弃矿井采空区上方地面进行地质勘探，获取弯曲下沉带分布区域及其所处深度、裂隙带分布区域及其所处深度、垮落带分布区域及其所处深度和遗留煤柱分布区域及其所处深度，并将各自的分布区域投影在地面上，接着根据地面投影划分成多个区块，每个区块均包含弯曲下沉带分布区域、裂隙带分布区域、垮落带分布区域和遗留煤柱分布区域，其中弯曲下沉带分布区域处于裂隙带分布区域内，裂隙带分布区域处于垮落带分布区域内，遗留煤柱分布区域处于垮落带分布区域两侧，沿垮落带走向的区块两端分别设有开始边界和结束边界；步骤二、先从步骤一中选择一个区块，在遗留煤柱分布区域中部从地面施工多个煤柱加固孔，各个煤柱加固孔均伸入遗留煤柱内；在裂隙带分布区域中不包含弯曲下沉带分布区域的位置从地面施工多个碱性粉煤灰浆液注入孔，各个碱性粉煤灰浆液注入孔均伸入至裂隙带顶部；在弯曲下沉带分布区域中部从地面施工多个充填孔和多个气体流通孔，各个充填孔均伸入至弯曲下沉带底部，各个气体流通孔均穿过弯曲下沉带伸入至裂隙带顶部；步骤三、将负压泵的进气口通过气体流通管路分别与各个气体流通孔连通，负压泵的出气口与瓦斯储罐连通，启动负压泵通过气体流通孔对弯曲下沉带及裂隙带内的瓦斯进行抽采，并通过设置在靠近负压泵的气体流通管路上的瓦斯监测装置，对负压泵抽采的瓦斯浓度和流量进行实时监测，若抽采的瓦斯浓度低于10％，则停止负压泵工作，并将气体流通管路与各个气体流通孔分离，完成瓦斯抽采工作；步骤四、在地面设置水泥浆液制备系统和碱性粉煤灰浆液制备系统，所述水泥浆液制备系统包括储水设备和制浆设备，储水设备通过水泵与水管一端连接，将水管另一端分别与各个气体流通孔连通，启动水泵将储水设备内的水输送至各个气体流通孔内，将因持续负压抽采而积聚在钻孔内部和孔底周围采空区环境内的煤岩粉末颗粒移除，清理结束后，停止水泵工作并将水管与各个气体流通孔分离，采用钻孔成像技术获取钻孔完整性和孔径沿深度的变化情况，如钻孔完整性较差，则进行钻孔修复，完成后对各个气体流通孔沿各自原来方向继续向下钻进，直至钻入垮落带底部；接着将增压泵的出气口通过气体流通管路分别与各个气体流通孔连通，增压泵的进气口与CO2储罐连通；步骤五、将水泥浆液制备系统的制浆设备通过第一浆液输送泵及第一注浆管路分别与各个煤柱加固孔及各个充填孔连通，将碱性粉煤灰浆液制备系统通过第二浆液输送泵及第二注浆管路分别与各个碱性粉煤灰浆液注入孔连通，分别启动第一浆液输送泵和第二浆液输送泵，其中水泥经过煤柱加固孔及充填孔分别注入遗留煤柱内部和弯曲下沉带底部，待水泥凝固后能对遗留煤柱内部和弯曲下沉带底部进行密封加固；碱性粉煤灰浆液注入孔被注入碱性粉煤灰浆液，碱性粉煤灰浆液从裂隙带顶部通过其裂隙渗透至裂隙带内部，完成后停止第一浆液输送泵和第二浆液输送泵的工作，并对碱性粉煤灰浆液注入孔、充填孔和煤柱加固孔的孔口进行密封；步骤六、启动增压泵，将CO2储罐内的CO2气体经过气体流通管路输送至垮落带底部，随着CO2气体持续注入垮落带，使CO2气体从经过垮落带向上扩散至裂隙带，CO2气体...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐吉钊，徐鹤翔，翟成，余旭，孙勇，丛钰洲，郑仰峰，唐伟，李宇杰，朱薪宇，陈爱坤，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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