煤层气化密闭空间的构造方法技术

本发明专利技术公开了煤层气化密闭空间的构造方法，包括以下步骤：S1、工作面回采前，沿切眼、回风巷及运输巷方向在非采煤面的外表面砌水泥墙；S2、在工作面靠近开拓巷道的一侧掘进贯穿工作面的联络巷，沿联络巷方向对靠近开拓巷道的一侧工作面外表面砌水泥墙；S3、工作面回采过程中对预设厚度的顶煤进行保留；S4、工作面回采结束后，对联络巷两端的水泥墙进行封堵，向采空区上方的离层带注浆，形成人造注浆层，在采空区正上方对应的地表布置微生物营养液钻孔及气体测试钻孔，实现煤炭资源的原位微生物气化开采。物气化开采。物气化开采。

【技术实现步骤摘要】
煤层气化密闭空间的构造方法


[0001]本专利技术涉及煤微生物原位气化领域，尤其涉及煤层气化密闭空间的构造方法。

技术介绍

[0002]煤炭仍然是我国的主要能源，目前我国煤炭开采主要为井工开采，井工开采时，不可能将全部煤层开采出来，特别是一些厚煤层。煤炭开采技术的限制造成了大量的煤炭资源损失。
[0003]现有的实验表明微生物可以将煤通过厌氧发酵转化成气体，因此有学者提出煤炭资源原位微生物气化开采方法。该方法可以将井工开采浪费的煤炭资源进一步回收，同时也可以实现煤炭资源的清洁利用，增加煤层气的开采。该方法是将气化煤的菌种和营养液注入煤层中，在煤层中进行厌氧发酵。目前该方法在现场使用时，受到现场环境的限制，无法实现，其原因是厌氧发酵菌种一般为严格厌氧菌，一旦接触氧气，生物活性就回迅速降低；浅埋厚煤层开采后，上覆岩层裂隙将延伸至地面，地表将和采空区连通，不利于产甲烷菌的生长；采空区注入营养液时，由于采空区裂隙发育，营养液会向四周扩散，造成流失；气化产生的气体如果不进行封堵，无法聚集抽采。如果人工在井下构造一个封闭空间可以实现煤的原位生物气化。
[0004]如何克服现成环境，实现煤炭资源的原位微生物气化开采，是本领域亟需解决的问题，对我国煤炭资源的开采具有重要意义。

技术实现思路

[0005]针对上述煤炭的原位微生物气化开采受现成环境影响难以实施的问题，本专利技术提供煤层气化密闭空间的构造方法，通过人工创造井下封闭空间，实现采空区遗留煤炭资源原位生物气化开采。
[0006]煤层气化密闭空间的构造方法，包括以下步骤：
[0007]S1、工作面回采前，沿切眼、回风巷及运输巷方向在非采煤面的外表面砌水泥墙；
[0008]S2、在工作面靠近开拓巷道的一侧掘进贯穿工作面的联络巷，沿联络巷方向对靠近开拓巷道的一侧工作面外表面砌水泥墙；
[0009]S3、工作面回采过程中对预设厚度的顶煤进行保留；
[0010]S4、工作面回采结束后，对联络巷两端的水泥墙进行封堵，向采空区上方的离层带注浆，形成人造注浆层，在采空区正上方对应的地表布置微生物营养液钻孔及气体测试钻孔。
[0011]优选的，所述步骤S1及步骤S2中，所述水泥墙砌好后在其表面喷涂防水材料。
[0012]优选的，所述步骤S1中，所述切眼方向的水泥墙的两端分别与回风巷及运输巷方向的水泥墙连接。
[0013]优选的，所述步骤S4中，所述对联络巷两端的水泥墙进行封堵包括：联络巷两端的水泥墙分别向两端延伸，分别与回风巷及运输巷方向的水泥墙连接，形成闭环。
[0014]相比于现有技术，本专利技术的优点及有益效果在于：在工作面回采后，在采空区构造煤矿井下煤微生物气化空间，一是，水泥墙一直可以封堵采空区，防止有害气体污染其他工作面；二是，水泥墙在巷道内构筑，属于巷道的二次利用，提高了巷道的利用率；三是，利用水泥墙和岩层注浆隔离形成了浅埋煤层采空区煤的发酵空间，使采空区遗留煤炭资源原位生物气化开采成为了可能，提高了煤层的回采效率，增加了煤层气的产量。
附图说明
[0015]图1为本专利技术构造方法的流程示意图；
[0016]图2为本专利技术工作面回采前的俯视图；
[0017]图3为本专利技术工作面回采后的俯视图；
[0018]图4为本专利技术工作面回采后离层带注浆与营养液菌种注射的剖面示意图；
[0019]图5为本专利技术工作面回采后的俯视图；
[0020]其中，1
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开拓巷道，2
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联络巷，3
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煤柱，4
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水泥墙，5
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回风巷，6
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工作面，7
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切眼，8
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运输巷，9
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微生物营养液钻孔，10
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气体测试钻孔，11
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人造注浆层，12
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离层带，13
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上覆岩层,14
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采空区。
具体实施方式
[0021]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0022]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0023]在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
[0024]如图1
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图5所示，煤层气化密闭空间的构造方法，包括以下步骤：
[0025]S1、工作面6回采前，沿切眼7、回风巷5及运输巷8方向在非采煤面的外表面砌水泥墙4；
[0026]S2、在工作面6靠近开拓巷道1的一侧掘进贯穿工作面的联络巷2，沿联络巷2方向对靠近开拓巷道1的一侧工作面6外表面砌水泥墙4；
[0027]S3、工作面6回采过程中对预设厚度的顶煤进行保留；
[0028]S4、工作面6回采结束后，对联络巷2两端的水泥墙4进行封堵，向采空区14上方的离层带12注浆，形成人造注浆层11，在采空区14正上方对应的地表布置微生物营养液钻孔9及气体测试钻孔10。
[0029]本专利技术在回采前，通过主要开拓巷道1运料，并沿切眼7、回风巷5及运输巷8、联络巷2方向砌水泥墙4，并在回采结束后形成闭环，防止工作面6注入的微生物营养液流失和产
生的气体溢出。
[0030]工作面6回采完毕后，顶板垮落，上覆岩层13裂隙发育，在浅埋煤层中，裂隙可发育至地表，形成裂隙通道。在采空区14正上方地表布置微生物营养液钻孔9及气体测试钻孔10,并向采空区14上方离层带12区域注浆，形成人造注浆层11，采空区14产生气体后，为了防止产生的气体沿着上方岩层裂隙向地表流失，在产气空间上方构造密封人造注浆层11，切断采空区14与地表联系。
[0031]其中，对顶煤进行保留可以使整个密闭空间与回踩前的环境变化影响最小化。
[0032]优选的，所述步骤S1及步骤S2中，所述水泥墙4砌好后在其表面喷涂防水材料。
[0033]防水材料例如聚合物水泥、聚氨脂类、丙烯酸类防水材料，有效防止产生的气体进入主要开拓巷道1。
[0034]优选的，所述步骤S1中，所述切眼7方向的水泥墙的两端分别与回风巷5及运输巷8方向的水泥墙4连接。
[0035]水泥墙4形成一个C型结构，等待回采结束进行闭环，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.煤层气化密闭空间的构造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、工作面(6)回采前，沿切眼(7)、回风巷(5)及运输巷(8)方向在非采煤面的外表面砌水泥墙(4)；S2、在工作面(6)靠近开拓巷道(1)的一侧掘进贯穿工作面的联络巷(2)，沿联络巷(2)方向对靠近开拓巷道(1)的一侧工作面(6)外表面砌水泥墙(4)；S3、工作面(6)回采过程中对预设厚度的顶煤进行保留；S4、工作面(6)回采结束后，对联络巷(2)两端的水泥墙(4)进行封堵，向采空区(14)上方的离层带(12)注浆，形成人造注浆层(11)，在采空区(14)正上方对应的地表布置微生...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱柳，姚强岭，尚晓贝，刁望杰，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：