資源描述：
《沈北煤田煤炭地下氣化初步探討》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)第25卷2006年第2期6月吉林地質(zhì)JILINGEoLoGYV01．25．No．2Jun．，2006沈北煤田煤炭地下氣化初步探討呂相權(quán)1，張國柱2(1．東煤吉林建筑基礎(chǔ)工程公司，吉林長春13006l；2．吉林省煤田地質(zhì)勘查設(shè)計研究院，吉林長春130062)[摘要J主要闡述了沈北煤田煤炭地下氣化原理、條件、煤炭氣化開采依據(jù)，煤炭氣化開采的發(fā)展遠景及對國民經(jīng)濟發(fā)展的重要意義。[關(guān)鍵詞]煤炭地下氣化；基本原理；沈北煤田[中圖分類號]P618．11[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]1001—2427(2006)02一019一05、隨著社會的發(fā)展，人們對保護環(huán)境意識日
2、益加強，同時對潔凈能源的需求也越來越大。提高資源利用率，加強生態(tài)建設(shè)，推進煤炭清潔高效利用，改善能源結(jié)構(gòu)，使煤炭在新形勢下得到合理利用就顯得十分重要。我國的能源消耗70％以上為煤炭，傳統(tǒng)的煤炭開采、運輸、燃用方式所造成的煤炭資源的浪費和生態(tài)環(huán)境的破壞非常嚴(yán)重。并由此帶來的地面塌陷、廢渣堆棄、地下水流失、向大氣排放煙塵和硫化物等已經(jīng)給一些地區(qū)環(huán)境造成了極大的傷害。所以改變能源結(jié)構(gòu)、改善生態(tài)環(huán)境是追在眉睫的大事。而煤資源的地下氣化正是體現(xiàn)環(huán)保和資源利用的可持續(xù)發(fā)展方略，也是我省利用有限自然資源改善能源結(jié)構(gòu)的方向。遼寧沈北煤田，現(xiàn)有褐煤資源8．5億t，由于褐煤利用率
3、不高，市場價格偏低，且開采成本高，礦山企業(yè)虧損，相繼有部分礦井關(guān)閉。在當(dāng)前形勢下，在沈北礦區(qū)開展地下氣化，變井下采煤為采氣，不僅可使褐煤得到充分的利用，而且可使資源經(jīng)濟更加趨于合理。并可達到環(huán)境保護，潔凈能源開發(fā)利用，煤礦轉(zhuǎn)型的目的。煤的地下氣化工作在遼寧省目前仍屬空白，但沈北煤田低變質(zhì)的褐煤，具有潛在的地下氣化開發(fā)條件及廣闊的開發(fā)利用前景，同時我省資源枯竭的老礦井較多，均有大量殘煤、棄煤。對這些報廢煤炭資源施以地下氣化，其意義十分重大?！?沈北煤田概況1．1位置、交通沈北煤田位于沈陽市北17km，屬沈陽市新城子區(qū)所轄。其范圍：北自前屯六井F，斷層，南至古城子
4、井田最低可采邊界線；東起前屯井田煤層露頭及清水臺井田最低可采邊界線，西止馬孤家子F。斷層。南北長24km，東西寬16km，總面積為384km2。長大鐵路縱貫礦區(qū)中部，并有礦區(qū)專線鐵路自臺子通往清水臺、蒲河等礦。公路可直通沈陽、鐵嶺，交通極為便利；煤氣集輸管線從區(qū)內(nèi)通過。1．2開發(fā)現(xiàn)狀沈北煤田屬新生代下第三系煤田，新中國成立后，歷經(jīng)數(shù)次勘探控制，查明可采儲量10億t。上世紀(jì)50年代中后期，陸續(xù)有前屯礦、清水礦、蒲河礦、大橋礦等建井開采。[收稿日期]2006一01—20；[修訂日期]2006一05一09[作者簡介]呂相權(quán)(1969一)，男，吉林榆樹人，東煤吉林建筑
5、基礎(chǔ)工程公司工程師．萬方數(shù)據(jù)20吉林地質(zhì)目前由于體制轉(zhuǎn)軌，褐煤質(zhì)量較差，噸煤成本偏高，市場運營經(jīng)濟份額低，清水、大橋礦已于前幾年關(guān)井?，F(xiàn)存的前屯礦、蒲河礦還在艱難維持中。而規(guī)劃中的古城子、洋河、新城子、大進、前屯四井尚未開發(fā)利用。2氣化的基本原理、條件和沈北煤田煤炭氣化開采依據(jù)2．1氣化的基本原理和條件煤炭地下氣化是將處于地下原生的煤炭直接進行有控制的燃燒，通過對煤的熱作用及化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w。其化學(xué)反應(yīng)方式是通過氧化區(qū)、還原區(qū)、干餾干燥區(qū)進行氧化還原反應(yīng)和煤干餾作用產(chǎn)生可燃的CO、H。、CH。氣體，并實現(xiàn)對煤氣的回收。地下氣化的基礎(chǔ)是地下氣化爐，其組成是
6、進氣孔(通道)、排氣孔(通道)、氣化通道和氣流通道。而地下氣化反應(yīng)主要在氣化通道實現(xiàn)。由進氣孔鼓入氧化劑(有效成分是0。和H。0)，并在進氣側(cè)點燃煤層，煤燃燒產(chǎn)生CO：(為氧化區(qū))，并釋放大量的反應(yīng)熱，使還原區(qū)煤層處于熾熱狀態(tài)，當(dāng)氣流中O：濃度接近于零時，氧化區(qū)結(jié)束。在還原區(qū)c0：與熾熱的C還原成CO，H。0與熾熱的C還原成CO、H：等，由于還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，使煤層和氣流的溫度逐漸降低，當(dāng)溫度降低到不能再進行還原反應(yīng)時，還原區(qū)結(jié)束。但此時氣流溫度仍很高，對(干餾干燥區(qū))煤層進行加熱干餾，釋放出熱解CH。氣。經(jīng)過三個反應(yīng)區(qū)以后，生成了含可燃組分H。、C0、CH
7、。等煤氣，由出氣口排出。從而保持了氣化反應(yīng)過程的不斷進行。2．2沈北煤田煤炭氣化開采依據(jù)沈北煤田具有極好的資源、地質(zhì)等地下氣化基礎(chǔ)和良好的外部開發(fā)條件。2．2．1煤炭資源豐富沈北煤田現(xiàn)有開采礦井3個，未利用井田6個，保有儲量8．5億t(各礦保有儲量見表1)。煤炭資源豐富，是地下氣化的物質(zhì)基礎(chǔ)和長期開發(fā)的資源保障。表1沈北煤田各井田保有儲量表TablelTheavailablereserveofwellfieldsofShenbeicoalfieId萬方數(shù)據(jù)第2期呂相權(quán)等：沈北煤田煤炭地下氣化初步探討21另外，其它關(guān)閉礦井的棄煤，在生產(chǎn)和未生產(chǎn)礦井設(shè)計中的殘煤、
8、棄煤，也可作為資源重新利用。2．2．2
