一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統及工藝的制作方法
1.本發明涉及煤炭地下氣化技術領域，特別涉及一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統及工藝。
背景技術：
2.煤炭地下氣化是將煤直接在地下變為煤氣的一種利用方法。煤的地下氣化是用坑道或鉆孔通到煤層，壓入空氣，點燃煤層，使煤氣導出地面。所得煤氣的成分，主要是氮、氫、一氧化碳、二氧化碳，以及少量甲烷等，可以作為氣體燃料和化工原料，地下氣化可從根本上消除煤炭開采的地下作業危險性，將煤層所含的能量以清結的方式輸出地面，而殘渣和廢液則留在地下，從而大大減輕采煤和制氣對環境造成的污染。
3.現有的煤炭氣化無法穩定的控制氣化過程，一是氣化劑在氣化通道內肆意流動，氣化通道兩側所有煤壁都暴露在空氣中，氣化產生的部分煤氣和通道中流動的空氣接觸燃燒，使出口煤氣品質變壞，氣化率低，二是沒有很好的辦法對燃空區進行填充，導致地表塌陷，同時，氣化通道內的大量氣流直接從塌落處通過，而不接觸氣化通道兩側未燃燒煤層，使得地下氣化過程惡化，氣化效率低下。
4.因此，有必要提供一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統及工藝解決上述技術問題。
技術實現要素：
5.為解決上述技術問題，本發明提供一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統及工藝。
6.本發明提供的一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統及工藝，包括：注氣孔道，注氣管放置在注氣孔道的內部，注氣管的外壁上焊接有引燃管，引燃管的頂部通過閥門連接燃氣管，引燃管的端面設有引燃裝置，注氣孔道的端面連接進氣孔道，注氣孔道位于煤層的一側，進氣孔道深入到煤層中，進氣孔道內部安放有進氣管，進氣管與注氣管相連，進氣管的頂部設有多個進氣孔，進氣孔的內部轉動連接進氣板，進氣板與進氣孔連接處設有回復彈簧，進氣管的內壁滑動連接進氣擋板，進氣擋板的端面固定連接纜繩、纜繩的中部纏繞在轉向滾輪上，轉向滾輪放置在與注氣管外壁相連的滾輪盒，纜繩的一端纏繞在位于地面上的上滾輪上，上滾輪與安裝在支架上的上電機相連，進氣孔道的上部設有多個出氣孔道，出氣孔道位于煤層的上部，出氣孔道的內壁設有出氣管，出氣管的頂部位于地面上，出氣管的頂部固定連接可將出氣管中的氣體排出的抽氣機進氣端，抽氣機的出氣端連接檢測箱，檢測箱的端面通過切換機構連接多根收集管，收集管與收集罐和凈化裝置相連，出氣管位于地面上部分的端面連接注漿管，注漿管一端連接注漿裝置。
7.優選的，進氣擋板包括中部的板體，板體的的頂部與底部分別設有長方形的上凸起與下凸起，下凸起與上凸起分別滑動連接上滑槽與下滑槽，上滑槽與下滑槽設置在進氣管的上端與下端。
8.優選的，進氣孔道的上方設有多個第二進氣孔道，第二進氣孔道內部設有第二進
氣管，第二進氣管與注氣管之間通過單向閥相連。
9.優選的，所述出氣孔道包括導氣部與輸氣部，輸氣部位于導氣部的上端，導氣部的尺寸小于輸氣部的尺寸，出氣管的底部安放在導氣部與輸氣部的連接處，出氣管的內徑大于導氣部的直徑。
10.優選的，所述切換機構包括切換板，切換板的端面固定連接轉動軸，轉動軸的一端穿過收集管與小型電機相連，小型電機放置在集氣箱中，集氣的的端面開設有進氣孔，集氣設有進氣孔的端面與收集管固定連接，轉動軸位于進氣孔的內側。
11.優選的，所述導氣部的內部安裝有導氣管，導氣管深入到煤層中，導氣管的端面設有多個從上到下排列的出氣孔。
12.優選的，所述引燃管包括位于地面上的上管體以及位于地面下的下管體，上管體與下管體之間通過可燃材質制成的連接管相連。
13.一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統工藝，所述工藝的步驟順序為：
14.步驟一：向注氣管內部通入氣化劑，氣化劑通過進氣管進入到進氣管的內側，并隨著進氣管中氣化劑逐漸通入，進而增加進氣管內部的氣壓，將內側的進氣板頂起，將氣化劑通入到煤層中：
15.步驟二：在注氣管通入氣化劑的同時，同步啟動抽氣機，將煤層中的氣體進行抽取，并通過檢測箱進行檢測，當檢測到氣化劑的濃度達到設定值后，關閉抽氣機；
16.步驟三：通過引燃管向內側的煤層通入燃氣，接著通過引燃裝置將燃氣進行引燃，進而將煤層引燃，與此同時啟動所有的抽氣機進行抽氣；
17.步驟四：通過抽氣機對引燃的氣體進行抽氣，當檢測到抽上來的氣體中煤氣的濃度達到設定值后，通過切換機構打開相應的收集管，將煤氣送入到凈化裝置中進行處理；
18.步驟五：通過上電機帶動進氣擋板向進氣管的外側移動，停止向煤層的內側通入氣化劑，氣化劑頂開相鄰的進氣板，向內側的煤層通入氣化劑，
19.步驟六：當檢測箱檢測到抽上來氣體中煤氣含量低于設定值后，打開注漿裝置，通過注漿管將漿液進入到出氣管中，并向煤層中進行注漿，可對煤層進行填充，防止地表塌陷。
20.優選的，步驟五中，當進氣擋板進行移動時，依次從下到上打開單向閥，通過第二進氣管向煤層內部通入氣化劑。
21.需要說明的是，由于煤層在燃燒時，火焰逐漸向上運動，因此，通過依次從下到上打開單向閥，開啟第二進氣管，向上方的煤層通入氣化劑，可更好使煤層進行氣化反應。
22.與相關技術相比較，本發明提供的一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統及工藝具有如下有益效果：
23.1、本發明通過在進氣管中設置進氣擋板以及與回復彈簧相連的進氣板，通過可移動的進氣擋板，通過進氣擋板的移動，進而從內到外依次將進氣板頂開，將氣化劑通入到煤層中，保證氣化劑在氣化反應的區域供應充足，防止煤氣與空氣進行反應，影響煤氣品質，并通過進氣擋板以及注漿管，可有效隔絕氣化完成的區域，控制氣化劑的運動范圍，保證未燃燒煤層氣化劑供應充足，提高煤氣品質，并通過注漿，可對煤層進行填充，防止地表塌陷；
24.2、本發明通過將出氣孔道設為上大下小的結構，并在上方的輸氣部中安放有出氣管，可在進氣煤氣收集時，出氣管可將通過導氣部流入到煤氣完全收集，并通過出氣管輸送
到檢測箱中，通過設置帶有多個出氣孔的導氣管，可將產生的煤氣更好的引入到導氣部中，防止上層煤層的堆積，影響煤氣氣體的流動以及引出；
25.3、本發明通過在出氣孔道的上方設有多個第二出氣孔道，當煤層向上燃燒時，依次從下到上打開單向閥，通過第二進氣管向煤層內部通入氣化劑，可提前在上層的煤層中沖入氣化劑，防止上層煤層中氣化劑的含量過低，影響后續的氣化反應。
附圖說明
26.圖1為本發明提供的注氣管、進氣管以及出氣管的結構示意圖；
27.圖2為圖1所示的出氣管的結構示意圖；
28.圖3為圖1所示的進氣擋板的連接的結構示意圖；
29.圖4為圖3所示的a點的局部放大圖；
30.圖5為圖3所示的b點的局部放大圖；
31.圖6為圖1所示的切換機構的結構示意圖；
32.圖中標號：1、注氣孔道；2、注氣管；3、進氣孔道；4、進氣管；5、第二進氣孔道；6、第二進氣管；7、出氣孔道；71、輸氣部；72、導氣部；8、出氣管；9、導氣管；10、出氣孔；11、抽氣機；12、檢測箱；13、收集管； 131、切換板；132、轉動軸；133、小型電機；14、注漿管；15、纜繩；16、引燃管；161、下管體；162、上管體；163、連接管；17、滾輪盒；18、上電機；19、上滾輪；20、進氣擋板；21、上滑槽；22、下滑槽；23、進氣孔。
具體實施方式
33.為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
34.以下結合具體實施例對本發明的具體實現進行詳細描述。
35.參考圖1至圖6，本發明提供的一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統，包括：注氣孔道1，注氣孔道1的內部放置有注氣管2，注氣孔道1的端面連接進氣孔道3，注氣孔道1位于煤層的一側，進氣孔道3深入到煤層中，進氣孔道3內部安放有進氣管4，進氣管4與注氣管2相連，進氣管4的頂部設有多個進氣孔23，進氣孔23的內部轉動連接進氣板，進氣板與進氣孔23連接處設有回復彈簧，進氣管4的內壁滑動連接進氣擋板20，進氣擋板20的端面固定連接纜繩15、纜繩15的中部纏繞在轉向滾輪上，轉向滾輪放置在與注氣管 2外壁相連的滾輪盒17，纜繩15的一端纏繞在位于地面上的上滾輪19上，上滾輪19與安裝在支架上的上電機18相連，進氣孔道3的上部設有多個出氣孔道7，出氣孔道7位于煤層的上部，出氣孔道7的內壁設有出氣管8，出氣管8 的頂部位于地面上，出氣管8的頂部固定連接可將出氣管8中的氣體排出的抽氣機11進氣端，抽氣機11的出氣端連接檢測箱12，檢測箱12的端面通過切換機構連接多根收集管13，收集管13與收集罐和凈化裝置相連，出氣管8位于地面上部分的端面連接注漿管14，注漿管14一端連接注漿裝置，注氣管2 的外壁上焊接有引燃管16，引燃管16的頂部通過閥門連接燃氣管，引燃管16 的端面設有引燃裝置。
36.需要說明的是：注氣孔道1的內壁通過注漿形成隔熱層，注氣管2被注漿固定在注氣孔道1中，注氣管2的材料與進氣板的材料采用耐高溫的材質，通過注氣管2向進氣管4中
通氣，并在通氣的過程中，通過纜繩15拉動進氣擋板20，進而改變進氣擋板20位置，將進氣管4的進氣位置進行改變，并通過設置回復彈簧，遠離注氣管2的回復彈簧的彈性系數小于靠近注氣管2的回復彈簧的彈性系數，進而可保證通入氣化劑時，可先將內側的進氣孔23頂起，進而保證氣化劑先進入到內側的煤層，將內側的煤層進行反應，并通過纜繩15 進行移動進氣擋板20，并且纜繩15在設置時將其設為金屬材質，便于纜繩15 在高溫下進行工作，當進氣擋板20在移動時，氣化劑的運動空間變短，進而將相鄰的進氣板頂起，將氣化劑送入到相鄰的煤層中，便于煤層燃燒到相鄰的煤層時，氣化劑可以提前注入，提高氣化的效率，出氣管8在氣化劑注入的同時，可同步啟動抽氣機11進行抽氣作業，通過檢測箱12對抽出的氣體進行檢測，并開啟相應的切換機構，將不同的氣體送入到不同的收集罐中，并當煤層以及燃燒過一端時間后，檢測箱12檢測到收集上的氣體中煤氣部分含量過低，打開注漿裝置，通過出氣管8向煤層內部進行注漿，可對煤層進行填充，防止地表塌陷。
37.在本發明的實施例中，參考圖3所示，進氣擋板20包括中部的板體，板體的的頂部與底部分別設有長方形的上凸起與下凸起，下凸起與上凸起分別滑動連接上滑槽21與下滑槽22，上滑槽21與下滑槽22設置在進氣管4的上端與下端。
38.需要說明的是：通過設置上滑槽21與下滑槽22，可對進氣擋板20進行限位，進而保證進氣擋板20在移動過程中，不會受力不均，出現進氣擋板20 的偏移，導致不能對進氣管4進行封閉，氣化劑流入到后方；
39.在本發明的實施例中，參考圖1所示，進氣孔道3的上方設有多個第二進氣孔道5，第二進氣孔道5內部設有第二進氣管6，第二進氣管6與注氣管2 之間通過單向閥相連。
40.需要說明的是：通過在進氣孔道3的上方設有多個第二進氣孔道5，當煤層向上燃燒時，可提前在煤層中沖入氣化劑，防止上層煤層中氣化劑的含量過低，影響后續的氣化反應；
41.在本發明的實施例中，參考圖2所示，所述出氣孔道7包括導氣部72與輸氣部71，輸氣部71位于導氣部72的上端，導氣部72的尺寸小于輸氣部71 的尺寸，出氣管8的底部安放在導氣部72與輸氣部71的連接處，出氣管8的內徑大于導氣部72的直徑。
42.需要說明的是：通過將出氣孔道7設為上大下小的結構，并在上方的輸氣部71中安放有出氣管8，可在進氣煤氣收集時，出氣管8可將通過導氣部72 流入到煤氣完全收集，并通過出氣管8輸送到檢測箱12中；
43.在本發明的實施例中，參考圖6所示，所述切換機構包括切換板131，切換板131的端面固定連接轉動軸132，轉動軸132的一端穿過收集管13與小型電機133相連，小型電機133放置在集氣箱中，集氣箱的的端面開設有進氣孔，集氣箱設有進氣孔的端面與收集管13固定連接，轉動軸132位于進氣孔的內側。
44.需要說明的是：通過設置純機械結構的切換機構，并將切換板131與轉動軸132的材質設為耐高溫的材質，防止收集管13在輸送高溫煤氣時，不會因為高溫影響切換機構的運行；
45.在本發明的實施例中，參考圖2所示，所述導氣部72的內部安裝有導氣管9，導氣管9深入到煤層中，導氣管9的端面設有多個從上到下排列的出氣孔10。
46.需要說明的是：導氣管9的底部位于煤層的下方，通過設置帶有多個出氣孔10的導氣管9，可將產生的煤氣更好的引入到導氣部72中，防止上層煤層的堆積，影響煤氣氣體的
流動以及引出；
47.在本發明的實施例中，參考圖4所示，所述引燃管16包括位于地面上的上管體162以及位于地面下的下管體161，上管體162與下管體161之間通過可燃材質制成的連接管163相連。
48.需要說明的是：當燃氣點燃后，通過燃燒將連接管163燒斷，及時的將下管體161與上管體162斷開，進而防止未及時斷開，將燃氣管引燃，造成險情。
49.一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統工藝，所述工藝的步驟順序為：
50.步驟一：向注氣管2內部通入氣化劑，氣化劑通過進氣管4進入到進氣管 4的內側，并隨著進氣管4中氣化劑逐漸通入，進而增加進氣管4內部的氣壓，將內側的進氣板頂起，將氣化劑通入到煤層中：
51.步驟二：在注氣管2通入氣化劑的同時，同步啟動抽氣機11，將煤層中的氣體進行抽取，并通過檢測箱12進行檢測，當檢測到氣化劑的濃度達到設定值后，關閉抽氣機11；
52.步驟三：通過引燃管16向內側的煤層通入燃氣，接著通過引燃裝置將燃氣進行引燃，進而將煤層引燃，與此同時啟動所有的抽氣機11進行抽氣；
53.步驟四：通過抽氣機11對引燃的氣體進行抽氣，當檢測到抽上來的氣體中煤氣的濃度達到設定值后，通過切換機構打開相應的收集管13，將煤氣送入到凈化裝置中進行處理；
54.步驟五：通過上電機18帶動進氣擋板20向進氣管4的外側移動，停止向煤層的內側通入氣化劑，氣化劑頂開相鄰的進氣板，向內側的煤層通入氣化劑，
55.步驟六：當檢測箱12檢測到抽上來氣體中煤氣含量低于設定值后，打開注漿裝置，通過注漿管14將漿液進入到出氣管8中，并向煤層中進行注漿，可對煤層進行填充，防止地表塌陷。
56.在本發明的實施例中，參考圖1所示，步驟五中，當進氣擋板20進行移動時，依次從下到上打開單向閥，通過第二進氣管6向煤層內部通入氣化劑。
57.需要說明的是，由于煤層在燃燒時，火焰逐漸向上運動，因此，通過依次從下到上打開單向閥，開啟第二進氣管6，向上方的煤層通入氣化劑，可更好使煤層進行氣化反應：
58.本發明提供的一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統及工藝的工作原理如下：
59.通過在進氣管4中設置進氣擋板20以及與回復彈簧相連的進氣板，通過可移動的進氣擋板20，通過進氣擋板20的移動，進而從內到外依次將進氣板頂開，將氣化劑通入到煤層中，保證氣化劑在氣化反應的區域供應充足，防止煤氣與空氣進行反應，影響煤氣品質，并通過進氣擋板20以及注漿管14，可有效隔絕氣化完成的區域，控制氣化劑的運動范圍，保證未燃燒煤層氣化劑供應充足，提高煤氣品質，并通過注漿，可對煤層進行填充，防止地表塌陷。
60.本發明中涉及的電路以及控制均為現有技術，在此不進行過多贅述。
61.以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
技術特征：
1.一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統，其特征在于，包括：注氣孔道(1)，注氣孔道(1)的內部放置有注氣管(2)，注氣孔道(1)的端面連接進氣孔道(3)，注氣孔道(1)位于煤層的一側，進氣孔道(3)深入到煤層中，進氣孔道(3)內部安放有進氣管(4)，進氣管(4)與注氣管(2)相連，進氣管(4)的頂部設有多個進氣孔(23)，進氣孔(23)的內部轉動連接進氣板，進氣板與進氣孔(23)連接處設有回復彈簧，進氣管(4)的內壁滑動連接進氣擋板(20)，進氣擋板(20)的端面固定連接纜繩(15)、纜繩(15)的中部纏繞在轉向滾輪上，轉向滾輪放置在與注氣管(2)外壁相連的滾輪盒(17)，纜繩(15)的一端纏繞在位于地面上的上滾輪(19)上，上滾輪(19)與安裝在支架上的上電機(18)相連，進氣孔道(3)的上部設有多個出氣孔道(7)，出氣孔道(7)位于煤層的上部，出氣孔道(7)的內壁設有出氣管(8)，出氣管(8)的頂部位于地面上，出氣管(8)的頂部固定連接可將出氣管(8)中的氣體排出的抽氣機(11)進氣端，抽氣機(11)的出氣端連接檢測箱(12)，檢測箱(12)的端面通過切換機構連接多根收集管(13)，收集管(13)與收集罐和凈化裝置相連，出氣管(8)位于地面上部分的端面連接注漿管(14)，注漿管(14)一端連接注漿裝置，注氣管(2)的外壁上焊接有引燃管(16)，引燃管(16)的頂部通過閥門連接燃氣管，引燃管(16)的端面設有引燃裝置。2.根據權利要求1所述的一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統，其特征在于，進氣擋板(20)包括中部的板體，板體的的頂部與底部分別設有長方形的上凸起與下凸起，下凸起與上凸起分別滑動連接上滑槽(21)與下滑槽(22)，上滑槽(21)與下滑槽(22)設置在進氣管(4)的上端與下端。3.根據權利要求2所述的一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統，其特征在于，進氣孔道(3)的上方設有多個第二進氣孔道(5)，第二進氣孔道(5)內部設有第二進氣管(6)，第二進氣管(6)與注氣管(2)之間通過單向閥相連。4.根據權利要求1所述的一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統，其特征在于，所述出氣孔道(7)包括導氣部(72)與輸氣部(71)，輸氣部(71)位于導氣部(72)的上端，導氣部(72)的尺寸小于輸氣部(71)的尺寸，出氣管(8)的底部安放在導氣部(72)與輸氣部(71)的連接處，出氣管(8)的內徑大于導氣部(72)的直徑。5.根據權利要求1所述的一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統，其特征在于，所述切換機構包括切換板(131)，切換板(131)的端面固定連接轉動軸(132)，轉動軸(132)的一端穿過收集管(13)與小型電機(133)相連，小型電機(133)放置在集氣箱中，集氣箱的的端面開設有進氣孔，集氣箱設有進氣孔的端面與收集管(13)固定連接，轉動軸(132)位于進氣孔的內側。6.根據權利要求4所述的一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統，其特征在于，所述導氣部(72)的內部安裝有導氣管(9)，導氣管(9)深入到煤層中，導氣管(9)的端面設有多個從上到下排列的出氣孔(10)。7.根據權利要求1所述的一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統，其特征在于，所述引燃管(16)包括位于地面上的上管體(162)以及位于地面下的下管體(161)，上管體(162)與下管體(161)之間通過可燃材質制成的連接管(163)相連。8.根據權利要求1所述的一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統的工藝，其特征在于，工藝的步驟順序為：步驟一：向注氣管(2)內部通入氣化劑，氣化劑通過進氣管(4)進入到進氣管(4)的內
側，并隨著進氣管(4)中氣化劑逐漸通入，進而增加進氣管(4)內部的氣壓，將內側的進氣板頂起，將氣化劑通入到煤層中；步驟二：在注氣管(2)通入氣化劑的同時，同步啟動抽氣機(11)，將煤層中的氣體進行抽取，并通過檢測箱(12)進行檢測，當檢測到氣化劑的濃度達到設定值后，關閉抽氣機(11)；步驟三：通過引燃管(16)向內側的煤層通入燃氣，接著通過引燃裝置將燃氣進行引燃，進而將煤層引燃，與此同時啟動所有的抽氣機(11)進行抽氣；步驟四：通過抽氣機(11)對引燃的氣體進行抽氣，當檢測到抽上來的氣體中煤氣的濃度達到設定值后，通過切換機構打開相應的收集管(13)，將煤氣送入到凈化裝置中進行處理；步驟五：通過上電機(18)帶動進氣擋板(20)向進氣管(4)的外側移動，停止向煤層的內側通入氣化劑，氣化劑頂開相鄰的進氣板，向內側的煤層通入氣化劑；步驟六：當檢測箱(12)檢測到抽上來氣體中煤氣含量低于設定值后，打開注漿裝置，通過注漿管(14)將漿液進入到出氣管(8)中，并向煤層中進行注漿，可對煤層進行填充，防止地表塌陷。9.根據權利要求8所述的一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統的工藝，其特征在于，步驟五中，當進氣擋板(20)進行移動時，依次從下到上打開單向閥，通過第二進氣管(6)向煤層內部通入氣化劑。
技術總結
本發明涉及煤炭地下氣化技術領域，公開了一種注氣點后退式煤炭地下氣化系統，包括：注氣管和與之相連的進氣管，進氣管的頂部設有多個進氣孔，進氣孔的內部轉動連接進氣板，進氣管的內壁滑動連接進氣擋板，進氣管上方設有出氣管，出氣管位于地面上部分的端面連接注漿管，通過在進氣管中設置進氣擋板，通過可移動的進氣擋板，通過進氣擋板的移動，依次將進氣板頂開，將氣化劑通入到煤層中，保證氣化劑在氣化反應的區域供應充足，防止煤氣與空氣進行反應，影響煤氣品質，并通過進氣擋板以及注漿管，可有效隔絕氣化完成的區域，控制氣化劑的運動范圍，保證未燃燒煤層氣化劑供應充足，提高煤氣品質，并通過注漿，可對煤層進行填充，防止地表塌陷。止地表塌陷。止地表塌陷。
