煤炭地下气化
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。
采矿课件第二十二章煤炭地下气化7898.pptx
▪ 有井式气化法需要预先开掘井筒和平巷等，其准备
工程量大、成本高，坑道不易密闭，漏风量大，气
化过程难于控制，而且在建地下气化发生炉期间，
仍然避免不了要在地下进行工作。
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第二节 煤炭地下气化方法及生产工 艺系统
无井式地下气化法
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第二节 煤炭地下气化方法及生产工 艺系统
燃煤工作面。这时从鼓风巷道1吹入空气，在燃烧工作面 与煤产生一系列的化学反应后，生成的煤气从另一条倾斜 的巷道即排气巷道2排出地面。随着煤层的燃烧，燃烧工 作面逐渐向上移动，而工作面下方的采空区被烧剩的煤灰 和顶板垮落的岩石所充填，但塌落的顶板岩石通常不会完 全堵死通道而仍会保留一个不大的空间供气流通过，只需 利用鼓风机的风压就可使气流顺利通过通道。
▪ 1.气化带
▪ 在气化通道的起始段长度内，煤中的碳和氢与空 气中的氧化合燃烧，生成二氧化碳和水蒸气： C+O2→CO2；2H2+O2→2H2O。在化学反应过程 中同时产生大量热能，温度达1200℃到l 400℃， 致使附近煤层炽热。
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第一节 煤炭地下气化原理
▪ 2.还原带
▪ 气流沿气化通道继续向前流动，当气流中的氧 已基本耗尽而温度仍在800～l 000℃以上时， 二氧化碳与赤热的煤相遇，吸热并还原为一氧 化碳CO2+C→2CO。同时空气中的水蒸气与煤 里的碳起反应，生成一氧化碳和氢气以及少量 的烷族气体：4C+3H2O→CH4+3CO+ H2，这 就是还原区。
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采矿课件第二十二章煤炭地下气化
热值
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第一节 煤炭地下气化原理
▪ 煤炭地下气化原理 ▪ 1——鼓风巷道；2——排气巷道；3——灰渣；4——燃烧工作面；
▪ I——氧化带；II——还原带；III，IV——干馏-干燥带
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第一节 煤炭地下气化原理
▪ 这种有气流通过的气化工作面被称为气化通道，
整个气化通道因反应温度不同，一般分为气化 带、还原带和干馏-干燥带三个带。
是将埋藏在地下的煤炭直接变为煤气，通过管道 把煤气供给工厂、电厂等各类用户，使现有矿井 的地下作业改为采气作业。煤炭地下气化的实质 是将传统的物理开采方法变为化学开采方法。
▪ 煤炭地下气化因具有安全、高效、低污染等优点，
所以世界各国对此都非常重视。我国于1958年 在几个矿区曾进行过地下气化的实验，最近又在 马庄矿、新河矿进行了试验，取得了一些经验。
▪ 有井式气化法需要预先开掘井筒和平巷等，其准备
工程量大、成本高，坑道不易密闭，漏风量大，气
化过程难于控制，而且在建地下气化发生炉期间，
煤炭地下气化技术研究与应用课件 (一)
煤炭地下气化技术研究与应用课件 (一)煤炭地下气化技术研究与应用课件煤炭地下气化技术是一种利用煤炭直接转化为燃料气的新型技术。
通过对高温高压下的煤炭进行间接气化，将煤炭中的化学能转化为燃料气，解决了传统煤炭开采方式中的环境污染和安全问题，是一种非常有前景的煤炭开采方式。
一、煤炭地下气化技术原理(一) 煤炭地下气化过程煤炭地下气化采用一种新的气化方式，通过利用煤炭内在气化反应，将煤炭内部的化学能转化为燃料气。
在地下工作面将氧、水蒸气、二氧化碳等气体送入地下煤炭中，通过煤与气混合反应，产生高温高压气体，将煤炭内部的化学能通过化学反应转化为燃料气，燃料气经过地上工厂加工处理后可作为燃料供应市场。
(二) 煤炭地下气化的优缺点优点：煤炭地下气化可以将深层煤层中的煤炭资源进行全面开采，储量大，上部地质条件无限制。
地下气化过程中产生的废弃物可以封存回填到井下，不仅减少了地面安全隐患，而且能够减少环境污染和二氧化碳排放。
缺点：由于煤炭地下气化是一种间接气化方式，反应过程较为复杂，容易产生煤炭留渣和渗透水等问题。
大型的地下气化项目需要消耗大量的资金和技术投入，从而存在一定的经济风险。
二、煤炭地下气化技术研究和应用现状近年来，在国内外开展了一系列的煤炭地下气化技术研究和应用探索。
国际上的代表性地下气化项目有美国的地下气化试验项目、苏联和德国等的工业化地下气化项目；国内的典型地下气化项目有宝山、新河、云南三条工业生产线。
目前，煤炭地下气化技术已经成为国家能源政策的重要组成部分。
新型煤化工产业已经成为我国经济发展的新动力，政府也对煤炭地下气化技术进行了大力支持。
三、煤炭地下气化技术发展趋势(一) 技术集成化趋势目前我国的煤炭地下气化技术主要是以气化、加工、储存、输送四个方面进行独立开发。
随着技术的不断发展，未来的趋势是更多地将协同处理、内在相容性以及多重功能草案融合在一起，实现技术的集成化。
(二) 高效、低成本等技术趋势煤炭地下气化技术虽然在实际应用中已经具有开采效率高、资源利用充分等显著优势，但是高成本、复杂设备等问题也对其发展带来了困境。
煤炭地下气化产气成分
煤炭地下气化产气成分煤炭地下气化是一种将煤炭在地下进行气化反应，生成可燃性气体的技术。
与传统的煤炭开采和地面气化相比，煤炭地下气化具有更高的能源利用效率和更少的环境影响。
本文将探讨煤炭地下气化的产气成分及其相关特性。
一、煤炭地下气化的基本原理煤炭地下气化的基本原理是将煤炭与氧气、水蒸气等气化剂在地下进行部分氧化反应，生成以甲烷为主要成分的可燃性气体。
气化反应的温度和压力条件对产气成分具有重要影响。
二、煤炭地下气化的产气成分1.甲烷（CH4）甲烷是煤炭地下气化生成的主要可燃性气体，其含量通常占产气总体积的50%以上。
甲烷是一种无色、无味、无毒的气体，具有较高的热值和燃烧效率。
1.二氧化碳（CO2）二氧化碳是煤炭地下气化生成的另一种重要气体，其含量通常仅次于甲烷。
二氧化碳是一种温室气体，对气候变化具有重要影响。
在煤炭地下气化过程中，二氧化碳的排放可以通过捕获和储存技术（CCS）进行减排。
1.氢气（H2）氢气是煤炭地下气化生成的另一种可燃性气体，其含量相对较低，但具有较高的热值和燃烧效率。
氢气可以用于燃料电池等清洁能源领域，具有广泛的应用前景。
1.一氧化碳（CO）一氧化碳是煤炭地下气化过程中生成的一种有毒气体，其含量通常较低。
一氧化碳的生成与气化反应的温度和压力条件有关，可以通过优化工艺参数进行控制。
1.其他微量气体除了上述主要成分外，煤炭地下气化产气中还含有一些微量气体，如硫化氢、氮氧化物等。
这些微量气体的含量通常较低，但对环境和人体健康具有一定的影响，需要进行有效的控制和处理。
三、煤炭地下气化产气成分的影响因素1.煤炭类型：不同类型的煤炭具有不同的化学组成和结构特性，从而影响气化反应的速率和产气成分。
例如，高阶煤（如无烟煤）通常具有较低的反应活性和甲烷生成率，而低阶煤（如褐煤）则具有较高的反应活性和甲烷生成率。
2.气化剂类型：不同的气化剂（如氧气、水蒸气等）对气化反应的路径和速率具有重要影响，从而影响产气成分。
煤炭地下气化
第三节 煤炭地下气化的适用条件及 发展方向
二、煤炭地下燃烧工艺 用煤炭地下燃烧工艺来回收被以往采煤所遗弃 的煤柱。该工艺主要是采用抽风机造成负压， 将燃烧产生的高温气体(300～600℃)通道热交 换器使水变为蒸气供发电和民用。钻孔为过气 孔，根据煤层的赋存条件进行布置。 三、对地下气化区燃烧面位置与温度的控制 地下气化燃烧面位置与温度的控制是一个难题， 目前美国已使用卫星红外摄影进行监控。它可 以探明燃烧面的确切位置和温度情况，从而用 调节供氧量和供水蒸气量来控制其温度，提高 或降低燃烧面的气化强度，提高煤气热值，试 用效果良好。
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第二节 煤炭地下气化方法及生产工 艺系统
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第二节 煤炭地下气化方法及生产工 艺系统
二、无井式地下气化法的生产工艺系统 无井式气化法的准备工作包括两部分：即从地面 向煤层打钻孔和在煤层中准备出气化通道。 从地面向煤层打钻孔可以采用三种形式的钻孔： 垂直钻孔、倾斜钻孔和曲线钻孔。 根据煤层赋存条件的不同，其生产工艺系统也有 差异。对于近水平煤层和缓斜煤层，在规定的气 化盘区内，先打好几排钻孔。钻孔采用正方形或 矩形布置方式，孔距20～30 m。钻孔沿煤层倾向 成排地布置，每排钻孔的数目取决于气化站所需 的生产能力。
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煤炭地下气化技术可行性与建议技术方案
■ 煤炭地下气化的效益在很大程度上取决于地区地质构 造的研究程度。总的要求是要确切搞清地下气化地区 的地质构造、煤层的贮存状况、产状、厚度、煤质情 况以及水文地质情况，即矿床的勘探程度要达到建竖 井所需的详细勘探要求。
（一）煤炭地下气化原理
➢ 煤炭地下气化原理与一般的煤气化 原理相同，区别在于它的气化炉直 接设在地下煤层，将空气或氧气或 水蒸气鼓入地下煤层的反应区，生 成的煤气由钻孔排出，主要成分是 H2、CO、CO2、N2和少量的CH4、 H2S和O2，残存的灰渣留在原处。
➢ 从地面向煤层施工两个钻孔1、2， 通过火力、电力、水力或定向钻进 等方法将两孔贯通形成气化通道， 在连通的空腔内点燃煤层进行气化 反应。空气或水蒸汽从孔1压入， 产生的煤气从孔2排出，获得煤炭 资源有用组分。
① 有利于深部煤炭资源低成本回收；
② 可以采用较高的气化压力；
③ 操作灵活；
④稳定气化时间较长，有利于工艺控制。
四、辽河油田煤炭地下气化 需要解决的主要问题
1、辽河油田深部煤层地质勘探与精 细勘测问题
■ 与地面气化炉生产过程不同，煤炭地下气化用煤是地 下自然赋存条件下的煤层，气化的稳定与气化效率受 煤的渗透性、膨胀性、胶结性、热传导率和热扩散系 数的影响较大。
■ 1976年，比利时和原西德签署了深部煤层地下气化试 验协议，1979年在比利时成立了地下气化研究所，进 行UCG实验室研究和现场试验。
■ 1978~1987年，在比利时的图林（Thulin）采用高压 气化进行现场试验，试验生产的煤气用于发电。采用 小直径定向钻孔和CRIP工艺，试验基本成功。
煤炭地下气化介绍
煤炭地下气化技术简介一、煤炭地下气化概述煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭直接进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃性气体的过程。
煤炭地下气化的基本原理，与一般煤炭气化一样，是把煤炭的固体有机物通过热力和化学作用变为可燃气体，其区别在于这种变化过程是在地下进行，而不需要把煤炭开采出来。
煤炭不加氧进行加热，只能使煤炭有机物在高温下强烈地分解出挥发物——煤气和焦油蒸汽。
这样部分气化法，仅可能获取少量的煤炭热能。
剩余留下的炭和灰这两种主要成分组成的焦渣，采用氧和水蒸汽对其在高温下进行化学处理，使可燃固体变成可燃气体。
煤炭地下气化的基本概念与特征，可概括为以下几条：一种全新的采煤方法：与传统的物理采煤法有着根本的区别，地下气化是一种化学采煤法，即将埋藏在地下的煤炭就地进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用与化学反应生产可燃气体输送出来。
二无采煤工艺：无人、无设备。
三合一的煤炭开采与气化工程：集建井、采煤、气化三大工艺为一体，在地下联合完成。
四个控制与稳定技术：（1）监控进行持续稳定的地下燃烧；（2）控制达到持续稳定的煤气产量；（3）调控得以保证稳定的煤气热值；（4）测控能以维持稳定的煤气组份。
五大优点：（1）充分利用煤炭资源：老矿井遗留丢失的煤柱，开采成本高不经济的煤层，高硫煤以及“三下”压煤等，可通过地下气化采出来。
（2）基建投资省、工期短、见效快：比井工开采可节省投资2/3并缩短工期一半以上；比地面气电站可节省大量设备和占地。
（3）生产管理操作简单、用人少、效率高、成本低、利润高，比井工开采可提高工效3倍以上，节约成本一半多。
而且生产安全性好。
（4）经济效益显著：不仅煤炭开采本身的直接利润高，而且可实现煤（地下气化）、热（地下煤气供工业与民用）、电（使用地下煤气发电）、化（应用地下煤气转变成化工产品）、能（利用地下煤气提取洁净能源——氢能、甲醇等）的综合开发、综合利用、多种经营，是煤炭价值和产业的经济效益提高十多倍。
煤炭地下气化 标准
煤炭地下气化标准煤炭地下气化（Underground Coal Gasification，简称UCG）是指将煤炭在地下高温条件下进行化学反应，产生可燃气体的一种技术。
UCG技术可以有效利用深埋煤炭资源，提高能源利用率，减少煤矿开采对环境的影响。
为了确保UCG技术的安全、高效进行，各国制定了一系列标准和规范。
一、概述UCG技术标准主要包括对煤炭地下气化工艺的要求，以及对工艺过程中涉及的安全、环境等方面的规定。
标准的目的是确保UCG过程的可持续发展，并保护人类和环境的安全。
二、煤炭地下气化工艺标准1. 煤炭选择标准：UCG技术要求选择具有一定热值和适宜供气性质的煤炭进行地下气化。
标准应包括对煤种、煤层厚度、灰分含量等技术要求。
2. 井筒与工艺管道标准：UCG过程需要开挖井筒，以及连接与输送气体的工艺管道。
标准应包括井筒和管道的尺寸、材料和施工要求。
3. 反应区管理标准：UCG技术通过对煤层进行加热和气化反应，产生可燃气体。
标准应规定反应区的管理要求，包括温度控制、反应稳定性、废料处理等方面。
4. 气体收集与净化标准：UCG技术产生的气体需要进行收集和净化处理，以获得高质量的燃气。
标准应包括气体收集系统、净化设备以及废气排放的要求。
5. 安全与防灾标准：UCG过程中存在一定的安全风险，如煤层爆炸、顶板塌陷等。
标准应包括安全管理要求，如监测系统、应急救援等方面。
三、环境标准1. 大气污染物排放标准：UCG技术会产生一定的大气污染物，如二氧化碳、一氧化碳等。
标准应规定对这些污染物的排放限值，以保护大气环境质量。
2. 地下水保护标准：UCG技术涉及地下水资源，标准应包括对地下水保护的要求，如井筒防渗漏措施、废水处理等方面。
3. 土壤保护标准：UCG技术可能会对土壤产生一定影响，标准应包括土壤保护和修复的要求，如污染防治、土壤改良等方面。
四、监测和评估标准UCG技术需要进行系统的监测和评估，以确保其符合标准。
煤炭地下气化
＊高压火力渗透贯通法：
与低压法基本相同。主要区别是本法的风压较高,通常 为7～15atm,最高达 80atm。高压气流可压裂煤层，造成大量人 工裂隙，以提高贯通速度。本法宜用于反应性差的煤层。
3.地下气化方法 ⑴有井式气化法
Hale Waihona Puke 从地面向煤层开掘井筒，在气化区开掘巷道或打钻孔，形 成气化通道后，点火气化。此法须进行井下施工，作业环境和 安全性差，目前已基本为无井法所取代。 ⑵无井式 钻孔:从地面向煤层钻鼓风和排气钻孔; 贯通:底部贯通，形成初始气化通道。
贯通方法有4种： ①气流贯通法： ＊低压火力渗透贯通法：
§ 5、煤的气化
§ 5．7 煤炭地下气化
§ 5．7 煤炭地下气化
1.煤炭地下气化的意义： 在某些场合，如煤层埋藏很深，甲烷含量很高，或 煤层较薄，灰分含量很高，顶板状况险恶，进行开采既 不经济又不安全时，如能采用地下气化方法则可以解决 这些问题。 2.地下气化的原理： 原理过程： ⑴燃烧区 ⑵还原区 ⑶干馏区 ⑷干燥区
从地面向煤层钻进弯曲钻孔，形成初始气化通道。 目前正在研究的还有激光贯通法、爆破压裂贯通法等。
4.影响因素
⑴煤的性质：
如：褐煤适于地下气化（机械强度差，易风化，难保存，水分大，热值低，不宜矿井开采；而其
透气性好，热稳定性差，没有黏结性，较易开拓气化通道，有利于地下气化。）
无烟煤不适于地下气化（透气性差，气化活性差）
② 电力贯通法：
将两个电极从鼓风与排气钻孔插入煤层，通入5～6kV或更 高的工频高压电。电流的热效应使煤层焦化，形成孔隙较大的气 化通道。
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研究生课程论文科目：资源开采方法与新技术教师： **** 姓名： ****** 学号：*********** 专业：矿业工程类别：学术型上课时间： 2014 年11月至 2015 年1月考生成绩：阅卷评语：阅卷教师 (签名)重庆大学研究生院制目录绿色开采之煤炭地下气化 (1)1.煤炭地下气化 (1)2.煤炭地下气化原理 (1)3.煤炭地下气化方法 (2)3.1有井式 (3)3.1.1传统有井式煤炭地下气化工艺 (3)3.1.2“长通道、大断面、两阶段”工艺 (4)3.1.3管注气后退式气化工艺 (5)3.2无井式 (5)3.2.1无井式气化法气化通道的贯通方式 (6)3.2.2无井式气化方法生产工艺 (7)4.影响煤炭地下气化的主要因素 (9)4.1煤层赋存条件 (9)4.2气化炉的结构 (10)4.3温度 (10)4.4气化剂 (11)4.5涌水 (12)5.煤炭地下气化技术发展方向 (13)6.结语 (13)参考文献 (15)绿色开采之煤炭地下气化1. 煤炭地下气化煤炭地下气化（简称UCG ）是开采煤炭的一种新工艺。
其特点是将埋藏在地下的煤炭直接变为煤气，通过管道把煤气供给工厂、电厂等各类用户，使现有矿井的地下作业改为采气作业。
其实质是将传统的物理开采方法变为化学开采方法[]1。
2. 煤炭地下气化原理煤炭地下气化工艺可用以下示意图简单描述：煤1234ⅠⅡⅢⅣ图1 煤炭地下气化原理(俯视图)1——鼓风巷道；2——排气巷道；3——灰渣；4——燃烧工作面Ⅰ——氧化带；Ⅱ——还原带；Ⅲ，Ⅳ—干馏—干燥带即首先从地表沿煤层开掘两条倾斜的巷道1和2，然后在煤层中靠下部用一条水平巷道将两条倾斜巷道连接起来，被巷道所包围的整个煤体，就是将要气化的区域，称为气化盘区，亦称地下发生炉。
最初，在水平巷道中用可燃物将煤引燃，并在该巷形成燃烧工作面。
这时从鼓风巷道1吹入空气，在燃烧工作面与煤产生一系列的化学反应后，生成的煤气从另一条倾斜的巷道即排气巷道2输出地面。
这种有气流通过的气化工作面被称为气化通道，整个气化通道因反应温度不同，一般分为气化带、还原带和干馏-干燥带三个带。
⑴气化带，亦称氧化区。
在气化通道的起始段长度内，煤中的碳与气化剂中的氧发生多相化学反应，同时产生大量热能，温度迅速升高至1200-1400C 。
，致使附近煤层炽热和蓄热。
mol Kj CO O C molKj CO O C 4.23122393222+→++→+⑵还原带。
高温气流沿气化通道向前流动到达还原区，这里温度为800～1000℃，二氧化碳与赤热的煤相遇，还原为一氧化碳。
同时空气中的水蒸气与煤里的碳起反应，生成一氧化碳和氢气以及少量的烃类气体[]3。
mol Kj H CO HO C molKj CO C CO 5.1314.1622222-+→+-→+⑶干馏干燥带。
经过还原区的气流温度逐渐降低，以致还原作用停止。
此时燃烧中的碳就不再进行氧化，无氧的高温气流进入干馏干燥区时，热作用使煤中的挥发分和水蒸气析出。
混和煤气一起向巷道2移动，并可进一步热解生成一氧化碳、氢气和轻质烃类。
经过这三个反应区后，就形成了含有可燃气体组分主要是CO 、2H 、4CH 的煤气。
随着煤层的不断燃烧，火焰工作面会连续地向前向上推进，下方的析空区不断被烧剩的灰渣和顶板垮落的岩石所充填，而干燥、干馏、还原和氧化过程是连续进行的，直至该区域内煤炭全部耗尽。
3. 煤炭地下气化方法煤炭地下气化通常分为有井式气化法（又称巷道式地下气化炉技术）、无井式气化法（又称钻井式地下气化炉技术）两类。
有井式气化需进行竖井和平巷工程，如图1。
无井式气化通过钻孔和贯通完成气化炉的建筑，如图2。
3.1有井式有井气化需要预先开掘井筒和平巷等，其典型示意图如图1所示，即首先从地表沿煤层开掘两条倾斜的巷道1和2，然后在煤层中靠下部用一条水平巷道将两条倾斜巷道连接起来，被巷道所包围的整个煤体，就是将要气化的区域，称为气化盘区，亦称地下发生炉。
3.1.1传统有井式煤炭地下气化工艺如图1，即采用爆破松动煤层，用空压机压入高压空气或者富氧的方法进行煤炭地下气化。
前苏联是煤炭地下气化技术的先行者。
20世纪50年代前苏联科学工作者分别在莫斯科近郊煤田和顿涅茨克里希查煤田进行了一系列现场试验。
我国也在头山矿、马庄矿以及刘庄矿进行了一系列现场试验。
试验结果表明煤气生产过程不稳定，煤气质量较差，可燃气体（氢气、甲烷和一氧化碳）组分小，成气热值小且由于传统方法炉型小，燃烧时间较短，被松动的煤层很不均匀，导致难以连续获得可燃气体，难以满足民用及商业用途，这也是传统煤炭地下气化工艺的局限性所在。
表1为河北唐山刘庄煤矿现场试验鼓风煤气组分、热值和产量一览由图表可知，可燃气体体积分数总体低于50%，且产生了大量惰性气体氮气，气体热值仅为4.18~5.863m MJ ,远不及商业石油天然气的标准热值[]6（20C 。
时，天然气低位发热值为33.3673m MJ ）3.1.2“长通道、大断面、两阶段”工艺中国矿业大学(北京)开发了具有我国自主知识产权的“长通道、大断面、两阶段”地下气化工艺。
如图2所示：1、2、3、4—钻孔；5—气流通道；6—气化通道图2：“长通道、大断面”气化炉以钻孔或原有井作为气化炉的进、排气孔，以矿井已有的井巷条件施工气化通道。
由于气化通道是人工掘进的煤巷，因此通道可根据煤层条件而延长，断面相对于定向钻进等方法形成的气化通道断面要大得多。
两阶段工艺则是向气化炉循环供给空气(或富氧空气)和水蒸气，每个循环由2个阶段组成，第1阶段鼓空气燃烧蓄热，并产生鼓风煤气；第2阶段鼓水蒸气发生还原反应产生干馏煤气和水煤气。
在第2阶段，原第1阶段的高温氧化区成为水蒸气分解的还原区，水蒸气分解率提高，生产煤气中氢组分含量明显提高，煤气热值也相应提高，同时该工艺为煤在地下直接制氢开辟了一条新的技术途径。
表2为两阶段法河北唐山刘庄煤矿现场试验所得水煤气组分、热值和产量一览与表1对比可知，在其它条件相同的情况下两阶段法能明显提高产气的可燃气体体积分数、可燃气体的热值以及气体流量，大大改进了煤炭地下气化的效果。
3.1.3管注气后退式气化工艺为改进气流控制方法，柴兆喜等[]7提出了“地面定向钻孔管式注气”。
在矿井中，通过开拓布置井下操作巷、上下钻孔、气化巷、煤气巷等井巷工程构成气化工作面，在气化工作面的气化巷中，每隔20m布置1根注气管，形成单一气化反应器(气化工作面有效尺寸为20m×20m)。
气化反应器的数量可以根据气化工作面气化巷的长度进行灵活布置，在同一气化巷中的多个单一气化反应器构成一个气化炉。
3.2无井式无井式气化法是用钻孔代替坑道，以构成气流通道，避免了井下作业。
无井式气化法的准备工作包括两部分：即从地面向煤层打钻孔和在煤层中沟通出气化通道。
进、排气孔的贯通（即气化炉的建炉）是无井式气化工艺的关键技术。
图3为煤炭无井式地下气化发生炉示意图。
图3：无井式地下气化法（剖面图）3.2.1无井式气化法气化通道的贯通方式根据气化通道的注气方式，无井式地下气化技术可分为2类：渗透式气化和定向孔气化。
气化通道的贯通方法也有渗透法和定向钻孔法。
3.2.1.1渗透法（1）.常压火力渗透贯通法：钻孔打好以后，在一个钻孔用引燃物将煤点燃，从另一个钻孔压入空气，空气借助煤层中的自然裂隙渗透到点火钻孔，于是火焰迎着风流方向蔓延，最后将两个钻孔烧通。
本法要求煤层中有较多的天然裂隙，气化褐煤是常用。
（2）.高压火力渗透贯通法：当煤层透气性较差，不能利用一般鼓风机的风压实现贯通时，可采用高于贯通地点岩石压力的鼓风压，以便冲破煤层，造成大量人工裂隙，进而实现火力贯通。
（3）.电力贯通法：电力贯通法是将电极通过钻孔插入煤层，通以高压电，在电流热力的作用下，使煤层的结构和物理性质发生变化，形成多空的透气性很强的焦化通道。
然后再用高压空气将通道扩大。
（4）.水力压裂法：即通过钻孔往煤层内注入高压水，压裂煤层，提高煤层透气性。
3.2.1.2定向钻进贯通法这种方法是采用定向钻进技术，即打拐弯钻孔。
打垂直孔至煤层深度，然后沿煤层水平钻进与另一垂直空贯通。
定向钻进优点为贯通速度快，电耗小，通道面规整，方向性强;缺点是成本高，但有发展前景。
表3给出了五种贯通方法的经济技术指标比较：3.2.2无井式气化方法生产工艺3.2.2.1渗透式气化当采用火力渗透贯通气化通道时，要在无气流流动的钻孔底部点火，即盲孔中点火。
按照通风方式的不同又可分为正向供风和反向供风。
如图4：123123(a)(b)图4，正向供风和反向供风作业方式（1）. 正向供风作业：如图4（a ）所示，首先贯通第一排钻孔，随后将第二排钻孔与第一排的点燃线贯通，贯通后即可气化。
气化时先由第一排钻孔鼓风，由第二排钻孔排出煤气。
第一二排钻孔之间的煤层进行气化的同时，贯通第二三排钻孔。
当一二排钻孔间煤气热值降到最低标准时，就开始把第三排钻孔投入生产，此时由第二排钻孔鼓风。
余下各排钻孔以此类推。
这种方式煤层的气化方向与鼓风和煤气的运动方向相同，所以称为正向供风作业。
[]2（2）. 反向供风作业：如图4（b ）所示，首先贯通第一排钻孔，形成一条燃线。
然后将第二排钻孔与此点燃线贯通，贯通后即可气化。
气化是向第二排钻孔鼓风，由第一排钻孔排煤气。
反向供风作业方式特点为：煤层气化方向与鼓风和煤气运动方向相反。
中国矿业大学(北京)曾在江苏徐州马庄煤矿进行了火力渗透气化试验。
气化通道形成后，先后采用了正、反向供风气化工艺，生产出合格的鼓风煤气。
不同工艺条件下的煤气成分含量见表4，产气规模平均为1760d m 3。
煤气热值均为3.533m MJ 。
由表4可看出，正向供风气化和反向供风气化在成气质量上不相伯仲。
但后续的试验表明，正向供风作业能够利用煤气的余热，使煤层受到预热，因而能够改善气化过程，提高煤层气化程度，从而使煤的气化成本降低。
3.2.2.2定向钻进气化随着定向钻进技术的发展，定向孔长度可达到150m 以上，因此可形成长壁式气化通道，使煤炭地下气化技术有了很大提高，目前在世界上被广泛采用。
但由于定向钻孔断面小，因此形成的长壁式气化通道易堵塞，且温度不集中。
其中，美国开发了控制后退供风点 (CRIP)气化工艺，以液氧作为气化剂，生产中热值煤气，并完成了现场试验。
CRIP气化工艺示意图如图5：图5：控制后退供风点气化4.影响煤炭地下气化的主要因素煤的地下气化是非常复杂的物理和化学过程，影响煤气质量的因素很多，既有地下气化所采用的工艺措施，又有煤层自身的特性及煤层顶底板的赋存状态。
影响煤炭地下气化过程的主要因素，可从煤层赋存条件、气化炉结构、工艺条件、气化炉运行状况进行分析。