煤炭刻槽是什么

煤层很厚时，将煤层分成若干层，一般是2层或3层，分别开采。这种回采工艺就叫做“分层开采”。不过，现在很少采用分层开采的回采工艺了，而多采用放顶煤开采工艺回采煤炭。

比如淮南煤田的C13槽煤层，厚约6米。分层开采C13槽煤层具体的做法如下：将该层煤人为分成顶区、中区和底区。石门进入煤层后，在煤层顶区，沿煤层顶板分别施工上下顺槽和工作面切眼，构成工作面通风系统。这时就可以使用走向长壁采煤法回采了。回采时需要在工作面内的底板铺设顶网，作为中区开采的顶板。

为啥铺设顶网？铺设顶网后，开采下一分层时，可以将上分层的冒落矸石拖住，有利于下分层开采时的顶板管理。

说对了，铺设网就是为了形成稳定的顶板结构。上层铺的底网一般不拿出来。有的能拿出来，有的已经压实那不出来。但不管能不能拿出来，都不要拿出来，因为拿出来是要破坏再生顶板的稳定结构的。

顶区开采结束后，间隔一定时间，重复施工上下顺槽和切眼，然后开采。这时是“中区开采”。

刻槽钻杆是以厚壁管作为管体，在管体上加工铣槽。

规格型号主要有：φ50mm、φ63.5mm、φ73mm、φ89mm，其中φ63.5mm、φ73mm型号较为常见。

刻槽钻杆主要应用于中硬煤层的深孔钻探，具有排渣速度快、旋转阻力小的优势，深孔钻探时，一体式的设计工艺及其壁厚的优势，其耐磨性能更好，使用寿命更长。

随着煤炭开发的不断推进，人们对于含煤岩系以及煤层的认识也逐步深入，对煤炭地层知识有了较丰富的积累，而对煤炭地质知识的掌握，又进一步推动了煤炭开发事业。

古代人一般将煤层称为煤脉。煤层在地下“纵横广有”，“夹石潜行”，如同脉络。因此寻找探查煤层，称为“脉炭”。明代山东学者孙廷铨在《颜山杂记》中就讲，山中的煤层，有的埋藏较深，在地下“夹石而潜行”；有的煤层在浅部，“近土而上浮”。“凡脉炭者”，必须“测石之层数”。不了解含煤岩系与煤层所在的层位是很难有效进行开采的。因此，四川《江津县志》讲：“开采者掘石穿洞，......深入山腹，上下纵横依炭脉之所在而采之。”李榕《自流井记》也讲“凡凿井，须审地中之岩”。而且还介绍该地第一层为瓦灰岩，......至第十层即为煤炭岩。这些记载与今天的地质报告是相吻合的，说明当时人们对煤层所处层位有了准确的了解。

煤炭在地下赋存是呈层状的。各个煤层的煤炭，由于所处层位，以及变质程度的不同，因而表现出不同的特征，其用途也是不同的，古人对此也有精确的了解。前面提到的孙廷铨就明确指出，浅部煤层的煤，“其色蒙，其臭平，其火文以柔，其用宜房闼围炉”；而深部煤层的煤则“其色晶，其臭辛，其火武以刚，其用以锻金冶陶”。四川《泸州志》则明确指出：“炭层炭质，随地而异，不能一致”。

出于对各个煤层的认识，矿区煤窑的人们，还有针对性地为煤层起了各色各样的名字或俗称。这些名字，很有当地的特色，又通俗易懂，十分有趣。这里摭拾数例，以见一斑：

山东枣庄。光绪《峄县乡土志》上讲，“峄县枣庄煤矿，产额丰富，在山东煤矿实际巨擘。......本炭已发现之煤有六层：第一层煤为紫炭层，二尺五；第二层煤为大炭窑层，三十尺；第三层煤为果子窑层，四尺；第四层煤为泥窑层，五尺五；第五层为直立石窑层，一尺五。”

河北磁县。据康熙《磁州志》载：“煤炭，出州之西山一带。入穴取之数十丈，......砂石尽然后见炭。有三种：初得者为山青，次为大青，末为下架。下架之下则为无炭矣。”这里所讲的山青、大青、下架，是针对煤炭上下的层位来讲的，它们既是煤层的名称，也是本层煤的名称。

四川泸县。《泸县志》中关于本县各地煤窑的煤层名目所记甚祥，而且按地区、分地点，把煤窑的煤层层数、名称、层厚都分别具体开列。如：“五仙山之南面，龙泉寺下至断桥，炭层有六：一、蓍茅，厚五寸至一尺；二、火夹炭，厚七八寸；三、双连，薄者名假双连，天七八寸，底八寸；四、独层子，厚六七寸；五、铁炭，厚四五寸；六、泡炭，八寸至一尺。双连极优，泡炭次之，独层子又次之。其余蓍茅、铁炭以（依）次至火夹石最劣。”又该《志》讲，泸县滩子口、三教寺、豹子岩至阊口坟一带，“炭层有八：一、泥巴炭；二、独炭；三、干子；四、夹亮；五、臭炭；六、假双连；七、双连；八、硬炭。“独层、硬炭最优，可以冶铁”。

北京房山区。北京西山一带的倾斜煤层又称为槽，各槽又都有不同的俗称。据《房山县志》介绍，长沟峪一带煤层共分七槽。依次名称分别为：蚂蚁槽、三合槽、黑煤大槽、腰石大槽、爆煤大槽、红煤槽、封口大槽。而“北安子至车营一带，其槽传有十三”：三合、子儿、黑煤大槽、黑煤小槽、腰石大槽、腰石小槽、梨儿光、爆煤大槽、臭煤槽、红煤槽、封口大槽、封口小槽、二弦。前面所提到的红煤槽、臭煤槽、黑煤槽、腰石槽、封口槽等称呼都是恰如其分的，至今在一些老矿工中还是这个叫法。

山东淄博。这里人们很早就对各煤层的煤有深刻而准确的认识，并有与之相适应的称呼。《博山县志》上讲：“石炭，出黑山及附近处，其类不一。最上者为锻石炭，其次为小石炭、大石炭、灰石炭、黄石炭、青石炭、砟子之类，各适其用焉”。

四川犍为。据《犍为县志》介绍，“犍为之炭苗，分五层”。“第一层为冲顶炭，约二尺厚，质碎，磺重，性猛，价廉，供烧盐之用；第二层谓之磺层炭，约一尺三寸，体重，磺重，火力平常，且不化灰，其价更廉，供土人作烧炭；第三层谓之三层炭，约二尺五寸厚，惟中间夹有石层，火力大，且化白灰，供住户及灶户烧盐之用，并行河道；第四层谓之夹岩炭，一名糠煤，约一尺二寸，火力大，亦化白灰，但因煤层薄，故少有办者，惟土人掘作烧炭；第五层谓之真双层炭，约二尺五寸，火力最佳，为川南第一煤，专行上、下河”。这里把各层煤的优劣作了比较，特别是关于“川南第一煤”的说法，今天应予注意和宣传。

如图：

气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括两种反应类型，即非均相气－固反应和均相的气相反应。

不同的气化工艺对原料的性质要求不同，因此在选择煤气化工艺时，考虑气化用煤的特性及其影响极为重要。气化用煤的性质主要包括煤的反应性、粘结性、结渣性、热稳定性、机械强度、粒度组成以及水分、灰分和硫分含量等。

煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程供热方式等分类，常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有：

1) 固定床气化：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动床气化。

2) 流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气化效率。

3) 气流床气化。它是一种并流气化，用气化剂将粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，然后用泵打入气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应，灰渣以液态形式排出气化炉。

4) 熔浴床气化。它是将粉煤和气化剂以切线方向高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内，把一部分动能传给熔渣，使池内熔融物做螺旋状的旋转运动并气化。目前此气化工艺已不再发展。

以上均为地面气化，还有地下气化工艺。

煤炭气化技术广泛应用于下列领域：

1）作为工业燃气 一般热值为1100－1350大卡热的煤气，采用常压固定床气化炉、流化床气化炉均可制得。主要用于钢铁、机械、卫生、建材、轻纺、食品等部门，用以加热各种炉、窑，或直接加热产品或半成品。

2）作为民用煤气 一般热值在3000－3500大卡，要求CO小于10％，除焦炉煤气外，用直接气化也可得到，采用鲁奇炉较为适用。与直接燃煤相比，民用煤气不仅可以明显提高用煤效率和减轻环境污染，而且能够极大地方便人民生活，具有良好的社会效益与环境效益。出于安全、环保及经济等因素的考虑，要求民用煤气中的H2、CH4、及其它烃类可燃气体含量应尽量高，以提高煤气的热值；而CO有毒其含量应尽量低。

3）作为化工合成和燃料油合成原料气 早在第二次世界大战时，德国等就采用费托工艺（Fischer-Tropsch）合成航空燃料油。随着合成气化工和碳－化学技术的发展，以煤气化制取合成气，进而直接合成各种化学品的路线已经成为现代煤化工的基础，主要包括合成氨、合成甲烷、合成甲醇、醋酐、二甲醚以及合成液体燃料等。

化工合成气对热值要求不高，主要对煤气中的CO、H2等成分有要求，一般德士古气化炉、Shell气化炉较为合适。目前我国合成氨的甲醇产量的50％以上来自煤炭气化合成工艺。

4）作为冶金还原气 煤气中的CO和H2具有很强的还原作用。在冶金工业中，利用还原气可直接将铁矿石还原成海棉铁；在有色金属工业中，镍、铜、钨、镁等金属氧化物也可用还原气来冶炼。因此，冶金还原气对煤气中的CO含量有要求。

5）作为联合循环发电燃气 整体煤气化联合循环发电（简称IGCC）是指煤在加压下气化，产生的煤气经净化后燃烧，高温烟气驱动燃气轮机发电，再利用烟气余热产生高压过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。用于IGCC的煤气，对热值要求不高，但对煤气净化度-如粉尘及硫化物含量的要求很高。与IGCC配套的煤气化一般采用固定床加压气化（鲁奇炉）、气流床气化（德士古）、加压气流（Shell气化炉）广东省 加压流化床气化工艺，煤气热值2200－2500大卡左右。

6）作煤炭气化燃料电池 燃料电池是由H2、天然气或煤气等燃料（化学能）通过电化学反应直接转化为电的化学发电技术。目前主要由磷酸盐型（PAFC）、熔融碳酸盐型(MCFC)、固体氧化物型(SOFC)等。它们与高效煤气化结合的发电技术就是IG-MCFC和IG-SOFC，其发电效率可达53%。

7）煤炭气化制氢 氢气广泛的用于电子、冶金、玻璃生产、化工合成、航空航天、煤炭直接液化及氢能电池等领域，目前世界上96%的氢气来源于化石燃料转化。而煤炭气化制氢起着很重要的作用，一般是将煤炭转化成CO和H2，然后通过变换反应将CO转换成H2和H2O，将富氢气体经过低温分离或变压吸附及膜分离技术，即可获得氢气。

8）煤炭液化的气源 不论煤炭直接液化和间接氧化，都离不开煤炭气化。煤炭液化需要煤炭气化制氢，而可选的煤炭气化工艺同样包括固定床加压Lurgi气化、加压流化床气化和加压气流床气化工艺。