煤炭地下气化技术概况论文
浅谈煤炭地下气化技术的适用条件和发展方向
浅谈煤炭地下气化技术的适用条件和发展方向【摘要】煤炭在开采、运输、装备和加工利用过程中，给人类生存环境造成了各种污染，如地面坍塌、污水和有害气体的排放等，严重影响人们身体健康和生活环境。
而煤炭地下气化过程中，燃烧过的灰渣、其它有害物及放射物质都留在地下，减少了地面沉陷及上述各过程中的环境污染，这就使得新的煤炭开采技术—煤炭地下气化得到了越来越多的重视。
【关键词】煤炭地下气化；发展方向煤炭地下气化是指在煤层赋存地点直接获得可燃气体的过程，即在地下将固态矿物通过热化学过程变为气态燃料，然后由钻孔排出到地面，它的主要成分是含碳元素为主的高分子煤，在地下燃烧转变为低分子的燃料，直接输送到地面的化学采煤方法。
1.煤炭地下气化适用条件煤炭地下气化是开采煤炭的一种新工艺，其特点是将埋藏在地下的煤炭在地下直接变为煤气，通过管道把煤气供给工厂、电厂等各类用户，使现有矿井的采煤作业改为采气作业，由于煤炭地下气化具有安全、高效、低污染等优点，所以世界各国对此都非常重视，我国也于1958年开始进行不断的研究和试验，其中余力教授在1994年和1996年分别在新河矿和刘庄矿用新工艺生产的煤气，其可燃气体在85%-96%，其中CH4的含量超过国外气化的3-5倍，热值达12.54MJ/m3以上，它不仅可作为燃料直接发电、工业和民用，还可以用作化工合成气，生成众多的化工产品，还可以提取纯氢（其中氢含量在63.6%-71.9%），氢还是煤液化必不可少的原料。
显然这将大幅度提高吨煤价值，使古老的煤矿企业，成为具有多种产品的联合大企业，经济效益十分显著。
那么哪些煤炭资源适合煤炭地下气化呢？根据世界各国多年的研究经验知道，埋藏过深或过浅及不宜用井工开采的煤层都是适合进行地下气化的，它不但改善了矿工的劳动条件，而且气化对地表破坏较小，没有废矸，还有利于防止大气污染，煤炭地下气化的经济效益也很好，其投资仅为地面气化站的1/2-1/3。
经多年的研究和试验得出的经验，多孔而松软的褐煤及烟煤厚煤层较容易气化，而薄煤层，含水分多的煤层和无烟煤较难气化，稳定而连续的煤层，顶底板的透气性小的煤层以及倾角超过35°的中厚煤层对气化更为有利。
地下煤气化
摘要矿山开采又引发了一系列生态环境问题，导致矿区生态退化与环境污染，严重制约了可持续发展战略。
由于矿藏的不可移动性，以致矿山开采长期占用、破坏、污染土地，改变了区域土壤以及水系结构，破坏了动植物区系，引发一系列社会经济与生态环境问题，成为全球环境与发展面临的焦点问题之一。
改变传统采煤方式，发展高科技新型采煤技术是我国资源枯竭型城市持续发展的重中之重的核心工作。
在我国，煤炭是我国的重要能源，占一次性能源的70%左右，煤炭资源开采造成的土地、生态破坏是巨大的。
煤炭地下气化技术是一种高新的化学采煤技术，即是将埋藏在地下的煤炭就地进行有控制的燃才烧，通过对煤的化学反应与热作用产生可燃气体输送出来。
其以井下无人、无设备，集建井、采煤、气化三大工艺合为一体的三合一工艺特点，被誉为第二代采煤法，深受世界各国的重视。
关键词: 新技术采煤法; 煤气化;矿区地下煤气化实验探讨1前言土地是人类赖以生存的资本，珍惜和合理利用每一寸土地，切实保护好耕地是我国的基本国策之一。
我国人多地少，人均占有的耕地仅为0.08公顷，然而，目前因资源开发、民用建筑、市政工程建设、风水侵蚀等人为或自然界的影响，大量耕地被占用，致使仅有的耕地面积逐年减少。
面对土地问题的严峻现实及土地被破坏而引起的生态不平衡及环保问题，世界各国政府都给予了高度重视。
随着我国经济与社会快速发展，可持续发展战略越来越引起各级政府高度重视，近年来，我国的土地破坏和生态环境的恶化已达到惊人的程度。
特别是我国是一个矿业大国，矿产资源开发已成为我国国民经济增长的重要手段，但矿山开采又引发了一系列生态环境问题，导致矿区生态退化与环境污染，严重制约了可持续发展战略。
由于矿藏的不可移动性，以致矿山开采长期占用、破坏、污染土地，改变了区域土壤以及水系结构，破坏了动植物区系，引发一系列社会经济与生态环境问题，成为全球环境与发展面临的焦点问题之一。
改变传统采煤方式，发展高科技新型采煤技术是我国资源枯竭型城市持续发展的重中之重的核心工作。
新形势下煤炭地下气化技术
浅析新形势下煤炭地下气化技术摘要：煤炭地下气化技术是一种有效的清理煤炭采空区深部煤层的可行手段，它能有效节省能源消耗、提高煤炭的采掘效率和减少采煤的安全隐患。
新形势下，煤炭地下气化技术也面临着更多的挑战，包括技术成熟度问题、安全性问题和节能效率问题等，但仍然具有一定的发展前景。
关键词：煤炭地下气化技术、采空区、采掘效率、安全性、节能效率正文：煤炭地下气化技术是采煤行业的一项关键技术，用于清理煤炭采空区深部煤层，采用机械或化学处理方法将煤层中的煤气化，减少煤炭的消耗。
煤炭地下气化技术的优势在于能够有效节省能源消耗、提高采掘效率和减少安全隐患，从而更好地利用煤层资源，满足煤炭需求。
新形势下，煤炭地下气化技术也面临着更多的挑战，例如，技术成熟度不够，在开展应用前需要进行大量的研究和试验工作；安全性问题需要全面考虑，尤其是对地下气体的控制，以避免可能的危害；节能效率低，在使用煤炭地下气化技术过程中，仍需要充分利用其它清洁能源，以提高能源利用效率。
尽管煤炭地下气化技术在新形势下存在许多挑战，但它仍具有一定的发展前景，具有很强的发展潜力。
因此，未来需要进一步加强对煤炭地下气化技术的研究，提高煤炭地下气化技术的安全性和节能效率，以更好地发挥煤炭地下气化技术的潜力。
对于煤炭地下气化技术的改进，研究者在改善气化设备、提高气化效率、提升安全性等方面取得了一定的进展。
例如，改进气化设备可以增加地下气体的开采量，提高气化效率，杜绝火灾危险，从而有效提高了开采效率。
此外，在提高气化安全性方面，研究人员也采用了各种安全措施，包括多重监控、调试、自动排放等技术，以防止煤层的火灾或爆炸事故的发生，保障煤炭地下气化技术的安全运行。
此外，研究者也在加强煤炭地下气化技术的节能效率方面取得了重要进展，例如开发了低温煤气化技术，可以有效减少煤气化过程中消耗的能源，达到节能的目的。
未来，煤炭地下气化技术将继续进行深入研究，加快技术的进步，实现对煤炭采空区的更好清理，有效节省能源，提高采掘效率，为更高效、更安全的开采工作铺平道路。
煤炭地下气化技术研究与应用
煤炭地下气化技术研究与应用1. 引言煤炭地下气化技术是一种将煤炭在地下转化为合成气（syngas）的新型煤化工技术。
它是通过直接在煤层中进行气化反应，将固体煤转化为可燃性气体的过程。
与传统的煤矿开采方式不同，煤炭地下气化技术具有资源利用率高、环境污染低等优势，因此在能源领域引起了广泛的关注和研究。
本文将介绍煤炭地下气化技术的原理、方法以及在能源领域的应用情况。
首先，将详细介绍煤炭地下气化的基本原理和反应机制。
然后，将介绍煤炭地下气化的主要方法和技术，包括煤层气化和煤矿气化两种主要方式。
最后，将探讨煤炭地下气化技术在能源领域的应用前景和挑战。
2. 煤炭地下气化的原理和反应机制煤炭地下气化是指通过在煤层中引入氧气和蒸汽，并通过适当的温度和压力条件下进行反应，将煤转化为含有氢气和一氧化碳等可燃气体的过程。
其基本原理是在不使用传统的开采方式的情况下，直接将煤炭转化为气体，从而实现高效能源的利用。
煤炭地下气化的反应机制包括氧化反应、反应扩散和质量传递等多个步骤。
首先，通过氧化反应引入氧气和蒸汽，使煤炭中的碳和氢发生氧化反应，生成可燃性气体。
然后，由于反应速率的不均匀性，反应区域会逐渐扩散，进而扩大气化区域。
最后，通过质量传递过程将反应产物带出煤层，实现气体的采集和利用。
3. 煤炭地下气化的方法和技术煤炭地下气化通常有两种主要方法：煤层气化和煤矿气化。
3.1 煤层气化煤层气化是指直接在煤层中进行气化反应的一种方法。
其主要过程包括气井钻探、气化反应和气体采集等步骤。
首先，通过气井钻探将氧气和蒸汽引入到煤层中，形成气化反应区。
然后，通过适当的温度和压力条件以及催化剂的作用，使煤炭逐渐转化为可燃气体。
最后，通过气井将反应产物带出煤层，用于能源生产和化工应用。
3.2 煤矿气化煤矿气化是指在煤矿井下直接进行气化反应的一种方法。
其主要过程包括煤矿井下的气化反应、气体采集和煤矸石处理等步骤。
首先，通过在煤矿井下喷射氧气和蒸汽，形成气化反应区。
【技术】煤炭气化论文
【关键字】技术浅析煤炭气化技术发展及应用马江（中国矿业大学化工学院江苏徐州221008）摘要：由于煤气化在高效、清洁利用煤炭能源方面有重要作用，国外近20年来煤气化能力得到了强劲的发展，我国煤气化在化工原料气、工业以至民用燃料气等方面也一直占有重要地位。
但我国的洁净煤技术总体上还处于起步阶段，煤炭气化工艺的发展还要经历长期的发展过程。
关键词：煤炭、能源、气化技术、气化、应用、发展引言煤炭气化是指在特定的设备内，在一定温度与压力下，煤中的有机质与气化剂发生化学反应将与有机质转化为含CO、H2、CH4等可燃气体和N2、C02等非可燃气体的过程。
气化炉、气化剂与供给热量是煤炭气化的必备条件。
煤气化的产品可作为工业煤气、民用煤气、化工合成和燃料油合成原料气，也可应用于联合循环发电燃气、冶金还原气、煤炭液化气源、燃料电池气源和煤炭气化制氢等。
煤炭气化主要有地面煤气化技术和地下煤气化技术。
2l世纪是能源结构多元化时代，煤炭在能源消费结构中的主导地位不会改变。
专家估计未来二三十年煤炭需求量将会增加。
煤是我国最丰富、最便宜的能源，长期以来保证了我国国民经济的发展、社会的进步和人民生活水平的提高。
但是，煤是植物残体经上亿年的地球化学作用生成的有机矿物，除含碳、氢、氧、氮、硫等母体元素外，还含有硅、铝、铁、钙镁、砷、汞、氯等外部浸染、混杂的矿物质，直接燃烧不仅效率低下而且污染严重，尤其是硫的污染危害非常大。
因此，通过煤气化和液化技术进行洁净化处理非常重要。
1 地面煤气化技术地面煤气化技术有固定床、流化床与气流床三种主要形式。
气化工艺开发集中于提高气化压力、提高气化炉容量、扩大煤种适应性、环境友好、提高碳转化率和提高气化效率和液态排渣等。
主要应用于化工合成、城市煤气生产及联合循环发电。
从当前国外煤气化技术发展趋势看，大型化、加压、适应多种粉煤、低污染、易净化是煤气化的发展方向。
国外新开发的气化炉都采用加压气化工艺，这可提高气化强度，增加单炉的产量，节约压缩能耗，减少带出物损失。
新型的煤炭开采—煤炭地下气化
新型的煤炭开采—煤炭地下气化摘要：煤炭是我国的支柱产业，采煤是我省主要经济命脉。
签于近几年采煤事故接连不断。
透水、瓦斯爆炸让人听虎色变，但中国离不开采煤，离不开煤炭。
怎么样才能平安采煤、高兴用煤呢？这是几代人日思夜想的难题，于是人类开始另循途径，改变采煤方式，想到了煤炭地下气化。
关键词：气化，巷道Abstract: coal is the pillar industry in China, the coal mining is the main economic lifeline in our province. Sign in mining accidents continued in recent years. Floods, gas explosion let the person listen to tiger color change, but China cannot leave the coal mining, cannot leave the coal. How to use coal mining, peace? This is the problem of a few generations so desperately, so humans began to follow the other way, change the mode of coal cutting, thought of the underground coal gasification.Keywords: gasification, roadways中图分类号：F407.21文献标识码：A 文章编号：煤炭是我国的支柱产业，煤炭工业为了保证国民经济的高速发展，我国煤炭产量与消费量已占世界的1/3。
但是，在煤炭企业为国家作出贡献的同时，煤炭企业整体上并没有走出困境。
国家和企业没有投入足够的力量来解决煤炭开发与利用中对环境污染问题。
煤炭气化技术的进展(论文)
煤炭气化技术的进展《摘要》：煤炭气化技术是我国煤炭高效洁净利用的关键技术，本文主要阐述了煤炭气化技术的基本原理、过程和发展概况，以及在总结我国多年来研究开发煤气化工艺技术的基础上，对该技术的发展趋势以及发展煤炭气化的必要性进行了相关介绍。
《关键词》：煤炭气化；工业应用；发展现状；发展趋势；Abstract： Coal gasification technology is the key technology of efficient and clean use of coal in our country, this paper describes the basic principle, process and development of coal gasification technology, and based on the summary of our country for many years research and development of coal gasification technology, the necessity of the development trend of the technology and development of coal gasification was introduced.Key words ： Coal gasification; Industrial application; Development Status; development trend;引言煤炭气化是指以煤或以煤焦为原料，以氧气(空气，富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂，在一定温度和压力下通过化学反应将固体煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的热化学过程。
本文就煤炭气化技术及发展趋势作简要介绍。
煤炭在我国能源生产与消费结构中一直占主导地位。
煤炭的开发和加工利用已经成为我国环境污染物排放的主要来源。
煤炭气化技术论文
煤炭气化技术论文推荐文章纺织技术论文范文热度：信息技术下国税税务系统内控机制分析导论热度：克隆生物技术论文热度：肉制品的加工技术论文热度：光纤传感技术论文热度：煤炭气化指在一定温度、压力下，用气化剂对煤进行热化学加工，将煤中有机质转变为煤气的过程。
下面是店铺整理了煤炭气化技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!煤炭气化技术论文篇一煤炭地下气化的探讨摘要：煤炭地下气化是受到诸多客观条件影响的，因此，为了确保煤炭地下气化的安全性，就必须做好相关的条件控制工作。
笔者作为一名煤炭相关工作者，深知煤炭地下气化控制的重要性，在对煤炭地下气化进行系统研究的基础上，联系自身工作经验，对煤炭地下气化进行全面论述。
关键词：煤炭地下气化控制方法我国于20世纪50年代曾在大同胡家湾矿、蛟河煤矿、鹤岗兴山矿等10余处开展过煤层地下气化技术的试验。
1958～1962年，我国先后在大同、皖南、沈北等许多矿区进行过自然条件下有井式煤炭地下气化的试验，取得了一定的成就。
1984年，中国矿业大学(北京)煤炭工业地下气化工程研究中心开始进行了煤炭地下气化技术的研究，在国家“863”计划课题的支持下，建成了具有世界先进水平的煤炭地下气化综合模型试验台和测控系统，并开展了相关的理论研究、模型试验研究，得到了褐煤、烟煤及无烟煤地下气化工艺参数。
先后在江苏徐州新河二号井、河北唐山刘庄煤矿、山东新汶孙村煤矿、鄂庄煤矿、山西昔阳杏丹峪煤矿等，针对不同的煤层赋存条件进行了有井式地下气化现场试验和生产。
形成了具有我国自主知识产权的“长通道、大断面、两阶段”煤炭地下气化新工艺，经科研成果查新表明，该工艺构思新颖，属国内外首创。
一、气化炉的结构研究现场试验的基础就是要根据煤层赋存条件，建立一个结构合理的地下气化炉。
地下气化炉料层不能移动，必须采取措施，控制气化工作面的移动，才能保持气化过程的连续。
因此气化炉结构必须适应气化工艺的要求，调节供风点和排气点的水平位置和高度，即实现供风点和排气点的二维控制。
浅论煤炭的地下气化
２煤炭地 下气化 的优势 ２ ． １ 见 效快 、 成本 低 点 火 后 ， 只 需 要 通 过 注 入 气 化 剂 便 可 实 现 连 续 生 产 ，使 的总 体 工艺具有 明显的循环经济 特色 。地下气化与地 面气化 相比 ，煤炭地 下 气 化 技 术 使 煤 炭 不 需 要 开 采 、运 输 ，不 需 要洗 选 、 加 工 、转 化 ， 节 约 了大 量 建 井 、采 煤 、 选 煤 的 工 程 投 资 ，大 大减 少 了 整 个 过 程 中 费用的投入 ，实现 了经济效益 的最大化 。 ２ ． ２ 资源利用 充分 目前我 国报废资源储量 已有 ３ ０ ０亿吨 以上，这些报废资源一般 为矿工开采遗 留下的煤柱 、薄煤层 、劣质 （ 高硫 、高灰 ）煤层 、高 瓦斯煤层等 ，用井 工开采 安全性或经济性差 ，但煤 炭地下气化技术 回收并利用 了部分工业燃料气 、城市 民用气等 ，实现资源科学利用 。 ２ ． ３ 开采 安全性好 于井 工开采 煤炭地 下气化 的意义不仅在于经济效益 ，同时还改善 了能源结 构 ，增强 了煤矿人 员的安全性 。传统 的井 下工作人员操作转变为地 面人性化的智能控制 ，为煤矿 开采 的安全性 提供了保障。 ２ ． ４ 不 产 生煤 矸石 煤矸石是 目前我国排放量最大 的固体废 弃污染物之一 。由于煤 矸石 中含有硫化物 ，逸 出或浸 出时会污染大气 、农 田 以及水体 。矸 石 山还 可 能 会 自 燃 发 生 火 灾 ，或 在 雨季 崩塌 ， 淤 塞 河 流 造 成 灾 害 。 煤炭地下气化技 术的出现 ，逐步克服 了传统采 煤中的这一缺点 。通 过 控 制 燃 烧 将 固 体 煤 转 变 成 煤 气 ，把 所 有 的 煤 矸 石 留 在 地 下 ， 既实 现 了煤炭 的充分 利用，又起到 了填充 已采煤 区、降低开采成本 的作 用 ，更重要 的是 ，有效地 遏制 了煤矸 石的扩大污染 。 ２ ． ５减小地表沉降度 由于对煤 炭资源过多 、过快 的开 采而引起 了很多 自然灾害 ，如 地裂缝 、地面沉降等 。传统的采煤方法从地下采 出有效成分 的同时 ， 更 多的是环 境污染物 ，为 日后 意料 不到的各种灾害创造 了条件 。而 煤炭地 下气 化技 术的应用 ，减少或是很 大程 度上避免 了这一 问题 。 煤炭地 下气 化只是将其 中的有 效成 分以煤气的方式采 出来 ，大 量的 无用组分仍 留在 地下 ，这样既减少 了地 表污染，又 降低 了地裂 或是 地 面 下沉 的 几 率 。 ３ 对我国煤炭地下气化开 采研 究的建议 目前我国的地下气化技术 仍处于工业试验阶段 ，有很 多问题 需 要 去研究和探索 。相关部 门应 从政策资金等各方面给 予大 力支 持， 推 动煤 炭 地 下气 化 技 术 的 开 发 与 应 用 。 （ １ ）煤炭地 下气化的 目的在于技术应用和实现产业高效化 。提 高煤炭 资源 的热值 和提取 含 能气 体组 分是煤 炭地 下气化 技术 的关
煤炭地下气化及其环境效应
煤炭地下气化及其环境效应摘要:本文介绍了煤炭地下气化开采技术基本原理，简述煤炭地下气化的应用前景，分析煤炭地下气化过程可能带来的环境影响风险。
关键词:煤炭地下气化;环境影响;地下水污染;地表沉陷传统的煤炭开采和利用方式带来了许多安全和环境问题，引起社会越来越多的关注，如煤矿安全事故、职业病危害、地下水污染、温室气体排放、地表沉陷、重金属污染以及燃烧产生的粉尘导致大气污染等。
而且传统的煤炭资源利用效率低，大多数燃煤电厂的资源利用效率不足40%。
同时世界上85%的煤炭资源不能通过传统的开采技术开采，导致大量的资源浪费。
煤炭地下气化作为一种安全、绿色、高效的开采和利用技术，能够从根本上解决传统开采带来的安全和环境问题，提高资源利用率，受到国内外高度关注。
1.煤炭地下气化基本原理煤炭地下气化与煤炭在地面气化炉中的气化过程类似，区别是将煤层中的通道作为气化炉体，而不需要把煤采至地面。
如图1所示，从地面分别掘进气井与出气井至煤层，然后在煤层中水平掘进将两个钻井联通，从而形成气化炉。
在靠近出气井一侧进行点火作为反应室，根据气化需要将地面的富氧、空气、水蒸气等按不同比例混合组成的汽化剂通过进气井输送至反应室，煤与汽化剂在高温、高压条件下，在反应室经内经过一系列热分解反应和氧化还原反应，最终生以甲烷(CH4)、氢气(H2)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)等为主要成分的可燃性混合气体，即煤气。
再在负压条件下通过出气井输送至地面。
图1煤炭地下气化过程原理图煤炭地下气化根据开拓方式可分为有井式、无井式和混合式三种。
有井式需预先开拓井筒和平巷作为气化炉，也可利用废弃矿井的井筒和巷道。
无井式利用地下定向钻井技术开掘气化通道，气化炉完全由钻孔构建，能够避免井下作业，但气化通道断面较小，因而产气效率较低。
混合式则是对以上两种方式的配合使用。
1.煤炭地下气化的应用前景煤炭地下气化作为一种绿色、安全、高效的能源开采和利用技术具有十分广阔的应用前景。
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煤炭地下气化技术发展概况xxx(xxx)摘要：本文介绍了煤炭地下气化（Underground Coal Gasification，UCG）的原理，对国内外煤炭地下气化的发展方向，包括UCG—IGCC、UCG—CCS、UCG—HUG和UCG—ACF等技术进行详细地阐述，通过对煤炭地下气化工艺的描述，指出了煤炭地下气化的影响因素和煤炭地下气化的特点，认为发展煤炭地下气化是我国解决当前能源安全和环境污染的有效途径。
关键词：煤炭地下气化；发展趋势；影响因素及特点Underground Coal Gasification Technology Development Overviewxxx(xxx)Abstract：In this work, the principle of the Underground Coal Gasification is introduced.And the current developments of UCG both in china and abroad,which includes UCG—IGCC、UCG—CCS、UCG—HUG and UCG—ACF,are detailed described.By describing the underground coal gasification process,the influence facters of UCG and UCG characteristics are pointed out.Most importantly,developing the technology of UCG is an effective approach to solve the problems of energy security and environment pollution.Key words：Underground Coal Gasification；current developments；facters and characteristics由于发展中国家经济发展对能源需求增长很快，以及油、气后备资源不足引起油、气价格剧烈上升，在其它再生能源等足以替代之前，石油价格很难降下来。
在20世纪，西方国家开展“煤炭地下气化”（Underground Coal Gasification，UCG）工业试验研究，该过程大体上随油价高低而几起几落，一直没有停止。
从21世纪开始，许多国家认识论到，发展UCG是大势所趋，一些国家（如美国、澳大利亚、英国、加拿大、南非、印度等）的UCG工作进展快速，UCG的气可用于发电、制氢、清洁燃料、化工原料等，有的已开始商业化生产。
近几年煤炭地下气化（UCG）产业的发展已经出现以下趋势：（1）煤炭地下气化与联合循环发电产业的结合（UCG-IGCC）；（2）煤炭地下气化与碳俘获、利用、储存产业的结合（UCG-CCS）；（3）煤炭地下气化与制氢产业的结合（UCG-HGC）；（4）煤炭地下气化与燃料电池发电产业的结合（UCG-ACF）。
这是一个把化石燃料的煤转化成相当清洁的燃料的重要阶段。
1气化原理煤炭地下气化（Underground Coal Gasification ，UC G）集建井、采煤、气化三大工艺为一体，抛弃了庞大笨重的采煤设备和地面气化设备，实现了井下无人、无设备生产煤气，变传统的物理采煤为化学采煤，是多学科开发清洁能源和化工原料气的高新技术。
煤炭地下气化就是向地下煤层中通入气化剂，使煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体，然后将产品煤气导出地面再加以利用的一种能源采集方式。
建设时在工作面掘进出通道，与地面的钻孔相通，作为进气孔或出气孔。
井下工作面密封点火后，通过有效控制风量等技术措施，在出气孔就会获得地下煤气，经过喷淋洗涤、捕滴、捕焦、脱硫等系列工艺进行净化处理后，通过管道、储气柜送入用户。
煤炭地下气化系统主要有五部分组成：地下气化炉：由气流通道、气化通道、钻孔三部分组成；测控系统：包括对地下气化炉、地面设备状态(温度、压力、流量、组份)的自动监测和自动控制；净化系统：包括洗涤塔、捕滴、捕焦、脱硫设备；储运系统：包括储气柜和煤气加压机及输配管道等；气化剂制取系统：包括鼓风机、富氧装置和蒸汽锅炉等设备。
气化过程主要是在地下气化炉的气化通道内实现的，可燃气体的产生，在气化通道中经过三个反应区域，既氧化区、还原区、干馏干燥区，（如图1所示）主要发生如下反应：在氧化区，空气中的氧与煤层中的碳发生多相化学反应，生成一氧化碳和二氧化碳，并产生大量的热使煤层炽热并蓄热；在还原区，二氧化碳和水蒸汽与炽热的煤层相遇，在高温下二氧化碳还原为一氧化碳，水蒸汽分解为氢气和氧气，氧气与碳生成一氧化碳，氢气与碳或一氧化碳、二氧化碳生成甲烷。
在干馏干燥区，在高温热作用下无氧的气流混杂着析出的煤中的挥发物，形成焦炉煤气。
[1]2国内外发展概述2.1煤炭地下气化与联合循环发电产业的结合（UCG-IGCC）煤炭地下气化生产的气（有“空气煤气”、“水煤气”、“合成气”等，本文以下简称为“煤气”）应用于整体煤气化燃气-蒸汽联合循环发电[2]（Integrated Gasification Combined Cycle，IGCC），是合理使用地下气化热能的有效途径，是碳减排的重要方法。
在俄罗斯、乌兹别克早已生产2 930～4 187 kJ/m3的低热值煤气用来烧锅炉或发电，长达50多年。
乌兹别克安格连矿每年气化35万吨煤[3]，供发电之用。
在美国波德河盆地已有用UCG-IGCC发电运行多年。
南非Majuba煤矿2007年5月31日建立第一个使用UCG煤气的电站，运转第一年已生产13亿立方煤气。
在中国目前已建成UCG与发电站的连接的有华亭、新汶等矿，电站规模较小与效率尚待UGC- IGCC 方向努力。
2.2煤炭地下气化与碳俘获、利用、储存结合（UCG-CCS）据估计，一个200Mw的UCG-IGCC电站年产CO2大约为1Mt[4]。
通过对CO2的分离可以使CO2得到利用和储存。
例如，CO2可用以增高采油的回收率（美国波德河盆地[5]），余下可就地封存。
CO2可提高煤层气的回采率（英国福思湾[6]），也可封存于地下深处海相地层或相邻的煤层中（增强煤层的甲烷的产量，同时得以储存[7]）。
有文献提到，在UCG的注入井中注入钙，可使CO2成凝胶状保存。
图1 UCG与常规电厂发电的CO2排放量的比较（引自Green，2008）2.3煤炭地下气化为开辟二次能源—廉价氢能源提供实际可能（UCG-HGC）世界各国开始重视UCG制氢的意义，成为一个重要的方向。
“欧洲氢地下气化（Hydrogen Underground Gasification Europe）”项目从2007年9月开始，历时3年，经费350万欧元，在波兰南部Mikołów 的Barbara 矿，用UCG提取氢，在2010年4月已用于燃料电池发电[8]。
国内“长通道、大断面、两阶段”煤地下气化工艺是中国矿业大学余力教授等所创建的，UCG的煤气中的氢含量可高达60-70%，与国外UCG的煤气中的氢含量（7.6-31.2%，平均为17.%）相比，具有明显的优越性[9]。
2.4煤炭地下气化与AFC产业的结合（UCG-AFC）通过UCG使氢富集，然后用氢作燃料电池（Alkali Fuel Cells，AFC）的氢源。
这样一个UCG-AFC产业结合的过程是当今能源发展的一个新方向。
煤在地下被气化可生成易燃的富氢的煤气，在地面经多种净化过程后，可由压缩摇动吸附（Pressure swing absorption）方法提取，使煤气分成两部分：一部分是压缩氢、另一部分是纯CO2。
氢气可供给能源燃料电池（Energy fuel cells）发电，其副产品是水，CO2被俘获后可储存。
英国桑顿新能源公司和Waste2tricity公司宣布成立合资公司，从事由UCG 得到的氢气，通过燃料电池转化为电的商业应用。
这样一个煤电清洁模式比常规煤电站的要优越。
在澳大利亚，燃料电池生产商AFC能源公司2009年与Linc能源公司、B9煤炭有限公司签订了一个协议，开展AFC用于Linc能源公司的UCG项目，计划AFC公司的燃料电池能于2010年在Linc能源公司Chinxhilla的UCG 厂运作，如果可行，将安装较大的5万瓦的设备。
3气化工艺3.1煤层渗透气化煤层渗透气化是把煤层的一个气化区当作具有孔隙和裂隙的天然煤层，并且还考虑到，随着煤层的加热，煤层的节理性增加。
用这种方法气化时，必须点燃煤层，还需由鼓风钻孔向煤层鼓风，此时被鼓入的风，即沿煤层的天然孔隙和裂隙向排气孔渗透。
由于向点燃的煤层内供风的结果，在煤层中即可形成气化带———燃烧工作面。
同时随着煤层气化的进行，气化带逐渐发展成气化空间。
但是，利用此种气化方法，沿煤层的孔隙和裂隙通过所需的空气量时，具有较大的阻力，因此要求高压鼓风，而高压鼓风运行费用则较昂贵。
3.2通道气化首先需要在煤层内开凿一适当断面的通道，其通道的阻力应能满足经济风压下所能通过的风量。
通道气化法又称连续气化法。
所开通道应能保证由一端进风，另一端排出煤气。
4地下气化分类按开拓方式可分为有井式、无井式、混合式，西方国家多钟情于无井式，我国则注重于有井式或混合式。
按气化剂可分为富氧（纯氧）＋水蒸汽、空气＋水蒸汽，前者产合成气，后者只产燃料气。
按气化区的形状可分为“I”形和“U”形两大类。
“I”形又分为通过式和盲头式，形式简单，产量小，较适宜于无井方式；“U”形覆盖面积大，可做多种组合变化，最适宜于有井式大规模生产。
在我国目前较有前途的“长通道大断面气化方式”和“管式注气点周期后退气化方式”都属于“U”形有井式，此前所用气化剂均为空气＋水蒸汽，只能做燃料气。
5影响气化的因素5.1煤炭性质煤的性质包括煤的渗透性，受热膨胀性及传热和传质性质。
煤的渗透性随煤的品位而变，褐煤的渗透率是烟煤的1000倍，次烟煤的渗透率比烟煤高一个数量级，无烟煤的渗透性最差。
煤的膨胀性足够大，在气化时将会堵塞煤床中的气流通道，因此强粘结性的烟煤是难以进行地下气化的。
无烟煤透气性最差，活性低，难以进行地下气化，而褐煤最适宜进行地下气化。
5.2气化炉温度和鼓风速度目前常用的气化剂是空气和水蒸气。
气化过程的稳定主要决定于单位时间内起反应的碳量，而参与反应的炭量，又决定于固体碳和二氧化碳的化学反应速度，决定于与二氧化碳分子向固体碳表面的扩散速度，前者与气化带的温度有关，后者则与鼓风量有关。
鼓风量越大，扩散速度也越大，煤的气化强度增加，初级产物CO的燃烧可以部分避免，而从氧化区带出。