浅谈天津深部煤炭地下气化可行性

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1、浅谈天津深部煤炭地下气化可行性　　摘要：煤炭地下气化是未来世界煤炭资源开发利用方向之一。2010年国家6部委联合发布《中国资源综合利用技术政策大纲》，要求推进煤炭地下气化技术的产业化。通过煤炭地下气化将煤炭开采和气化结合，实现了煤炭开采和利用的一体化，具有开采工艺简单、安全性能好、环境污染较少等优点。本文通过对天津深部煤炭资源地质条件、资源量的阐述，地下气化技术条件的研究，以及产生的潜力分析，提出了深部煤炭地下气化的可行性和重要意义，并给出了进一步开展试验的合理化建议。　　关键词：深部煤炭；地下气化；开发；分析　　中图分类号：TQ54文献标识码：A　　煤炭地下气化是未来世界煤炭资源开发利用方向

2、之一，对煤层地质条件和煤质的适应性较强，有利于充分利用煤炭资源。改变了传统的建井、采煤、运输的煤炭开采方式，将煤炭开采和气化结合，实现了煤炭开采和利用的一体化，省去了庞大的煤炭开采、运输、洗选工艺和设备，具有开采工艺简单、安全性能好、环境污染较少等优点。　　在相关的技术和政策方面，我国也开展了深入研究和制定了发展规划、大纲等。2010年国家发改委、科技部、工信部、国土部等6部委联合发布《中国资源综合利用技术政策大纲》，要求推进煤炭地下气化技术的产业化，进而达到节能减排、调整能源结构和发展绿色经济。6　　本次通过对煤地质条件、资源量、煤地下气化的技术成熟度、地下气化的潜力研究来分析我市深部煤炭资

3、源开展地下气化可行性。　　1.天津煤炭资源地质条件　　1.1埋藏深度　　在天津11916km2国土上，石炭系、二叠系隐伏含煤地层为5500km2，主要分布在武清一静海，宁河～大港地区；其次，下仓～岳龙庄一带。以宝坻断裂为界，将煤系地层分为南、北两部分，北部埋藏深度100m～1000m，即使是开采条件最好的地区其主要可采煤层的埋深最浅为412.36m，最深达1143.33m。南部埋藏深度一般超过1000m，最深可达8000m，预测2000m以浅的煤炭资源量达到839亿吨，见表1。　　1.2煤层构造　　天津的煤炭资源由于种种原因，致使构造较复杂。如大杨各庄井田，由于岩浆岩侵入到煤层，将其切割、穿插

4、、吞食，从而改变了煤层的原貌，使煤层结构复杂，稳定性降低。　　而地下气化对煤层构造条件有较大适应性，地下气化炉型可以较小，并可根据实际情况调整尺寸，建炉地点比较机动，从而可以避开结构复杂的段块或断层，以充分地利用煤炭资源。　　1.3煤层厚度6　　煤地下气化对煤层厚度的适应性较大。对厚煤层气化并无限制，对薄煤层不宜小于1m的厚度。薄煤层的煤消耗较快，气化扩展到顶、底板时，热量散失而影响煤气质量。但是，由于在薄煤层的析空区顶板塌落的碎岩块填充后，形成两个气流途径，使气化沿煤层横向扩展，则有效地气化了薄煤层。此外，也可以在薄煤层中采用相关的新技术，既可以保持煤气质量稳定，又可以加大气炉型，降低成本。

5、　　1.4其他地质条件　　煤层的围岩主要由顶板和底板组成，当顶板、底板的岩性不一时，其力学强度各异。分析研究大杨各庄的主要可采煤层，如12煤层和14煤层的顶、底板主要成分是粉砂岩或厚层泥岩，岩性较稳定，抗压强度大。9煤层顶板岩性和岩相变化较大，其直接顶板为火山碎屑，力学强度较低，伪顶是炭质泥岩。煤地下气化是一种热加工方式，由于受热和在地压的作用下，气化析空区的顶板可能会垮塌，碎岩块落到底部，使气流阻力加大，但不会完全堵塞气流通道，仍使气化继续进行。　　煤的地下气化对煤种适应性较大，变质程度浅的煤，活性较大，易于气化，而变质程度深的煤虽然活性差也能够气化。天津市煤炭以中灰为主，一般含灰量不超过4

6、0%的煤均可地下气化，气化后的灰渣留在地下。　　2.地下气化的技术条件　　2.1煤炭地质勘查与资料　　天津市已对本市的煤炭资源进行了较为广泛、深入的勘查工作，包括资源潜力评价、普查、详查和勘探，取得较充实的资料。在寻找地热、天然气，石油资源时，曾进行很多的电法、重力、人工地震、航磁等物探工作及钻探工作，发现南部深埋区丰富的煤炭资源。　　2.2煤炭地下气化开发技术　　近些年，煤炭地吸取气化技术在俄罗斯等过已经实现商业化，美国、欧洲等发达国家也掌握了该领域的一些关键技术，尤6其是欧洲地下气化公司在1991～1997年在西班牙开展了深度500m～700m煤地下煤气化试验并取得成果。我国先后在徐州、唐

7、山、新汶、肥城、昔阳等矿井进行了煤炭地下气化的工业性试验和产业化探索。1990年，煤炭地下气化半工业性试验被列入国家“八五”科技攻关项目，据统计，我国先后在徐州、唐山、新汶、费城、昔阳等矿井进行了煤炭地下气化试验研究并建立商业性地下气化站。山东新汶矿至今已持续10年生产煤气，内蒙古乌兰察布无井式、甘肃华亭等煤炭地下气化项目目前也在生产煤气和发电。　　3.天津煤炭地下气化的潜力　　3.1可用于地下气