煤炭地下气化地质可行性和工艺适用性研究现状与进展

蒋秀明，吴财芳

(1.中国矿业大学 煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室，江苏 徐州 221116；2.中国矿业大学 资源与地球科学学院，江苏 徐州 221116)

煤炭地下气化(UCG)是一种潜在的煤炭资源开发新技术，其方法是通过在地下原位建立气化反应炉，使煤炭直接在原位转化为可燃性气体，运输至地表。UCG 避免了地面粉尘、矸石堆放等环境问题，同时有效减少了煤炭运输过程中产生的污染与经济损耗。此外，该技术避开了深部煤层高地应力、高地温的地质问题，能够促进深部煤炭的开发利用。世界各国都对UCG 进行了大量的研究和尝试，我国也相继进行了一系列相关研究和试验探索。迄今为止，全球利用该技术开采的煤炭已经超过了1 500 万t[1-2]。

煤炭地下气化构想最早由德国工程师William Siemens 于1868 年首次提出。1910 年美国工程师A.G.Betts[3]开始从技术层面完善这一创新的想法，并申请了美国UCG 技术的相关专利。1933 年苏联开始在Moscow 盆地的Krutova 煤矿进行全球首次UCG试验，但由于相关的技术不够成熟，此次试验未能取得成功。直到1934 年，乌克兰Lisichansk 煤矿取得全球首次气化成功案例[4]，自此，全世界多个国家开始尝试UCG 技术并且开展了大量先导性试验。在早期阶段，气化的目的煤层埋深普遍较浅，基本小于100 m，随着钻探技术的不断进步，从20 世纪80 年代起，UCG 的深度逐渐加大，煤层埋深最大可至1 450 m[5]。

进入21 世纪，由于能源消费的不断增长，世界各国加大了对UCG 的探索力度，启动了多项气化的理论研究和探索项目。2005 年，印度Neyveli Lignite 公司测试……