煤炭地下氣化技術(shù)研究與應(yīng)用課件

煤炭地下氣化技術(shù)研究與應(yīng)用煤炭地下氣化技術(shù)研究與應(yīng)用鉆井式地下氣化試驗(yàn)4背景1煤炭地下氣化技術(shù)體系23煤炭地下氣化技術(shù)評(píng)價(jià)與應(yīng)用前景5礦井式地下氣化試驗(yàn)內(nèi)容123456結(jié)束語(yǔ)鉆井式地下氣化試驗(yàn)4背景1煤炭地下氣化技術(shù)體系23煤炭地下氣1背景◆

中國(guó)能源現(xiàn)狀

石油:還能使用20至30年,到2020年缺口達(dá)45%

天然氣:2015年缺口達(dá)43%以上

煤炭:在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍然以煤為主◆中國(guó)的煤炭資源開采現(xiàn)狀

遺棄的煤炭資源:超過(guò)500億噸

低品位煤:褐煤,高硫煤“三下”壓煤

深部煤炭資源:主要是埋藏深度在1000米以下的資源（約2.7萬(wàn)億噸）◆中國(guó)環(huán)境現(xiàn)狀

地表塌陷量:300,000公頃

煤矸石的累積:覆蓋12000公頃的區(qū)域,約30億噸

煤燃燒排放物:占SO2

總排放的87%,占CO2總排放的71%,占NOx總排放的67%,占灰塵總排放的60%，霧霾1背景◆中國(guó)能源現(xiàn)狀◆中國(guó)的煤炭資源開采現(xiàn)狀◆中煤炭地下氣化就是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒，通過(guò)對(duì)煤的熱作用及化學(xué)作用產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過(guò)程。它集建井、采煤、氣化三大工藝為一體，變傳統(tǒng)物理采煤為化學(xué)采煤。煤炭地下氣化過(guò)程1背景技術(shù)優(yōu)勢(shì)高效：可回收老礦井遺棄煤炭資源，開采低品位、難采和深部煤炭資源；提高資源利用率；安全：實(shí)現(xiàn)了地下無(wú)人生產(chǎn)，避免了人身傷害和各種礦井事故的發(fā)生；環(huán)保：矸石、灰渣留在地下，減少了地表塌陷。產(chǎn)業(yè)推動(dòng)：提高煤炭利用價(jià)值，為冶金、建材等行業(yè)提供廉價(jià)的燃?xì)?，帶?dòng)煤炭、電力、化工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。煤炭地下氣化就是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒，通過(guò)對(duì)漢那(LVW-RCL,1971)HoeCreek(LVW-RCL,1972)落基山1號(hào)(CRIP技術(shù),1987)波蘭斯扎煤礦(“有井式”,1960)比利時(shí)圖林(CRIP技術(shù),1979)英國(guó)NewmanSpinney(U型爐,1958)英國(guó)巴通(有井式，盲孔爐，1959)西班牙ElTremedal(“CRIP”技術(shù)，1991-1998)頓巴斯煤田(前蘇聯(lián)技術(shù),1932)南阿賓斯克(前蘇聯(lián)技術(shù)，運(yùn)行40年)安格林氣化站(前蘇聯(lián)技術(shù),運(yùn)行50年,運(yùn)行中)CarbonEnergy(美國(guó)CRIP改進(jìn)技術(shù),試驗(yàn)中)LincEnergy,CougarEnergy(加拿大Ergo公司“UCG”技術(shù)，試驗(yàn)中)南非Eskom(“UCG”技術(shù),2007)徐州新河礦(“長(zhǎng)通道,大斷面,兩階段”工藝，有井式，1994)新汶孫村礦，鄂莊礦(有井式，2000)唐山劉莊礦(“長(zhǎng)通道,大斷面,兩階段”工藝，有井式，1996)全球地下氣化發(fā)展歷史漢那(LVW-RCL,1971)波蘭斯扎煤礦(“有井式”,16反應(yīng)區(qū)變化示意圖煤炭地下氣化技術(shù)體系特點(diǎn)：（1）地面氣化氣固相可以在小顆粒條件下均勻接觸，而地下氣化是在不均勻的大尺度煤塊中完成氣固反應(yīng)；（2）地下氣化料層(煤層)不發(fā)生移動(dòng)，而是氣化工作面隨時(shí)間和空間移動(dòng)，反應(yīng)區(qū)面積不斷變化；（3）地下氣化過(guò)程當(dāng)反應(yīng)區(qū)擴(kuò)展到一程度后，導(dǎo)致頂板冒落，地下水進(jìn)入氣化區(qū)，影響氣化區(qū)溫度，同時(shí)導(dǎo)致氣化污染物擴(kuò)散，影響地下水環(huán)境。2煤炭地下氣化技術(shù)體系6反應(yīng)區(qū)變化示意圖煤炭地下氣化技術(shù)體系特點(diǎn)：（1）地面氣化工藝類型：礦井式（有井式）工藝類型：鉆井式（無(wú)井式）

煤礦開采技術(shù)和煤氣化技術(shù)的結(jié)合

石油鉆井技術(shù)和煤氣化技術(shù)的結(jié)合

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）于1984年成立了煤炭工業(yè)地下氣化工程研究中心。2煤炭地下氣化技術(shù)體系工藝類型：礦井式（有井式）工藝類型：鉆井式（無(wú)井式）煤礦開模型試驗(yàn)平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)模型試驗(yàn)研究平臺(tái)煤氣凈化和改制系統(tǒng)參數(shù)采集與分析系統(tǒng)2煤炭地下氣化技術(shù)體系模型試驗(yàn)平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)模型試驗(yàn)研究平臺(tái)煤氣凈化和改制系統(tǒng)參數(shù)采氣化開采煤層資源評(píng)價(jià)體系煤炭地下氣化基礎(chǔ)理論研究實(shí)體煤層燃燒氣化特性及其演化規(guī)律高溫煤巖性質(zhì)及燃空區(qū)擴(kuò)展規(guī)律計(jì)算機(jī)模擬及仿真煤炭地下氣化工程技術(shù)開發(fā)氣化工作面綜合探測(cè)技術(shù)氣化爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)燃空區(qū)擴(kuò)展及水控制技術(shù)污染物監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行技術(shù)規(guī)范，能效、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)全生命周期評(píng)價(jià)模型，煤炭地下氣化工藝包動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與分析控制技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范與推廣

煤層條件地質(zhì)水文條件煤炭地下氣化技術(shù)體系污染物富集及遷移規(guī)律氣化過(guò)程穩(wěn)定控制工藝2煤炭地下氣化技術(shù)體系氣化開采煤層資源評(píng)價(jià)體系煤炭地下氣化基礎(chǔ)理論研究實(shí)體煤層燃燒1010夾矸情況主要考慮夾矸層數(shù)、單層厚度等。煤層夾矸過(guò)多，單層夾矸厚度過(guò)大影響氣化穩(wěn)定性，熱效率低，經(jīng)濟(jì)性較差；夾總厚度小于煤層厚度的20%。地質(zhì)構(gòu)造主要影響因素為褶皺、斷層、巖漿巖等，其中斷層對(duì)地下氣化的影響最大，斷層帶易發(fā)生導(dǎo)水裂隙，產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題，要求不能斷開煤層。煤層厚度及粘結(jié)性煤層厚度決定鉆井和氣化工藝的具體實(shí)施，煤厚過(guò)薄，時(shí)圍巖的冷卻作用對(duì)煤氣熱值的影響劇烈；經(jīng)濟(jì)性不合理；煤質(zhì)的粘結(jié)性不能過(guò)高。煤層埋深主要和環(huán)保、氣閉性有關(guān)。埋深太淺，氣閉性差，造成環(huán)境污染；煤層埋深過(guò)深，則建爐成本增高；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及國(guó)內(nèi)外資料表明：200-1200m較適合地下氣化。儲(chǔ)量?jī)?chǔ)量評(píng)估依據(jù)為根據(jù)煤氣產(chǎn)量計(jì)算服務(wù)年限，考慮投資經(jīng)濟(jì)性。理論上講，礦區(qū)儲(chǔ)量越大，服務(wù)年限越長(zhǎng)，具體情況視設(shè)計(jì)要求而定。2煤炭地下氣化技術(shù)體系2.1煤炭地下氣化地質(zhì)評(píng)價(jià)模型（一）影響因素1010夾矸情況主要考慮夾矸層數(shù)、單層厚度等。煤層夾矸過(guò)多，（二）地質(zhì)評(píng)價(jià)模型2.1煤炭地下氣化地質(zhì)評(píng)價(jià)模型（二）地質(zhì)評(píng)價(jià)模型2.1煤炭地下氣化地質(zhì)評(píng)價(jià)模型二級(jí)權(quán)重輸入和評(píng)價(jià)結(jié)果輸出窗口89.87良好0.170.240.140.260.140.180.170.190.130.200.230.160.200.200.170.110.11

采用模糊兩級(jí)綜合評(píng)判法對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)判總值大于80的，適合進(jìn)行地下氣化；評(píng)判總值大于50小于80的，比較適合進(jìn)行地下氣化，評(píng)判小于50的，不適合進(jìn)行地下氣化。2.1煤炭地下氣化地質(zhì)評(píng)價(jià)模型—應(yīng)用實(shí)例（三）地質(zhì)評(píng)價(jià)模型軟件開發(fā)二級(jí)權(quán)重輸入和評(píng)價(jià)結(jié)果輸出窗口89.87良好0.170.24煤種煤氣組成/%熱值MJ/Nm3H2COCH4CO2O2N2褐煤16.153.523.5019.680.2056.953.90煙煤9.2812.325.8218.400.1054.085.02無(wú)煙煤9.5015.003.0118.500.1553.844.34空氣煤氣組成及熱值煤種煤氣組成/%熱值MJ/Nm3H2COCH4CO2O2N2褐煤36～4520～301～525～350.051～38.5～9.5煙煤33～4225～354～1020～250.152～39.6～11無(wú)煙煤35～4525～352～825～300.101～39.5～10富氧煤氣組成及熱值（氧濃度93%）2.2氣化工藝2煤炭地下氣化技術(shù)體系煤種煤氣組成/%熱值MJ/Nm3H2COCH4CO2O2N2垂直孔壓裂控制注氣點(diǎn)后退褐煤-富氧CO2-頂板淋水a(chǎn)-滲濾通道；b-自由通道（初始通道高度是煤層高度的1/4）1-自由通道；2-反應(yīng)區(qū)；3-煤層分離控制注氣點(diǎn)后退-水霧化煤炭地下氣化技術(shù)DiscreteControlTechnologyofRecedingInjectionPointandWaterAtomizationforUCG（DCRA）2煤炭地下氣化技術(shù)體系2.2氣化工藝垂直孔壓裂控制注氣點(diǎn)后退褐煤-富氧CO2-頂板淋水a(chǎn)-滲濾通15自由通道富氧（60%）-CO2連續(xù)氣化過(guò)程溫度場(chǎng)演化

氣化工作面沿氣化通道(橫向)擴(kuò)展速率遠(yuǎn)大于沿煤層(縱向)擴(kuò)展速率。平均橫縱速率比為7.42：1。當(dāng)縱向擴(kuò)展速度比達(dá)到12.5:1時(shí)，煤氣有效組分降至34.87%，說(shuō)明反應(yīng)條件變差。b-點(diǎn)火20ha-點(diǎn)火10h（1）自由通道2.3煤層地下氣化過(guò)程特征場(chǎng)演化規(guī)律—溫度場(chǎng)2.3煤層地下氣化過(guò)程特征場(chǎng)演化規(guī)律15自由通道富氧（60%）-CO2連續(xù)氣化過(guò)程溫度場(chǎng)演化16（2）滲流氣化溫度場(chǎng)分布與擴(kuò)展?jié)B流氣化橫縱擴(kuò)展速率比為（3.13-3.64）:1，小于自由通氣化橫縱擴(kuò)展速率比。2.3煤層地下氣化過(guò)程特征場(chǎng)演化規(guī)律—溫度場(chǎng)（3）分離控制注氣點(diǎn)后退-水霧化氣化（DCRA）溫度場(chǎng)擴(kuò)展DCRA氣化工藝橫縱擴(kuò)展速率比為（0.25-1.14:1），小于自由通道和滲流氣化過(guò)程。16（2）滲流氣化溫度場(chǎng)分布與擴(kuò)展?jié)B流氣化橫縱擴(kuò)展速率比為（17自由通道氣化出口煤氣組分滲流氣化出口煤氣組分2.3煤層地下氣化過(guò)程特征場(chǎng)演化規(guī)律—濃度場(chǎng)濃度場(chǎng)17自由通道氣化出口煤氣組分滲流氣化出口煤氣組分2.3煤層18（a）煤氣有效組分含量（b）煤氣熱值DCRA氣化過(guò)程出口有效氣體組成及熱穩(wěn)定性特征DCRA氣化過(guò)程有效氣(H2+CO+CH4)含量在59%-75%之間，平均67.03%，高于自由通道和滲流（有效氣含量在48.50～51.15%之間，平均49.83%，）的25.66%。2.3煤層地下氣化過(guò)程特征場(chǎng)演化規(guī)律—濃度場(chǎng)18（a）煤氣有效組分含量（b）煤氣熱值DCRA氣化過(guò)程出口燃空區(qū)凈高度=6m，H冒=13m～14mH裂=30～40m頂板為軟巖2.4燃空區(qū)擴(kuò)展2煤炭地下氣化技術(shù)體系燃空區(qū)凈高度=6m，2.4燃空區(qū)擴(kuò)展2煤炭地下氣化測(cè)控系統(tǒng)構(gòu)成儀表系統(tǒng)采集系統(tǒng)分析系統(tǒng)控制系統(tǒng)溫度、壓力流量煤氣組分燃燒區(qū)擴(kuò)展污染物含量

信號(hào)轉(zhuǎn)換信號(hào)傳輸顯示、報(bào)警存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)氣化機(jī)理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)模型專家系統(tǒng)控制參數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換信號(hào)傳輸動(dòng)力系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行反饋網(wǎng)絡(luò)傳輸2.5煤炭地下氣化測(cè)控與分析技術(shù)2煤炭地下氣化技術(shù)體系（一）系統(tǒng)總體架構(gòu)測(cè)控系統(tǒng)構(gòu)成儀表系統(tǒng)采集系統(tǒng)分析系統(tǒng)控制系統(tǒng)溫度、壓力地下氣化過(guò)程測(cè)控與分析系統(tǒng)整體框架與構(gòu)成2.5煤炭地下氣化測(cè)控與分析技術(shù)地下氣化過(guò)程測(cè)控與分析系統(tǒng)整體框架與構(gòu)成2.5煤炭地下氣化（三）專家分析技術(shù)

（1）專家知識(shí)處理系統(tǒng)開發(fā)架構(gòu)2.5煤炭地下氣化測(cè)控與分析技術(shù)-專家分析

專家分析軟件系統(tǒng)總體架構(gòu)（三）專家分析技術(shù)（1）專家知識(shí)處理系統(tǒng)開發(fā)架構(gòu)2.5煤地下水污染綜合防控預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)控制選址過(guò)程污染風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估治理煤層鄰近含水層水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警調(diào)節(jié)工藝參數(shù)控制污染物逸散燃空區(qū)殘留污染物處置及地面工藝廢水處理污染物產(chǎn)生、遷移規(guī)律及控制、防治技術(shù)體系模型預(yù)測(cè)氣化過(guò)程污染控制2.6污染物監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)2煤炭地下氣化技術(shù)體系地下水污染綜合防控預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)控制選址過(guò)程污染風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估治理2.6污染物監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)-污染物控制與處理污染控制污染抽提自然衰減化學(xué)處理原位包埋抽提效果控制效果2.6污染物監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)-污染物控制與處理污染控制污染抽2.7煤炭地下氣化過(guò)程全生命周期評(píng)價(jià)模型目標(biāo)與范圍確定清單分析影響評(píng)價(jià)結(jié)果解釋（1）全生命周期評(píng)價(jià)技術(shù)框架全生命周期評(píng)價(jià)的ISO技術(shù)框架UCG-LCA系統(tǒng)邊界2煤炭地下氣化技術(shù)體系2.7煤炭地下氣化過(guò)程全生命周期評(píng)價(jià)模型目標(biāo)與范圍清單分析2.7全生命周期評(píng)價(jià)模型-環(huán)境影響評(píng)價(jià)（2）環(huán)境影響評(píng)價(jià)UCG-LCIA的簡(jiǎn)化流程2.7全生命周期評(píng)價(jià)模型-環(huán)境影響評(píng)價(jià)（2）環(huán)境影響評(píng)價(jià)U27各影響類型對(duì)各階段的貢獻(xiàn)圖環(huán)境影響綜合指標(biāo)2.7全生命周期評(píng)價(jià)模型-UCG-LCA系統(tǒng)應(yīng)用（3）評(píng)價(jià)（UCG-LCA）系統(tǒng)軟件開發(fā)27各影響類型對(duì)各階段的貢獻(xiàn)圖環(huán)境影響綜合指標(biāo)2.7全生命公司名稱信息2.8煤炭地下氣化工業(yè)化裝置工藝包氣流通道注氣點(diǎn)控制2煤炭地下氣化技術(shù)體系公司名稱信息2.8煤炭地下氣化工業(yè)化裝置工藝包氣流通道注氣2.9CO2的利用和處置方法地下氣化氣體分離CO2燃空區(qū)回填堿性廢水吸收CO2高鈣煤灰固定CO2

流程圖固定CO2的灰水比與煤灰之間的各種比例（3#堿）2煤炭地下氣化技術(shù)體系UCG-CCUSUCG-EOR地下苦咸水吸收CO2UCG-CBM2.9CO2的利用和處置方法地下氣化氣體分離CO2燃空區(qū)

煤炭地下氣化現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目★1、江蘇徐州★2、河北唐山★3、山東新汶★4、山西昔陽(yáng)★5、內(nèi)蒙古烏蘭察布★1★3★2★4中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）☆★5承擔(dān)單位新奧氣化采煤有限公司新汶礦業(yè)集團(tuán)徐州礦務(wù)局煤炭地下氣化現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目★1、江蘇徐州★1★3★2★4中國(guó)3.1新河2#井半工業(yè)試驗(yàn)煤層條件：煤種：氣煤；厚度：3.8米；傾角：70度；深度：100m氣化爐結(jié)構(gòu)（通道長(zhǎng)度）168m3有井式地下氣化試驗(yàn)3.1新河2#井半工業(yè)試驗(yàn)煤層條件：煤種：氣煤；厚度：3.新河2#井的氣體成分、熱值及流量No. 煤氣組分(%) 熱值流量

H2 CO CH4 CO2 N2MJ/Nm3m3/h 1 58.29 8.59 9.28 19.63 4.21 12.22 1920 2 58.38 10.35 14.32 13.38 3.57 14.45 1400 3 57.10 11.66 14.89 13.85 2.50 14.70 1500 4 62.07 14.43 10.13 11.07 2.30 13.78 1650 5 54.25 15.72 10.65 15.26 4.12 13.14 1810 6 64.07 11.31 9.94 11.13 3.55 13.57 1900 7 60.42 16.57 9.54 12.52 0.95 13.61 1550 8 64.63 12.47 9.65 11.70 1.55 13.69 18503.1新河2#井半工業(yè)試驗(yàn)新河2#井的氣體成分、熱值及流量No. 3.2劉莊礦工業(yè)試驗(yàn)（氣化通道長(zhǎng)度210m）☆生產(chǎn)時(shí)間：五年多☆平均產(chǎn)量：14萬(wàn)m3/d☆煤氣用途：鍋爐、工業(yè)窯爐☆1997年10月通過(guò)國(guó)家級(jí)技術(shù)專家鑒定煤層條件煤種：氣煤厚度：4米傾角：45度深度：85m劉莊LLTS地下氣化爐3.2劉莊礦工業(yè)試驗(yàn)（氣化通道長(zhǎng)度210m）☆生產(chǎn)時(shí)間：五劉莊礦空氣煤氣的熱值及流量

氣化時(shí)間/天---氣流量/10000m3/d------氣體熱值/MJ/m3Gasflow/10000m3/d氣體熱值/MJ/m33.2劉莊礦工業(yè)試驗(yàn)劉莊礦空氣煤氣的熱值及流量氣化時(shí)間/天Gasflow/13.3新汶地下氣化試驗(yàn)新汶示范項(xiàng)目制氧系統(tǒng)燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)

地下氣化站測(cè)控分析系統(tǒng)

3.3新汶地下氣化試驗(yàn)新汶示范項(xiàng)目制氧系統(tǒng)燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)煤氣供20000戶家庭做飯、發(fā)電(4×400kw內(nèi)燃機(jī))新汶鄂莊煤礦富氧煤氣組成、熱值及流量富氧濃度3.3新汶地下氣化試驗(yàn)煤氣供20000戶家庭做飯、新汶鄂莊煤礦富氧煤氣組成、熱3.4曹莊共氣化試驗(yàn)曹莊氣化爐9coalseam10coalseam曹莊空氣煤氣組成、熱值及氣體流量煤氣供2000戶家庭做飯3.4曹莊共氣化試驗(yàn)曹莊氣化爐9coalseam10昔陽(yáng)氣化爐（氣化通道長(zhǎng)度110m、130m）煤氣用于鍋爐燃燒和合成氨空氣煤氣組分、熱值和流量第二階段煤氣組分、熱值和流量煤層條件煤種：無(wú)煙煤厚度：6米傾角：20度深度：200m

3.5山西昔陽(yáng)地下氣化示范項(xiàng)目昔陽(yáng)氣化爐（氣化通道長(zhǎng)度110m、130m）煤氣用于鍋爐燃燒4.1江蘇馬莊試驗(yàn)4無(wú)井式地下氣化試驗(yàn)氣化通道貫通參數(shù)點(diǎn)火方式：盲孔式電點(diǎn)火供氣壓力：0.75MPa

供氣流量：600m3/h貫通速度：0.34m/d通道直徑：0.39m總產(chǎn)量：160,000m3

熱值：3.34～4.18MJ/m3氣化爐4.1江蘇馬莊試驗(yàn)4無(wú)井式地下氣化試驗(yàn)氣化通道貫通參數(shù)4.2烏蘭察布煤炭地下氣化技術(shù)示范項(xiàng)目4無(wú)井式地下氣化試驗(yàn)4.2烏蘭察布煤炭地下氣化技術(shù)示范項(xiàng)目4無(wú)井式地下氣化試富氧濃度(%)煤氣組成熱值(Kcal/Nm3)H2(%)O2(%)N2(%)CH4(%)CO(%)CO2(%)3022.400.0336.317.744.5127.761377.424028.550.0325.1310.053.2031.811695.015526.000.0620.508.6010.1034.101716.506532.100.002.817.988.0449.071755.52系統(tǒng)從2007年10月開始運(yùn)行，煤氣用作發(fā)電烏蘭察布空氣煤氣組成、熱值及氣體流量烏蘭察布空氣-富氧煤氣組成、熱值及氣體流量4.2烏蘭察布煤炭地下氣化技術(shù)試驗(yàn)富氧濃度(%)煤氣組成熱值(Kcal/Nm3)H2(%)O2★掌握了煤炭地下氣化過(guò)程燃燒、氣化、傳熱、傳質(zhì)、氣化區(qū)擴(kuò)展、燃空區(qū)擴(kuò)展、污染物產(chǎn)生與遷移等方面的基本規(guī)律。

★完成了不同煤層條件下的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。煤種：褐煤、煙煤、無(wú)煙煤；厚度1.15m～12m；傾角：5～70度；埋深：80m～330m等，都取得了滿意效果?！飳?shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，有一定的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。技術(shù)類別內(nèi)容評(píng)價(jià)一、地下氣化爐長(zhǎng)通道、大斷面氣化爐成熟定向井氣化爐、滲濾通道氣化爐或組合支撐產(chǎn)業(yè)化示范二、點(diǎn)火技術(shù)控壓電點(diǎn)火、固體燃料點(diǎn)水、強(qiáng)制氧化點(diǎn)火成熟三、穩(wěn)定控制工藝正反向供風(fēng)氣化，兩階段氣化成熟分離控制注氣點(diǎn)后退-水霧化氣化（DCRA）支撐產(chǎn)業(yè)化示范富氧氣化、純氧-水蒸氣氣化支撐產(chǎn)業(yè)化示范四、測(cè)控技術(shù)測(cè)氡，瞬變電磁法、三維地震基本成熟數(shù)據(jù)采集、數(shù)值模擬、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)支撐產(chǎn)業(yè)化示范五、環(huán)保技術(shù)污染物產(chǎn)生及遷移規(guī)律，預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)支撐產(chǎn)業(yè)化示范污染物氣化過(guò)程控制，燃空區(qū)抽提清污支撐產(chǎn)業(yè)化示范5煤炭地下氣化技術(shù)評(píng)價(jià)及應(yīng)用前景

★掌握了煤炭地下氣化過(guò)程燃燒、氣化、傳熱、傳質(zhì)、氣化區(qū)擴(kuò)展、技術(shù)類別建爐煤層準(zhǔn)備工藝安全性地質(zhì)情況開發(fā)對(duì)象有井式人工掘進(jìn)，通道斷面大對(duì)高變質(zhì)程度煤可進(jìn)行人工疏松低壓氣化要施工密閉墻、隔離帶;留隔離煤柱爐區(qū)局部煤層條件清楚，地下水影響小老礦井遺棄資源，礦井報(bào)廢水平資源無(wú)井式定向孔，火力貫通高壓壓裂疏松中、高壓氣化人不下井;減小漏失率詳細(xì)的水文地質(zhì)調(diào)研;建爐過(guò)程中鉆孔取芯勘探低品位資源，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜資源，深部資源

中國(guó)煤炭地下氣化技術(shù)經(jīng)過(guò)近30年的研究，在氣化爐建設(shè)、點(diǎn)火技術(shù)、穩(wěn)定生產(chǎn)工藝、測(cè)控技術(shù)、環(huán)保技術(shù)等方面都取得了重大突破，處于世界先進(jìn)水平。從煤氣組分、熱值的穩(wěn)定性和生產(chǎn)時(shí)間來(lái)看，完成了工業(yè)性試驗(yàn)，具備了工業(yè)化示范生產(chǎn)的基礎(chǔ)。有井式、無(wú)井式工藝特點(diǎn)5煤炭地下氣化技術(shù)評(píng)價(jià)及應(yīng)用前景

技術(shù)類別建爐煤層準(zhǔn)備工藝安全性地質(zhì)情況開發(fā)對(duì)象有井式煤炭地下氣化煤氣綜合利用途徑5煤炭地下氣化技術(shù)評(píng)價(jià)及應(yīng)用前景

煤炭地下氣化煤氣綜合利用途徑5煤炭地下氣化技術(shù)評(píng)價(jià)及應(yīng)用前美國(guó)專家指出，相同規(guī)模煤炭地下氣化與地面氣化生產(chǎn)相同下游產(chǎn)品相比成本可下降:(1)合成氣為43%(2)天然氣代用品為10～18%(3)發(fā)電為27%安格林規(guī)模相同的地下氣化與

地下開采技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比5煤炭地下氣化技術(shù)評(píng)價(jià)及應(yīng)用前景

美國(guó)專家指出，相同規(guī)模煤炭地下氣化與地面氣化生產(chǎn)相同下游產(chǎn)品各省（區(qū)）資源量按埋深統(tǒng)計(jì)表

單位：億噸?。▍^(qū)）預(yù)測(cè)資源量埋深＜1000m埋深1000-1500m埋深1500-2000m合計(jì)可靠級(jí)合計(jì)可靠級(jí)合計(jì)可靠級(jí)北京86.7250.3324.1725.4612.1110.931.04天津44.52／／6.43／38.09／河北601.3045.9122.00191.7679.66363.7262.17山西3899.181344.511068.661233.671052.911321.00217.58內(nèi)蒙古12250.433114.221739.284227.311691.274908.90167.89遼寧59.2726.072.0533.2010.65／／吉林30.0319.354.6310.683.43／／黑龍江176.13106.4444.2869.6911.87／／上海／／／／／／／江蘇50.4910.381.6522.529.9017.595.84浙江0.44／／0.440.44／／安徽611.5971.9855.00307.31190.50232.3074.78福建25.5722.9211.572.651.22／／江西40.8430.649.1110.202.66／／山東405.1386.3069.65162.28121.54156.55133.545煤炭地下氣化技術(shù)評(píng)價(jià)及應(yīng)用前景

各省（區(qū)）資源量按埋深統(tǒng)計(jì)表單位：億噸省各?。▍^(qū)）資源量按埋深統(tǒng)計(jì)表

單位：億噸?。▍^(qū)）預(yù)測(cè)資源量埋深＜1000m埋深1000-1500m埋深1500-2000m合計(jì)可靠級(jí)合計(jì)可靠級(jí)合計(jì)可靠級(jí)河南919.71130.4881.99363.76244.27425.47234.95湖北2.042.04／／／／／湖南45.3531.8916.7013.466.72／／廣東9.115.812.953.301.18／／廣西17.6414.234.433.41／／／海南0.010.010.01／／／／四川303.79170.6352.08127.1716.425.99／貴州1896.901062.01866.56504.88459.56330.0188.06云南437.87344.13183.0061.128.3032.620.74西藏8.098.091.26／／／／陜西2031.10575.70498.99887.10628.48568.30／甘肅1428.87132.8135.48497.37445.26798.69704.22寧夏1721.11296.29115.81405.14144.811019.68493.34青海380.42208.4187.0994.2438.0577.7721.44新疆18037.3010528.904170.704139.201495.703369.201086.70全國(guó)45521.0418440.489169.1013403.756676.9113676.813292.295煤炭地下氣化技術(shù)評(píng)價(jià)及應(yīng)用前景

各?。▍^(qū)）資源量按埋深統(tǒng)計(jì)表單位：億噸省國(guó)家部委通知：

國(guó)家安全監(jiān)管總局等十二部門下發(fā)《關(guān)于加快落后小煤礦關(guān)閉退出工作的通知》，要求到2015年底全國(guó)關(guān)閉2000處以上小煤礦。

國(guó)務(wù)院安委辦發(fā)布的《關(guān)于集中開展煤礦隱患排查治理行動(dòng)情況的通報(bào)》〔2015〕101號(hào)，當(dāng)前全國(guó)共有4947處停產(chǎn)停建礦井，占礦井總數(shù)的48%，其中停產(chǎn)停建1年以上的有3346處。5煤炭地下氣化技術(shù)評(píng)價(jià)及應(yīng)用前景

國(guó)家部委通知：5煤炭地下氣化技術(shù)評(píng)價(jià)及應(yīng)用前景結(jié)束語(yǔ)煤地下氣化技術(shù)是煤炭資源清潔和高效利用的重要途徑。對(duì)煤炭企業(yè)轉(zhuǎn)型和開采難采煤炭資源具有重要意義。中國(guó)煤炭地下氣化技術(shù)經(jīng)過(guò)近30年的研究，完成了工業(yè)性試驗(yàn)，具備了產(chǎn)業(yè)化示范的技術(shù)基礎(chǔ)。我國(guó)礦井遺棄煤炭資源及深部（1000米以深）煤炭資源豐富，煤炭地下氣化技術(shù)對(duì)保障我國(guó)能源安全、變區(qū)域資源優(yōu)勢(shì)為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)、降耗減排具有重要意義。結(jié)束語(yǔ)煤地下氣化技術(shù)是煤炭資源清潔和高效利用的重要途徑。對(duì)煤煤炭地下氣化技術(shù)研究與應(yīng)用煤炭地下氣化技術(shù)研究與應(yīng)用鉆井式地下氣化試驗(yàn)4背景1煤炭地下氣化技術(shù)體系23煤炭地下氣化技術(shù)評(píng)價(jià)與應(yīng)用前景5礦井式地下氣化試驗(yàn)內(nèi)容123456結(jié)束語(yǔ)鉆井式地下氣化試驗(yàn)4背景1煤炭地下氣化技術(shù)體系23煤炭地下氣1背景◆

中國(guó)能源現(xiàn)狀

石油:還能使用20至30年,到2020年缺口達(dá)45%

天然氣:2015年缺口達(dá)43%以上

煤炭:在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍然以煤為主◆中國(guó)的煤炭資源開采現(xiàn)狀

遺棄的煤炭資源:超過(guò)500億噸

低品位煤:褐煤,高硫煤“三下”壓煤

深部煤炭資源:主要是埋藏深度在1000米以下的資源（約2.7萬(wàn)億噸）◆中國(guó)環(huán)境現(xiàn)狀

地表塌陷量:300,000公頃

煤矸石的累積:覆蓋12000公頃的區(qū)域,約30億噸

煤燃燒排放物:占SO2

總排放的87%,占CO2總排放的71%,占NOx總排放的67%,占灰塵總排放的60%，霧霾1背景◆中國(guó)能源現(xiàn)狀◆中國(guó)的煤炭資源開采現(xiàn)狀◆中煤炭地下氣化就是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒，通過(guò)對(duì)煤的熱作用及化學(xué)作用產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過(guò)程。它集建井、采煤、氣化三大工藝為一體，變傳統(tǒng)物理采煤為化學(xué)采煤。煤炭地下氣化過(guò)程1背景技術(shù)優(yōu)勢(shì)高效：可回收老礦井遺棄煤炭資源，開采低品位、難采和深部煤炭資源；提高資源利用率；安全：實(shí)現(xiàn)了地下無(wú)人生產(chǎn)，避免了人身傷害和各種礦井事故的發(fā)生；環(huán)保：矸石、灰渣留在地下，減少了地表塌陷。產(chǎn)業(yè)推動(dòng)：提高煤炭利用價(jià)值，為冶金、建材等行業(yè)提供廉價(jià)的燃?xì)?，帶?dòng)煤炭、電力、化工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。煤炭地下氣化就是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒，通過(guò)對(duì)漢那(LVW-RCL,1971)HoeCreek(LVW-RCL,1972)落基山1號(hào)(CRIP技術(shù),1987)波蘭斯扎煤礦(“有井式”,1960)比利時(shí)圖林(CRIP技術(shù),1979)英國(guó)NewmanSpinney(U型爐,1958)英國(guó)巴通(有井式，盲孔爐，1959)西班牙ElTremedal(“CRIP”技術(shù)，1991-1998)頓巴斯煤田(前蘇聯(lián)技術(shù),1932)南阿賓斯克(前蘇聯(lián)技術(shù)，運(yùn)行40年)安格林氣化站(前蘇聯(lián)技術(shù),運(yùn)行50年,運(yùn)行中)CarbonEnergy(美國(guó)CRIP改進(jìn)技術(shù),試驗(yàn)中)LincEnergy,CougarEnergy(加拿大Ergo公司“UCG”技術(shù)，試驗(yàn)中)南非Eskom(“UCG”技術(shù),2007)徐州新河礦(“長(zhǎng)通道,大斷面,兩階段”工藝，有井式，1994)新汶孫村礦，鄂莊礦(有井式，2000)唐山劉莊礦(“長(zhǎng)通道,大斷面,兩階段”工藝，有井式，1996)全球地下氣化發(fā)展歷史漢那(LVW-RCL,1971)波蘭斯扎煤礦(“有井式”,155反應(yīng)區(qū)變化示意圖煤炭地下氣化技術(shù)體系特點(diǎn)：（1）地面氣化氣固相可以在小顆粒條件下均勻接觸，而地下氣化是在不均勻的大尺度煤塊中完成氣固反應(yīng)；（2）地下氣化料層(煤層)不發(fā)生移動(dòng)，而是氣化工作面隨時(shí)間和空間移動(dòng)，反應(yīng)區(qū)面積不斷變化；（3）地下氣化過(guò)程當(dāng)反應(yīng)區(qū)擴(kuò)展到一程度后，導(dǎo)致頂板冒落，地下水進(jìn)入氣化區(qū)，影響氣化區(qū)溫度，同時(shí)導(dǎo)致氣化污染物擴(kuò)散，影響地下水環(huán)境。2煤炭地下氣化技術(shù)體系6反應(yīng)區(qū)變化示意圖煤炭地下氣化技術(shù)體系特點(diǎn)：（1）地面氣化工藝類型：礦井式（有井式）工藝類型：鉆井式（無(wú)井式）

煤礦開采技術(shù)和煤氣化技術(shù)的結(jié)合

石油鉆井技術(shù)和煤氣化技術(shù)的結(jié)合

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）于1984年成立了煤炭工業(yè)地下氣化工程研究中心。2煤炭地下氣化技術(shù)體系工藝類型：礦井式（有井式）工藝類型：鉆井式（無(wú)井式）煤礦開模型試驗(yàn)平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)模型試驗(yàn)研究平臺(tái)煤氣凈化和改制系統(tǒng)參數(shù)采集與分析系統(tǒng)2煤炭地下氣化技術(shù)體系模型試驗(yàn)平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)模型試驗(yàn)研究平臺(tái)煤氣凈化和改制系統(tǒng)參數(shù)采氣化開采煤層資源評(píng)價(jià)體系煤炭地下氣化基礎(chǔ)理論研究實(shí)體煤層燃燒氣化特性及其演化規(guī)律高溫煤巖性質(zhì)及燃空區(qū)擴(kuò)展規(guī)律計(jì)算機(jī)模擬及仿真煤炭地下氣化工程技術(shù)開發(fā)氣化工作面綜合探測(cè)技術(shù)氣化爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)燃空區(qū)擴(kuò)展及水控制技術(shù)污染物監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行技術(shù)規(guī)范，能效、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)全生命周期評(píng)價(jià)模型，煤炭地下氣化工藝包動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與分析控制技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范與推廣

煤層條件地質(zhì)水文條件煤炭地下氣化技術(shù)體系污染物富集及遷移規(guī)律氣化過(guò)程穩(wěn)定控制工藝2煤炭地下氣化技術(shù)體系氣化開采煤層資源評(píng)價(jià)體系煤炭地下氣化基礎(chǔ)理論研究實(shí)體煤層燃燒5959夾矸情況主要考慮夾矸層數(shù)、單層厚度等。煤層夾矸過(guò)多，單層夾矸厚度過(guò)大影響氣化穩(wěn)定性，熱效率低，經(jīng)濟(jì)性較差；夾總厚度小于煤層厚度的20%。地質(zhì)構(gòu)造主要影響因素為褶皺、斷層、巖漿巖等，其中斷層對(duì)地下氣化的影響最大，斷層帶易發(fā)生導(dǎo)水裂隙，產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題，要求不能斷開煤層。煤層厚度及粘結(jié)性煤層厚度決定鉆井和氣化工藝的具體實(shí)施，煤厚過(guò)薄，時(shí)圍巖的冷卻作用對(duì)煤氣熱值的影響劇烈；經(jīng)濟(jì)性不合理；煤質(zhì)的粘結(jié)性不能過(guò)高。煤層埋深主要和環(huán)保、氣閉性有關(guān)。埋深太淺，氣閉性差，造成環(huán)境污染；煤層埋深過(guò)深，則建爐成本增高；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及國(guó)內(nèi)外資料表明：200-1200m較適合地下氣化。儲(chǔ)量?jī)?chǔ)量評(píng)估依據(jù)為根據(jù)煤氣產(chǎn)量計(jì)算服務(wù)年限，考慮投資經(jīng)濟(jì)性。理論上講，礦區(qū)儲(chǔ)量越大，服務(wù)年限越長(zhǎng)，具體情況視設(shè)計(jì)要求而定。2煤炭地下氣化技術(shù)體系2.1煤炭地下氣化地質(zhì)評(píng)價(jià)模型（一）影響因素1010夾矸情況主要考慮夾矸層數(shù)、單層厚度等。煤層夾矸過(guò)多，（二）地質(zhì)評(píng)價(jià)模型2.1煤炭地下氣化地質(zhì)評(píng)價(jià)模型（二）地質(zhì)評(píng)價(jià)模型2.1煤炭地下氣化地質(zhì)評(píng)價(jià)模型二級(jí)權(quán)重輸入和評(píng)價(jià)結(jié)果輸出窗口89.87良好0.170.240.140.260.140.180.170.190.130.200.230.160.200.200.170.110.11

采用模糊兩級(jí)綜合評(píng)判法對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)判總值大于80的，適合進(jìn)行地下氣化；評(píng)判總值大于50小于80的，比較適合進(jìn)行地下氣化，評(píng)判小于50的，不適合進(jìn)行地下氣化。2.1煤炭地下氣化地質(zhì)評(píng)價(jià)模型—應(yīng)用實(shí)例（三）地質(zhì)評(píng)價(jià)模型軟件開發(fā)二級(jí)權(quán)重輸入和評(píng)價(jià)結(jié)果輸出窗口89.87良好0.170.24煤種煤氣組成/%熱值MJ/Nm3H2COCH4CO2O2N2褐煤16.153.523.5019.680.2056.953.90煙煤9.2812.325.8218.400.1054.085.02無(wú)煙煤9.5015.003.0118.500.1553.844.34空氣煤氣組成及熱值煤種煤氣組成/%熱值MJ/Nm3H2COCH4CO2O2N2褐煤36～4520～301～525～350.051～38.5～9.5煙煤33～4225～354～1020～250.152～39.6～11無(wú)煙煤35～4525～352～825～300.101～39.5～10富氧煤氣組成及熱值（氧濃度93%）2.2氣化工藝2煤炭地下氣化技術(shù)體系煤種煤氣組成/%熱值MJ/Nm3H2COCH4CO2O2N2垂直孔壓裂控制注氣點(diǎn)后退褐煤-富氧CO2-頂板淋水a(chǎn)-滲濾通道；b-自由通道（初始通道高度是煤層高度的1/4）1-自由通道；2-反應(yīng)區(qū)；3-煤層分離控制注氣點(diǎn)后退-水霧化煤炭地下氣化技術(shù)DiscreteControlTechnologyofRecedingInjectionPointandWaterAtomizationforUCG（DCRA）2煤炭地下氣化技術(shù)體系2.2氣化工藝垂直孔壓裂控制注氣點(diǎn)后退褐煤-富氧CO2-頂板淋水a(chǎn)-滲濾通64自由通道富氧（60%）-CO2連續(xù)氣化過(guò)程溫度場(chǎng)演化

氣化工作面沿氣化通道(橫向)擴(kuò)展速率遠(yuǎn)大于沿煤層(縱向)擴(kuò)展速率。平均橫縱速率比為7.42：1。當(dāng)縱向擴(kuò)展速度比達(dá)到12.5:1時(shí)，煤氣有效組分降至34.87%，說(shuō)明反應(yīng)條件變差。b-點(diǎn)火20ha-點(diǎn)火10h（1）自由通道2.3煤層地下氣化過(guò)程特征場(chǎng)演化規(guī)律—溫度場(chǎng)2.3煤層地下氣化過(guò)程特征場(chǎng)演化規(guī)律15自由通道富氧（60%）-CO2連續(xù)氣化過(guò)程溫度場(chǎng)演化65（2）滲流氣化溫度場(chǎng)分布與擴(kuò)展?jié)B流氣化橫縱擴(kuò)展速率比為（3.13-3.64）:1，小于自由通氣化橫縱擴(kuò)展速率比。2.3煤層地下氣化過(guò)程特征場(chǎng)演化規(guī)律—溫度場(chǎng)（3）分離控制注氣點(diǎn)后退-水霧化氣化（DCRA）溫度場(chǎng)擴(kuò)展DCRA氣化工藝橫縱擴(kuò)展速率比為（0.25-1.14:1），小于自由通道和滲流氣化過(guò)程。16（2）滲流氣化溫度場(chǎng)分布與擴(kuò)展?jié)B流氣化橫縱擴(kuò)展速率比為（66自由通道氣化出口煤氣組分滲流氣化出口煤氣組分2.3煤層地下氣化過(guò)程特征場(chǎng)演化規(guī)律—濃度場(chǎng)濃度場(chǎng)17自由通道氣化出口煤氣組分滲流氣化出口煤氣組分2.3煤層67（a）煤氣有效組分含量（b）煤氣熱值DCRA氣化過(guò)程出口有效氣體組成及熱穩(wěn)定性特征DCRA氣化過(guò)程有效氣(H2+CO+CH4)含量在59%-75%之間，平均67.03%，高于自由通道和滲流（有效氣含量在48.50～51.15%之間，平均49.83%，）的25.66%。2.3煤層地下氣化過(guò)程特征場(chǎng)演化規(guī)律—濃度場(chǎng)18（a）煤氣有效組分含量（b）煤氣熱值DCRA氣化過(guò)程出口燃空區(qū)凈高度=6m，H冒=13m～14mH裂=30～40m頂板為軟巖2.4燃空區(qū)擴(kuò)展2煤炭地下氣化技術(shù)體系燃空區(qū)凈高度=6m，2.4燃空區(qū)擴(kuò)展2煤炭地下氣化測(cè)控系統(tǒng)構(gòu)成儀表系統(tǒng)采集系統(tǒng)分析系統(tǒng)控制系統(tǒng)溫度、壓力流量煤氣組分燃燒區(qū)擴(kuò)展污染物含量

信號(hào)轉(zhuǎn)換信號(hào)傳輸顯示、報(bào)警存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)氣化機(jī)理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)模型專家系統(tǒng)控制參數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換信號(hào)傳輸動(dòng)力系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行反饋網(wǎng)絡(luò)傳輸2.5煤炭地下氣化測(cè)控與分析技術(shù)2煤炭地下氣化技術(shù)體系（一）系統(tǒng)總體架構(gòu)測(cè)控系統(tǒng)構(gòu)成儀表系統(tǒng)采集系統(tǒng)分析系統(tǒng)控制系統(tǒng)溫度、壓力地下氣化過(guò)程測(cè)控與分析系統(tǒng)整體框架與構(gòu)成2.5煤炭地下氣化測(cè)控與分析技術(shù)地下氣化過(guò)程測(cè)控與分析系統(tǒng)整體框架與構(gòu)成2.5煤炭地下氣化（三）專家分析技術(shù)

（1）專家知識(shí)處理系統(tǒng)開發(fā)架構(gòu)2.5煤炭地下氣化測(cè)控與分析技術(shù)-專家分析

專家分析軟件系統(tǒng)總體架構(gòu)（三）專家分析技術(shù)（1）專家知識(shí)處理系統(tǒng)開發(fā)架構(gòu)2.5煤地下水污染綜合防控預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)控制選址過(guò)程污染風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估治理煤層鄰近含水層水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警調(diào)節(jié)工藝參數(shù)控制污染物逸散燃空區(qū)殘留污染物處置及地面工藝廢水處理污染物產(chǎn)生、遷移規(guī)律及控制、防治技術(shù)體系模型預(yù)測(cè)氣化過(guò)程污染控制2.6污染物監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)2煤炭地下氣化技術(shù)體系地下水污染綜合防控預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)控制選址過(guò)程污染風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估治理2.6污染物監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)-污染物控制與處理污染控制污染抽提自然衰減化學(xué)處理原位包埋抽提效果控制效果2.6污染物監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)-污染物控制與處理污染控制污染抽2.7煤炭地下氣化過(guò)程全生命周期評(píng)價(jià)模型目標(biāo)與范圍確定清單分析影響評(píng)價(jià)結(jié)果解釋（1）全生命周期評(píng)價(jià)技術(shù)框架全生命周期評(píng)價(jià)的ISO技術(shù)框架UCG-LCA系統(tǒng)邊界2煤炭地下氣化技術(shù)體系2.7煤炭地下氣化過(guò)程全生命周期評(píng)價(jià)模型目標(biāo)與范圍清單分析2.7全生命周期評(píng)價(jià)模型-環(huán)境影響評(píng)價(jià)（2）環(huán)境影響評(píng)價(jià)UCG-LCIA的簡(jiǎn)化流程2.7全生命周期評(píng)價(jià)模型-環(huán)境影響評(píng)價(jià)（2）環(huán)境影響評(píng)價(jià)U76各影響類型對(duì)各階段的貢獻(xiàn)圖環(huán)境影響綜合指標(biāo)2.7全生命周期評(píng)價(jià)模型-UCG-LCA系統(tǒng)應(yīng)用（3）評(píng)價(jià)（UCG-LCA）系統(tǒng)軟件開發(fā)27各影響類型對(duì)各階段的貢獻(xiàn)圖環(huán)境影響綜合指標(biāo)2.7全生命公司名稱信息2.8煤炭地下氣化工業(yè)化裝置工藝包氣流通道注氣點(diǎn)控制2煤炭地下氣化技術(shù)體系公司名稱信息2.8煤炭地下氣化工業(yè)化裝置工藝包氣流通道注氣2.9CO2的利用和處置方法地下氣化氣體分離CO2燃空區(qū)回填堿性廢水吸收CO2高鈣煤灰固定CO2

流程圖固定CO2的灰水比與煤灰之間的各種比例（3#堿）2煤炭地下氣化技術(shù)體系UCG-CCUSUCG-EOR地下苦咸水吸收CO2UCG-CBM2.9CO2的利用和處置方法地下氣化氣體分離CO2燃空區(qū)

煤炭地下氣化現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目★1、江蘇徐州★2、河北唐山★3、山東新汶★4、山西昔陽(yáng)★5、內(nèi)蒙古烏蘭察布★1★3★2★4中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）☆★5承擔(dān)單位新奧氣化采煤有限公司新汶礦業(yè)集團(tuán)徐州礦務(wù)局煤炭地下氣化現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目★1、江蘇徐州★1★3★2★4中國(guó)3.1新河2#井半工業(yè)試驗(yàn)煤層條件：煤種：氣煤；厚度：3.8米；傾角：70度；深度：100m氣化爐結(jié)構(gòu)（通道長(zhǎng)度）168m3有井式地下氣化試驗(yàn)3.1新河2#井半工業(yè)試驗(yàn)煤層條件：煤種：氣煤；厚度：3.新河2#井的氣體成分、熱值及流量No. 煤氣組分(%) 熱值流量

H2 CO CH4 CO2 N2MJ/Nm3m3/h 1 58.29 8.59 9.28 19.63 4.21 12.22 1920 2 58.38 10.35 14.32 13.38 3.57 14.45 1400 3 57.10 11.66 14.89 13.85 2.50 14.70 1500 4 62.07 14.43 10.13 11.07 2.30 13.78 1650 5 54.25 15.72 10.65 15.26 4.12 13.14 1810 6 64.07 11.31 9.94 11.13 3.55 13.57 1900 7 60.42 16.57 9.54 12.52 0.95 13.61 1550 8 64.63 12.47 9.65 11.70 1.55 13.69 18503.1新河2#井半工業(yè)試驗(yàn)新河2#井的氣體成分、熱值及流量No. 3.2劉莊礦工業(yè)試驗(yàn)（氣化通道長(zhǎng)度210m）☆生產(chǎn)時(shí)間：五年多☆平均產(chǎn)量：14萬(wàn)m3/d☆煤氣用途：鍋爐、工業(yè)窯爐☆1997年10月通過(guò)國(guó)家級(jí)技術(shù)專家鑒定煤層條件煤種：氣煤厚度：4米傾角：45度深度：85m劉莊LLTS地下氣化爐3.2劉莊礦工業(yè)試驗(yàn)（氣化通道長(zhǎng)度210m）☆生產(chǎn)時(shí)間：五劉莊礦空氣煤氣的熱值及流量

氣化時(shí)間/天---氣流量/10000m3/d------氣體熱值/MJ/m3Gasflow/10000m3/d氣體熱值/MJ/m33.2劉莊礦工業(yè)試驗(yàn)劉莊礦空氣煤氣的熱值及流量氣化時(shí)間/天Gasflow/13.3新汶地下氣化試驗(yàn)新汶示范項(xiàng)目制氧系統(tǒng)燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)

地下氣化站測(cè)控分析系統(tǒng)

3.3新汶地下氣化試驗(yàn)新汶示范項(xiàng)目制氧系統(tǒng)燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)煤氣供20000戶家庭做飯、發(fā)電(4×400kw內(nèi)燃機(jī))新汶鄂莊煤礦富氧煤氣組成、熱值及流量富氧濃度3.3新汶地下氣化試驗(yàn)煤氣供20000戶家庭做飯、新汶鄂莊煤礦富氧煤氣組成、熱3.4曹莊共氣化試驗(yàn)曹莊氣化爐9coalseam10coalseam曹莊空氣煤氣組成、熱值及氣體流量煤氣供2000戶家庭做飯3.4曹莊共氣化試驗(yàn)曹莊氣化爐9coalseam10昔陽(yáng)氣化爐（氣化通道長(zhǎng)度110m、130m）煤氣用于鍋爐燃燒和合成氨空氣煤氣組分、熱值和流量第二階段煤氣組分、熱值和流量煤層條件煤種：無(wú)煙煤厚度：6米傾角：20度深度：200m

3.5山西昔陽(yáng)地下氣化示范項(xiàng)目昔陽(yáng)氣化爐（氣化通道長(zhǎng)度110m、130m）煤氣用于鍋爐燃燒4.1江蘇馬莊試驗(yàn)4無(wú)井式地下氣化試驗(yàn)氣化通道貫通參數(shù)點(diǎn)火方式：盲孔式電點(diǎn)火供氣壓力：0.75MPa

供氣流量：600m3/h貫通速度：0.34m/d通道直徑：0.39m總產(chǎn)量：160,000m3

熱值：3.34～4.18MJ/m3氣化爐4.1江蘇馬莊試驗(yàn)4無(wú)井式地下氣化試驗(yàn)氣化通道貫通參數(shù)4.2烏蘭察布煤炭地下氣化技術(shù)示范項(xiàng)目4無(wú)井式地下氣化試驗(yàn)4.2烏蘭察布煤炭地下氣化技術(shù)示范項(xiàng)目4無(wú)井式地下氣化試富氧濃度(%)煤氣組成熱值(Kcal/Nm3)H2(%)O2(%)N2(%)CH4(%)CO(%)CO2(%)3022.400.0336.317.744.5127.761377.424028.550.0325.1310.053.2031.811695.015526.000.0620.508.6010.1034.101716.506532.100.002.817.988.0449.071755.52系統(tǒng)從2007年10月開始運(yùn)行，煤氣用作發(fā)電烏蘭察布空氣煤氣組成、熱值及氣體流量烏蘭察布空氣-富氧煤氣組成、熱值及氣體流量4.2烏蘭察布煤炭地下氣化技術(shù)試驗(yàn)富氧濃度(%)煤氣組成熱值(Kcal/Nm3)H2(%)O2★掌握了煤炭地下氣化過(guò)程燃燒、氣化、傳熱、傳質(zhì)、氣化區(qū)擴(kuò)展、燃空區(qū)擴(kuò)展、污染物產(chǎn)生與遷移等方面的基本規(guī)律。

★完成了不同煤層條件下的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。煤種：褐煤、煙煤、無(wú)煙煤；厚度1.15m～12m；傾角：5～70度；埋深：80m～330m等，都取得了滿意效果?！飳?shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，有一定的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。技術(shù)類別內(nèi)容評(píng)價(jià)一、地下氣化爐長(zhǎng)通道、大斷面氣化爐成熟定向井氣化爐、滲濾通道氣化爐或組合支撐產(chǎn)業(yè)化示范二、點(diǎn)火技術(shù)控壓電點(diǎn)火、固體燃料點(diǎn)水、強(qiáng)制氧化點(diǎn)火成熟三、穩(wěn)定控制工藝正反向供風(fēng)氣化，兩階段氣化成熟分離控制注氣點(diǎn)后退-水霧化氣化（DCRA）支撐產(chǎn)業(yè)化示范富氧氣化、純氧-水蒸氣氣化支撐產(chǎn)業(yè)化示范四、測(cè)控技術(shù)測(cè)氡，瞬變電磁法、三維地震基本成熟數(shù)據(jù)采集、數(shù)值模擬、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)支撐產(chǎn)業(yè)化示范五、環(huán)保技術(shù)污染物產(chǎn)生及遷移規(guī)律，預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)支撐產(chǎn)業(yè)化示范污染物氣化過(guò)程控制，燃空區(qū)抽提清污支撐產(chǎn)業(yè)化示范5煤炭地下氣化技術(shù)評(píng)價(jià)及應(yīng)用前景

★掌握了煤炭地下氣化過(guò)程燃燒、氣化、傳熱、傳質(zhì)、氣化區(qū)擴(kuò)展、技術(shù)類別建爐煤層準(zhǔn)備工藝安全性地質(zhì)情況開發(fā)對(duì)象有井式人工掘進(jìn)，通道斷面大對(duì)高變質(zhì)程度煤可進(jìn)行人工疏松低壓氣化要施工密閉墻、隔離帶;留隔離煤柱爐區(qū)局部煤層條件清楚，地下水影響小老礦井遺棄資源，礦井報(bào)廢水平資源無(wú)井式定向孔，火力貫通高壓壓裂疏松中、高壓氣化人不下井;減小漏失率詳細(xì)的水文地質(zhì)調(diào)研;建爐過(guò)程中鉆孔取芯勘探低品位資源，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜資源，深部資源

中國(guó)煤炭地下氣化技術(shù)經(jīng)過(guò)近30年的研究，在氣化爐建設(shè)、點(diǎn)火技術(shù)、穩(wěn)定生產(chǎn)工藝、測(cè)控技術(shù)、環(huán)保技術(shù)等方面都取得了重大突破，處于世界先進(jìn)水平。從煤氣組分、熱值的穩(wěn)定性和生產(chǎn)時(shí)間來(lái)看，完成了工業(yè)性試驗(yàn)，具備了工業(yè)化示范生產(chǎn)的基礎(chǔ)。有井式、無(wú)井式工藝特點(diǎn)5煤炭地下氣化技術(shù)評(píng)價(jià)及應(yīng)用前景

技術(shù)類別建爐煤層準(zhǔn)備工藝安全性地質(zhì)情況開發(fā)對(duì)