一種瓦斯消除液的組配方法及使用方法
【專利摘要】一種瓦斯消除液的組配方法及使用方法，組配重量百分比為，啤酒33-45%，羧酸34-39%，沒食子酸11-19%，蔗糖12-18%，拓普酵母浸膏5-12%，醋酸鈷4-9%，以上各組份按重量配比之和為100%；徹底改變了現(xiàn)有技術(shù)中“被動防治”的觀念，本發(fā)明屬于“主動防治”范疇，是從根本上也就是在煤尚未進(jìn)行開采時(shí)對瓦斯進(jìn)行治理，在礦井建設(shè)的同時(shí)就可從地面打鉆，瓦斯消除液使煤層在原始狀態(tài)下，能有效分解煤礦瓦斯，降低煤礦瓦斯?jié)舛?，將瓦斯治理在安全范圍?nèi)，確保采掘工作人員的人身安全。
【專利說明】一種瓦斯消除液的組配方法及使用方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及煤礦瓦斯消除【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種瓦斯消除液的組配方法及使用方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]煤炭是我國重要的基礎(chǔ)能源，占全國一次能源消費(fèi)的70%左右，在國民經(jīng)濟(jì)中具有重要的戰(zhàn)略地位，改革開放以來，煤炭工業(yè)取得了長足發(fā)展，產(chǎn)量持續(xù)增長，生產(chǎn)技術(shù)水平逐步提高，安全生產(chǎn)條件有所改善，但仍然存在著增長方式粗放，安全事故多發(fā)，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，環(huán)境治理滯后等問題，特別是安全事故多發(fā)問題令世人關(guān)注，國有重點(diǎn)煤礦中將近一半是高瓦斯煤礦與瓦斯突出礦井，高瓦斯礦井占國內(nèi)礦井的56%以上，特別是淮南、淮北礦務(wù)局、河南平頂山礦務(wù)局、陜西銅川礦務(wù)局以及四川、云南、貴州等礦井，受瓦斯的危害相當(dāng)嚴(yán)重，而且隨著礦井開采范圍的不斷擴(kuò)大及開采深度的增加，瓦斯的危害將越來越嚴(yán)重。
[0005]每年發(fā)生各類瓦斯突出事故100多次，由于對主要災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理尚未掌握，特別是在煤與瓦斯突出的預(yù)測，監(jiān)控等方面，還有許多問題需要深入研究和探索，還不能從根本上杜絕煤礦災(zāi)害的發(fā)生，瓦斯爆炸、瓦斯突出是煤礦安全生產(chǎn)的最大威脅，是各地煤礦最頭疼最難解決的一個(gè)世界性難題，瓦斯事故一旦出現(xiàn)，往往是群死群傷的惡性事故，我國是煤炭生產(chǎn)大國，統(tǒng)計(jì)資料顯示，目前我國每年因瓦斯事故造成死亡的人數(shù)占煤礦死亡人數(shù)的15%以上，經(jīng)濟(jì)損失之大，政治影響之惡劣是其它事故不可比擬的，各煤礦無不把瓦斯治理放在安全工作的首位，不惜在人力、物`力、財(cái)力上的投入，但治理效果仍不理想。
[0006]瓦斯是古代植物在堆積成煤的初期，纖維素和有機(jī)質(zhì)經(jīng)厭氧菌的作用分解而成，在高溫，高壓的環(huán)境中，在成煤的同時(shí)，由于物理和化學(xué)作用，繼續(xù)生成瓦斯，瓦斯是無色，無味，無臭的氣體，主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，另有少量的乙烷，丙烷和丁烷，此外一般還含有硫化氫，二氧化碳，氮和水氣，以及微量的惰性氣體，如氦和氬等，瓦斯難溶于水，不助燃也不能維持呼吸，達(dá)到一定濃度時(shí)，能使人因缺氧而窒息，并能發(fā)生燃燒或爆炸(爆炸界限為5-16%)，部分游離氣態(tài)瓦斯溶入煤體，部分游離氣態(tài)瓦斯粘附到煤體表面，變?yōu)榉怯坞x的固態(tài)瓦斯，煤層中的瓦斯只有10-15%為游離態(tài)氣體瓦斯，85-90%為非游離態(tài)吸附瓦斯。
[0007]現(xiàn)有的技術(shù)中，煤礦在治理瓦斯方面，除正常加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測監(jiān)控外，一是增加工作地點(diǎn)的風(fēng)量，利用新鮮空氣沖淡瓦斯，但風(fēng)量也不是無限制的增加，當(dāng)風(fēng)量達(dá)到一定程度，風(fēng)速過大會將工作地點(diǎn)的粉塵、煤塵吹起，造成工作環(huán)境及人身健康受到損害，且易造成安全隱患。因此，采用增加風(fēng)量來沖淡瓦斯是有限制的，二是對瓦斯進(jìn)行抽放，目前抽放瓦斯的方法很多，局部瓦斯抽放，回采工作面上隅角，灌漿巷及高位巷抽放、采、掘工作面提前預(yù)抽及全礦井綜合瓦斯抽放等?，F(xiàn)有技術(shù)治理瓦斯的方法只是被動防治，如對煤層中瓦斯進(jìn)行抽放，抽出來的瓦斯要經(jīng)過管路、抽放泵等，同時(shí)達(dá)不到發(fā)電要求的瓦斯只能排放到地面大氣中，不僅對環(huán)境造成影響，同時(shí)也存在安全隱患。
[0008]申請?zhí)枮?00410048015.1的專利文件公布了一種煤礦瓦斯爆炸突出治理方法及其配用的瓦斯消溶劑，其瓦斯消溶劑為醋酸和酵母構(gòu)成的水溶液，煤礦瓦斯的主要成份為甲烷(CH4)，其雖是一種最簡單的有機(jī)化合物，但因其分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不活潑，正常情況下不易與其他物質(zhì)發(fā)生理化作用，只有在高溫高壓下才能與某些物質(zhì)成分發(fā)生化學(xué)作用，井下采掘工作面難以形成高溫條件，只能在高壓的條件下借助催化劑和助溶劑的催化助溶作用，才有可能促使甲烷與其它物質(zhì)成分發(fā)生理化反應(yīng)，達(dá)到消溶甲烷的目的，因此，僅憑醋酸和酵母的作用是難以很好的完成對瓦斯的消溶作用的。
[0009]鑒于上述原因，現(xiàn)發(fā)明出一種瓦斯消除液的組配方法及使用方法，能有效分解煤礦瓦斯，降低煤礦瓦斯?jié)舛?，將瓦斯治理在安全范圍?nèi)，確保采掘工作人員的人身安全。
[0010]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種瓦斯消除液的組配方法及使用方法，能有效分解煤礦瓦斯，降低煤礦瓦斯?jié)舛龋瑢⑼咚怪卫碓诎踩秶鷥?nèi)，確保采掘工作人員的人身安全。
[0012]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:一種瓦斯消除液的組配方法及使用方法，組配重量百分比為，啤酒33-45%，羧酸34-39%，沒食子酸11_19%，蔗糖12_18%，拓普酵母浸膏5-12%，醋酸鈷4-9%，以上各組份按重量配比之和為100%。
[0013]組配重量百分比為，啤酒38-45%，羧酸34-36%，沒食子酸11_14%，蔗糖12_15%，拓普酵母浸膏5-9%，醋酸鈷4-6%，以上各組份按重量配比之和為100%。
組配重量百分比為，啤酒37-42%，羧酸37-39%，沒食子酸13_17%，蔗糖15_18%，拓普酵母浸膏7-12%，醋酸鈷6-9%，以上各組份按重量配比之和為100%。
[0014]組配重量百分比為，啤酒37-42%，羧酸34-37%，沒食子酸13_19%，蔗糖14_18%，拓普酵母浸膏9-12%，醋酸鈷4-7%，以上各組份按重量配比之和為100%。
組配重量百分比為，啤酒優(yōu)選37-41%，羧酸優(yōu)選37-39%，沒食子酸優(yōu)選11_15%，蔗糖優(yōu)選13-16%，拓普酵母浸膏優(yōu)選7-12%，醋酸鈷優(yōu)選4-5%，以上各組份按重量配比之和為100%，備用；在煤體3-4m2的工作面打兩個(gè)灌注孔，兩個(gè)灌注孔的距離為2m，灌注孔孔徑為50-70mm,孔深20_40m,分別將封孔器固定于灌注孔中，按Im3煤加入0.5-1.2kg瓦斯消除液，計(jì)算出灌注孔的深度所需用的瓦斯消除液和注水量，取備用的消除液，常用優(yōu)選為23-32kg，水為消除液的10-15倍，注水量大于3噸，在高壓下進(jìn)行乳化，將培養(yǎng)好的甲烷氧化菌灌入乳化液，生物量濕重為50g/L，用注液泵在注液壓力8-16MPa條件下將乳化后的瓦斯消除液經(jīng)封孔器注入煤體，待瓦斯消除液從煤壁滲出后停止注射，2小時(shí)后，將氮?dú)饧訅哼_(dá)到IOObp形成高壓液氮，液氮的溫度為-186度，注入液氮5-8L，液氮將瓦斯置換成沼氣，沼氣從灌注孔向外涌出，收集沼氣，反應(yīng)6-7個(gè)小時(shí)，可進(jìn)行采掘工作。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:適用煤層狀況，瓦斯噴出量超高，注水無效，在打鉆時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆孔噴煤，夾鉆，頂鉆桿，鉆桿昌白煙，在放炮前，放炮后，發(fā)現(xiàn)瓦斯忽大忽小的，煤壁內(nèi)響炮聲或在掘進(jìn)工作面量太小，可以本發(fā)明進(jìn)行治理。[0016]啤酒含有豐富的醇類，蔗糖可分解生成多種脂類物質(zhì)，可提供多種參與反應(yīng)的起始物質(zhì)及中間產(chǎn)物，有利于甲烷的快速消解，轉(zhuǎn)化；羧酸可分解乙酸，乙酸可與瓦斯中的醇反應(yīng)生成酯；沒食子酸為有機(jī)酸，可有利于煤層中甲烷氧化菌的快速增殖，而甲烷氧化菌可直接將甲烷氧化生成C02，分解后產(chǎn)生多種液態(tài)的或易溶于水的物質(zhì)，如酯類等，大量的甲烷被轉(zhuǎn)化，吸納，分解，從而大降低了煤層瓦斯的含量；拓普酵母浸膏也可提供多種參與反應(yīng)的起始物質(zhì)及中間產(chǎn)物，促進(jìn)生物化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)加快化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的速度。
[0017]瓦斯在醋酸鈷的催化作用下，瓦斯與煤層中的氧氣，氮?dú)?，二氧化碳等氣體發(fā)生化合作用，生成無毒無害的液態(tài)化合物，消化吸收煤層中的大量瓦斯，使煤層中的部分瓦斯被轉(zhuǎn)化，使煤層瓦斯含量大量減少，從而降低了煤層中瓦斯含量；反應(yīng)后排出的氣體主要有:氧氣，氮?dú)?，二氧化碳，甲烷濃度降低?.5%。
[0018]瓦斯消溶液注入煤層有兩個(gè)重要作用:一是浸潤煤體，降低采掘過程中的煤塵產(chǎn)生量，對改善工作環(huán)境，保護(hù)工人身體健康、提高工人工作效率、防止煤塵爆炸有重要作用；二是注水能部分降低工作面瓦斯涌出量，對防止瓦斯?jié)舛瘸抻幸欢ㄗ饔谩?br> [0019]甲烷氧化菌是以甲烷為唯一碳源和能源好氧菌，可以用來控制和降低煤礦中的瓦斯含量，在一定程度上達(dá)到安全生產(chǎn)的目的，采用的微生物菌種是從高濃度甲烷環(huán)境中篩選出來的高效甲烷氧化菌的混合培養(yǎng)物，添加到微生物載體中用于降低煤礦空氣中的甲烷濃度，可降低瓦斯含量70-95%，利用的甲烷氧化菌降解甲烷的方法去除甲烷，將甲烷氧化為二氧化碳和水，分解后產(chǎn)生多種液態(tài)的或易溶于水的物質(zhì)，如酯類等，大量的甲烷被轉(zhuǎn)化，吸納，分解，從而大降低了煤層瓦斯的含量。
[0020]利用甲烷氧化菌的氧化作用去除甲烷，甲烷氧化菌可以采用現(xiàn)代生物技術(shù)大量擴(kuò)大培養(yǎng)；利用脂類和醇類物質(zhì)作為甲烷氧化菌的微生物載體，去除瓦斯效率高；反應(yīng)生成產(chǎn)物為水和二氧化碳，無須再處理，既降低瓦斯爆炸的危險(xiǎn)，又減少了甲烷作為溫室氣體的排放。
[0021]氮?dú)庠诿旱V防災(zāi)減災(zāi)方面應(yīng)用較廣泛，主要應(yīng)用在火災(zāi)區(qū)域注氮?dú)饨档脱鯕夂縼磉_(dá)到滅火目的，而如果將氮?dú)庥迷谥卫硗咚股?，可有效降低瓦斯含?0%以上，用氣體加壓泵，將氮?dú)饧訅哼_(dá)到IOObp左右，使其形成高壓液氮，可形成-186度低溫，注入到煤體后凍裂煤體，或高壓沖破煤體，使壓力飽和后暫時(shí)關(guān)閉閥門，讓高壓液氮在煤體中以氣體形式緩慢的揮發(fā)釋放，并將瓦斯置換成沼氣，這種置換可將煤體中處于吸附狀態(tài)的瓦斯沖擊活動成游離狀態(tài)的沼氣，沼氣隨著氮?dú)獾尼尫哦蛎后w外釋放，這種釋放有利于提高風(fēng)流排瓦斯的效率，或有利于提高瓦斯抽放效率，二是氮?dú)庠诿后w中釋放過程中伴有沼氣的釋放，相對含量較高的氮?dú)饪梢砸种苹蚪档屯咚沟谋ń缇€，三是高壓液氮在煤體中可對煤體施壓，使之形成正壓，減少周圍煤巖中沼氣向備采面煤體涌入，四是高壓液氮溫度非常低，可達(dá)到186度，可對溫度較高的煤體起到降溫作用，氮?dú)饪山档兔后w的瓦斯含量70-95%。
[0022]以上作用使煤層中游離氣態(tài)瓦斯含量大減少，壓力大降低，從根本上解除了瓦斯突出的動力源，瓦斯突出問題得到了較好的解決。
[0023]本發(fā)明徹底改變了現(xiàn)有技術(shù)中“被動防治”的觀念，本發(fā)明屬于“主動防治”范疇，是從根本上也就是在煤尚未進(jìn)行開采時(shí)對瓦斯進(jìn)行治理，在礦井建設(shè)的同時(shí)就可從地面打鉆，瓦斯消除液使煤層在原始狀態(tài)下，就將瓦斯治理在安全范圍內(nèi)。
[0024]本發(fā)明所選用的原材料均為市場上可購買到的化工原材料，原料易得、價(jià)格低廉；瓦斯消除液與瓦斯反應(yīng)所產(chǎn)生的脂質(zhì)有機(jī)物是液態(tài)脂質(zhì)化合物也屬無毒、無害，對人體及環(huán)境均無任何影響，屬于綠色無公害產(chǎn)品。
[0025]【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
實(shí)施例1
組配重量百分比為，啤酒33-45%，羧酸34-39%，沒食子酸11_19%，蔗糖12_18%，拓普酵母浸膏5-12%，醋酸鈷4-9%，以上各組份按重量配比之和為100%。
[0027]實(shí)施例2
組配重量百分比為，啤酒38-45%，羧酸34-36%，沒食子酸11_14%，蔗糖12_15%，拓普酵母浸膏5-9%，醋酸鈷4-6%，以上各組份按重量配比之和為100%。
實(shí)施例3
組配重量百分比為，啤酒37-42%，羧酸37-39%，沒食子酸13_17%，蔗糖15_18%，拓普酵母浸膏7-12%，醋酸鈷6-9%，以上各組份按重量配比之和為100%。
實(shí)施例4
組配重量百分比為，啤酒37-42%，羧酸34-37%，沒食子酸13_19%，蔗糖14_18%，拓普酵母浸膏9-12%，醋酸鈷4-7%，以上各組份按重量配比之和為100%。
實(shí)施例5
組配重量百分比為，啤酒優(yōu)選37-41%，羧酸優(yōu)選37-39%，沒食子酸優(yōu)選11_15%，蔗糖優(yōu)選13-16%，拓普酵母浸膏優(yōu)選7-12%，醋酸鈷優(yōu)選4-5%，以上各組份按重量配比之和為100%，備用；在煤體3-4m2的工作面打兩個(gè)灌注孔，兩個(gè)灌注孔的距離為2m，灌注孔孔徑為50-70mm,孔深20_40m,分別將封孔器固定于灌注孔中，按Im3煤加入0.5-1.2kg瓦斯消除液，計(jì)算出灌注孔的深度所需用的瓦斯消除液和注水量，取備用的消除液，常用優(yōu)選為23-32kg，水為消除液的10-15倍，注水量大于3噸，在高壓下進(jìn)行乳化，將培養(yǎng)好的甲烷氧化菌灌入乳化液，生物量濕重為50g/L，用注液泵在注液壓力8-16MPa條件下將乳化后的瓦斯消除液經(jīng)封孔器注入煤體，待瓦斯消除液從煤壁滲出后停止注射，2小時(shí)后，將氮?dú)饧訅哼_(dá)到IOObp形成高壓液氮，液氮的溫度為-186度，注入液氮5-8L，液氮將瓦斯置換成沼氣，沼氣從灌注孔向外涌出，收集沼氣，反應(yīng)6-7個(gè)小時(shí)，可進(jìn)行采掘工作。
【權(quán)利要求】
1.一種瓦斯消除液的組配方法，其特征在于:組配重量百分比為，啤酒33-45%，羧酸34-39%，沒食子酸11-19%，蔗糖12-18%，拓普酵母浸膏5_12%，醋酸鈷4_9%，以上各組份按重量配比之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瓦斯消除液的組配方法，其特征在于:組配重量百分比為，啤酒38-45%，羧酸34-36%，沒食子酸11_14%，蔗糖12_15%，拓普酵母浸膏5_9%，醋酸鈷4-6%，以上各組份按重量配比之和為100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瓦斯消除液的組配方法，其特征在于:組配重量百分比為，啤酒37-42%，羧酸37-39%，沒食子酸13_17%，蔗糖15_18%，拓普酵母浸膏7_12%，醋酸鈷6-9%，以上各組份按重量配比之和為100%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瓦斯消除液的組配方法，其特征在于:組配重量百分比為，啤酒37-42%，羧酸34-37%，沒食子酸13_19%，蔗糖14_18%，拓普酵母浸膏9_12%，醋酸鈷4-7%，以上各組份按重量配比之和為100%。
5.一種瓦斯消除液的使用方法，其特征在于:組配重量百分比為，啤酒優(yōu)選37-41%，羧酸優(yōu)選37-39%，沒食子酸優(yōu)選11-15%，蔗糖優(yōu)選13-16%，拓普酵母浸膏優(yōu)選7_12%，醋酸鈷優(yōu)選4-5%，以上各組份按重量配比之和為100%，備用；在煤體3-4m2的工作面打兩個(gè)灌注孔，兩個(gè)灌注孔的距離為2m，灌注孔孔徑為50-70mm，孔深20_40m，分別將封孔器固定于灌注孔中，按Im3煤加入0.5-1.2kg瓦斯消除液，計(jì)算出灌注孔的深度所需用的瓦斯消除液和注水量，取備用的消除液，常用優(yōu)選為23-32kg，水為消除液的10-15倍，注水量大于3噸，在高壓下進(jìn)行乳化，將培養(yǎng)好的甲烷氧化菌灌入乳化液，生物量濕重為50g/L，用注液泵在注液壓力8-16MPa條件下將乳化后的瓦斯消除液經(jīng)封孔器注入煤體，待瓦斯消除液從煤壁滲出后停止注射，2小時(shí)后，將氮?dú)饧訅哼_(dá)到IOObp形成高壓液氮，液氮的溫度為-186度，注入液氮5-8L，液氮將瓦斯置換成沼氣，沼氣從灌注孔向外涌出，收集沼氣，反應(yīng)6-7個(gè)小時(shí)，可進(jìn)行采掘工作。
【文檔編號】E21F7/00GK103437807SQ201310385573
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】劉正魁 申請人:劉正魁