[科普中國]-氣化通道

氣化通道指在煤體內(nèi)連通送氣孔與出氣孔而形成氣化工作面的起始通道。煤炭地下氣化的工藝過程，是借助于從地面向煤層打鉆孔，和在鉆孔間沿煤層開拓氣化通道系統(tǒng)，而構(gòu)成的地下煤氣發(fā)生爐來實(shí)現(xiàn)的。開拓氣化通道的目的，在于保證向煤層能順暢地鼓入風(fēng)流，和從煤層中排出煤氣，以及提供氣化過程中所必須的熱條件1。

開拓方法氣化通道形成過程的效果，主要決定于圍巖的性質(zhì)、成分、節(jié)理以及煤的灰分。開拓氣化通道的方法，與煤層埋藏的自然條件及其物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，在不同的情況下采用不同的貫通方法。所謂貫通就是在鉆孔底部沿著煤層開拓（或建立）一條氣化通道的工作。

貫通方法有：（1）火力滲透法，（2）高壓火力滲透法，（3）電力貫通法，（4）水力壓裂貫通法，（5）定向鉆進(jìn)貫通法，（6）原子能爆破法，（6）化學(xué)液破碎法等。各種不同的開拓氣化通道的方法，應(yīng)用于不同條件的煤層，是以其應(yīng)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來區(qū)別的2。

通道要求（1）氣化通道在向煤層鼓風(fēng)時(shí)，對于氣流通過有著較小的阻力，使所需要的風(fēng)量及煤氣量順煤層通過。這一要求是根據(jù)：保證地下氣化過程中損失熱能最少，因而必須向通道大量送風(fēng)。

（2）氣化通道應(yīng)靠近煤層的底部，特別是在中厚煤層中，以使煤層能完全氣化掉為原則，而減少煤的丟失量。

（3）氣化通道的切面積，應(yīng)均勻規(guī)整，并具有所要求的方向性。

（4）氣化爐應(yīng)保持足夠密閉性，因此在開拓氣化通道時(shí)，應(yīng)該不使煤層圍巖遭受破壞和引起裂隙（縫）。

（5）開拓通道應(yīng)有足夠快的速度，使地下氣化過程能不斷地進(jìn)行，而不影響生產(chǎn)。在開拓氣化通道的同時(shí)，應(yīng)保持不妨礙采區(qū)析氣工作的進(jìn)行。

（6）氣化通道應(yīng)順煤層開鑿，不能伸入圍巖。

（7）在開拓氣化通道時(shí)，應(yīng)盡可能消除地下勞動(dòng)2。

穩(wěn)定性研究在煤炭地下氣化過程中，由于高溫作用，氣化采場上部的頂板將產(chǎn)生顯著的熱應(yīng)力，在熱應(yīng)力的作用下，頂板巖層內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量裂隙，因而將逐步垮落在氣化通道底板上，氣化空間也隨之在鉛直方向上移并擴(kuò)大。同時(shí)，隨著氣化采場前方煤層的不斷燃燒，氣化采場不斷向前移動(dòng)，氣化空間在水平方向也不斷向前移動(dòng)并擴(kuò)大。煤炭地下氣化的技術(shù)關(guān)鍵之一是對隨氣化進(jìn)行而日益增大的氣化空間實(shí)施有效控制，研究地下氣化通道的穩(wěn)定性就成為必然。

研究煤炭地下氣化通道一般從兩方面來著手：其一是研究氣化空間內(nèi)燃燒區(qū)的擴(kuò)展模型，這方面主要與氣化工藝有關(guān)；其二是研究氣化空間的大小、形狀及其變化過程，以及由于氣化空間擴(kuò)展引起的通道穩(wěn)定性等問題，這方面的研究除考慮煤層的燃燒擴(kuò)展外，主要考慮煤炭地下氣化產(chǎn)生的高溫對煤（巖）特性的影響，一般采用熱力學(xué)一數(shù)學(xué)方法建立氣化空間大小、形態(tài)擴(kuò)展方程3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李斌 - 副教授 - 西南大學(xué)