CN103437800A

CN103437800A - 一种瓦斯速溶消除液的组配方法及使用方法

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Publication number: CN103437800A
Application number: CN2013103837282A
Authority: CN
Inventors: 刘正魁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2013-12-11

Abstract

一种瓦斯速溶消除液的组配方法及使用方法，组配重量百分比为，羧酸32-47%，植物蛋白26-33%，蔗糖12-18%，明矾7-15%，碳酸钠7-12%，碳酸氢钠9-15%，果绿4-8%，碳酸钙5-9%，以上各组份按重量配比之和为100%；彻底改变了现有技术中“被动防治”的观念，本发明属于“主动防治”范畴，是从根本上也就是在煤尚未进行开采时对瓦斯进行治理，在矿井建设的同时就可从地面打钻，瓦斯消除液使煤层在原始状态下，能有效分解煤矿瓦斯，降低煤矿瓦斯浓度，将瓦斯治理在安全范围内，确保采掘工作人员的人身安全。

Description

一种瓦斯速溶消除液的组配方法及使用方法

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯消除技术领域，尤其是一种瓦斯速溶消除液的组配方法及使用方法。

背景技术

煤炭是我国重要的基础能源，占全国一次能源消费的70%左右，在国民经济中具有重要的战略地位，改革开放以来，煤炭工业取得了长足发展，产量持续增长，生产技术水平逐步提高，安全生产条件有所改善，但仍然存在着增长方式粗放，安全事故多发，资源浪费严重，环境治理滞后等问题，特别是安全事故多发问题令世人关注，国有重点煤矿中将近一半是高瓦斯煤矿与瓦斯突出矿井，高瓦斯矿井占国内矿井的56%以上，特别是淮南、淮北矿务局、河南平顶山矿务局、陕西铜川矿务局以及四川、云南、贵州等矿井，受瓦斯的危害相当严重，而且随着矿井开采范围的不断扩大及开采深度的增加，瓦斯的危害将越来越严重。

每年发生各类瓦斯突出事故100多次，由于对主要灾害的发生机理尚未掌握，特别是在煤与瓦斯突出的预测，监控等方面，还有许多问题需要深入研究和探索，还不能从根本上杜绝煤矿灾害的发生，瓦斯爆炸、瓦斯突出是煤矿安全生产的最大威胁，是各地煤矿最头疼最难解决的一个世界性难题，瓦斯事故一旦出现，往往是群死群伤的恶性事故，我国是煤炭生产大国，统计资料显示，目前我国每年因瓦斯事故造成死亡的人数占煤矿死亡人数的15%以上，经济损失之大，政治影响之恶劣是其它事故不可比拟的，各煤矿无不把瓦斯治理放在安全工作的首位，不惜在人力、物力、财力上的投入，但治理效果仍不理想。

瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成，在高温，高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯，瓦斯是无色，无味，无臭的气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷，丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢，二氧化碳，氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等，瓦斯难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸（爆炸界限为5-16%），部分游离气态瓦斯溶入煤体，部分游离气态瓦斯粘附到煤体表面，变为非游离的固态瓦斯，煤层中的瓦斯只有10-15%为游离态气体瓦斯，85-90%为非游离态吸附瓦斯。

现有的技术中，煤矿在治理瓦斯方面，除正常加强瓦斯监测监控外，一是增加工作地点的风量，利用新鲜空气冲淡瓦斯，但风量也不是无限制的增加，当风量达到一定程度，风速过大会将工作地点的粉尘、煤尘吹起，造成工作环境及人身健康受到损害，且易造成安全隐患。因此，采用增加风量来冲淡瓦斯是有限制的，二是对瓦斯进行抽放，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，灌浆巷及高位巷抽放、采、掘工作面提前预抽及全矿井综合瓦斯抽放等。现有技术治理瓦斯的方法只是被动防治，如对煤层中瓦斯进行抽放，抽出来的瓦斯要经过管路、抽放泵等，同时达不到发电要求的瓦斯只能排放到地面大气中，不仅对环境造成影响，同时也存在安全隐患。

申请号为200410048015.1的专利文件公布了一种煤矿瓦斯爆炸突出治理方法及其配用的瓦斯消溶剂，其瓦斯消溶剂为醋酸和酵母构成的水溶液，煤矿瓦斯的主要成份为甲烷（CH4），其虽是一种最简单的有机化合物，但因其分子结构稳定不活泼，正常情况下不易与其他物质发生理化作用，只有在高温高压下才能与某些物质成分发生化学作用，井下采掘工作面难以形成高温条件，只能在高压的条件下借助催化剂和助溶剂的催化助溶作用，才有可能促使甲烷与其它物质成分发生理化反应，达到消溶甲烷的目的，因此，仅凭醋酸和酵母的作用是难以很好的完成对瓦斯的消溶作用的。

鉴于上述原因，现发明出一种瓦斯速溶消除液的组配方法及使用方法，能有效分解煤矿瓦斯，降低煤矿瓦斯浓度，将瓦斯治理在安全范围内，确保采掘工作人员的人身安全。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种瓦斯速溶消除液的组配方法及使用方法，能有效分解煤矿瓦斯，降低煤矿瓦斯浓度，将瓦斯治理在安全范围内，确保采掘工作人员的人身安全。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种瓦斯速溶消除液的组配方法及使用方法，组配重量百分比为，羧酸32-47%，植物蛋白26-33%，蔗糖12-18%，明矾7-15%，碳酸钠7-12%，碳酸氢钠9-15%，果绿4-8%，碳酸钙5-9%，以上各组份按重量配比之和为100%。

组配重量百分比为，羧酸36-47%，植物蛋白29-33%，蔗糖15-18%，明矾9-15%，碳酸钠7-9%，碳酸氢钠11-15%，果绿4-8%，碳酸钙7-9%，以上各组份按重量配比之和为100%。

组配重量百分比为，羧酸32-42%，植物蛋白26-30%，蔗糖12-15%，明矾9-15%，碳酸钠9-12%，碳酸氢钠9-12%，果绿4-6%，碳酸钙5-9%，以上各组份按重量配比之和为100%。

组配重量百分比为，羧酸32-47%，植物蛋白26-33%，蔗糖16-18%，明矾7-10%，碳酸钠9-12%，碳酸氢钠12-15%，果绿5-8%，碳酸钙5-7%，以上各组份按重量配比之和为100%。

植物蛋白为谷类，豆类，坚果类，大米的粉末状物质。

组配重量百分比为，羧酸优选38-41%，植物蛋白优选27-29%，蔗糖优选15-18%，明矾优选9-11%，碳酸钠优选10-12%，碳酸氢钠优选9-11%，果绿优选4-5%，碳酸钙优选6-8%，以上各组份按重量配比之和为100%，备用；采掘煤体的甲烷浓度在1-10%之间，在煤体2-3m²的工作面打两个灌注孔，两个灌注孔的距离为1.5m，灌注孔孔径为50-70mm，孔深5-20m，分别将封孔器固定于灌注孔中，按1m³煤加入1.0-1.5kg瓦斯消除液，计算出灌注孔的深度所需用的瓦斯消除液和注水量，取备用的消除液，常用优选为8-14kg，水为消除液的10-15倍，注水量大于1吨，在高压下乳化后，用注液泵在注液压力8-16MPa条件下将乳化后的瓦斯消除液经封孔器注入煤体，待瓦斯消除液从煤壁渗出后停止注射，反应5-6个小时，70-80%的甲烷可去除，可进行采掘工作。

本发明的有益效果是：植物蛋白和蔗糖含有丰富的醇类，脂类物质，可提供多种参与反应的起始物质及中间产物，有利于甲烷的快速消解，转化；羧酸可分解乙酸，乙酸可与瓦斯中的醇反应生成酯；乙酸为有机酸，可有利于煤层中甲烷氧化菌的快速增殖，而甲烷氧化菌可直接将甲烷氧化生成CO2，分解后产生多种液态的或易溶于水的物质，如酯类等，大量的甲烷被转化，吸纳，分解，从而大降低了煤层瓦斯的含量；明矾和碳酸钠可加快化学反应的速度。

碳酸氢钠可提供多种参与反应的起始物质及中间产物，促进生物化学反应的进行。

在瓦斯消溶液中果绿的催化作用下，瓦斯与煤层中的氧气，氮气，二氧化碳等气体发生化合作用，生成无毒无害的液态酯质化合物氨基酸酯，使煤层中的部分瓦斯被转化，从而降低了煤层中瓦斯含量，反应后排出的气体主要有：氧气，氮气，二氧化碳，甲烷浓度降低为1.5%，碳酸钙为表面活性剂，有较强的亲水作用，能使瓦斯消溶剂在水中均匀分散，可协助较快地将瓦斯分裂破坏。

瓦斯消溶液注入煤层有两个重要作用：一是浸润煤体，降低采掘过程中的煤尘产生量，对改善工作环境，保护工人身体健康、提高工人工作效率、防止煤尘爆炸有重要作用；二是注水能部分降低工作面瓦斯涌出量，对防止瓦斯浓度超限有一定作用；以上作用使煤层中游离气态瓦斯含量大减少，压力大降低，从根本上解除了瓦斯突出的动力源，瓦斯突出问题得到了较好的解决。

本发明彻底改变了现有技术中“被动防治”的观念，本发明属于“主动防治”范畴，是从根本上也就是在煤尚未进行开采时对瓦斯进行治理，在矿井建设的同时就可从地面打钻，瓦斯消除液使煤层在原始状态下，就将瓦斯治理在安全范围内。

本发明所选用的原材料均为市场上可购买到的化工原材料，原料易得、价格低廉；瓦斯消除液与瓦斯反应所产生的脂质有机物是液态脂质化合物也属无毒、无害，对人体及环境均无任何影响，属于绿色无公害产品，符合环保要求，瓦斯消溶剂生产所使用的原料无毒无害，化学转化产生的化合物亦为无毒无害物质，对煤质和煤的使用无不良影响，符合环保的要求，相反使用中会产生一种香味，对解决工人干活中常出现的口干、喉疼、怕呛等问题有缓解作用，深受采掘工作的欢迎。

具体实施方式

下面结合具体实施方式与实施例对本发明作进一步详细说明：

实施例1

组配重量百分比为，羧酸32-47%，植物蛋白26-33%，蔗糖12-18%，明矾7-15%，碳酸钠7-12%，碳酸氢钠9-15%，果绿4-8%，碳酸钙5-9%，以上各组份按重量配比之和为100%。

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

植物蛋白为谷类，豆类，坚果类，大米的粉末状物质。

实施例6

Claims

1.一种瓦斯速溶消除液的组配方法，其特征在于：组配重量百分比为，羧酸32-47%，植物蛋白26-33%，蔗糖12-18%，明矾7-15%，碳酸钠7-12%，碳酸氢钠9-15%，果绿4-8%，碳酸钙5-9%，以上各组份按重量配比之和为100%。

2.根据权利要求1所述的一种瓦斯速溶消除液的组配方法，其特征在于：组配重量百分比为，羧酸36-47%，植物蛋白29-33%，蔗糖15-18%，明矾9-15%，碳酸钠7-9%，碳酸氢钠11-15%，果绿4-8%，碳酸钙7-9%，以上各组份按重量配比之和为100%。

3.根据权利要求1所述的一种瓦斯速溶消除液的组配方法，其特征在于：组配重量百分比为，羧酸32-42%，植物蛋白26-30%，蔗糖12-15%，明矾9-15%，碳酸钠9-12%，碳酸氢钠9-12%，果绿4-6%，碳酸钙5-9%，以上各组份按重量配比之和为100%。

4.根据权利要求1所述的一种瓦斯速溶消除液的组配方法，其特征在于：组配重量百分比为，羧酸32-47%，植物蛋白26-33%，蔗糖16-18%，明矾7-10%，碳酸钠9-12%，碳酸氢钠12-15%，果绿5-8%，碳酸钙5-7%，以上各组份按重量配比之和为100%。

5.根据权利要求1所述的一种瓦斯速溶消除液的组配方法，其特征在于：植物蛋白为谷类，豆类，坚果类，大米的粉末状物质。

6.一种瓦斯速溶消除液的使用方法，其特征在于：组配重量百分比为，羧酸优选38-41%，植物蛋白优选27-29%，蔗糖优选15-18%，明矾优选9-11%，碳酸钠优选10-12%，碳酸氢钠优选9-11%，果绿优选4-5%，碳酸钙优选6-8%，以上各组份按重量配比之和为100%，备用；采掘煤体的甲烷浓度在1-10%之间，在煤体2-3m²的工作面打两个灌注孔，两个灌注孔的距离为1.5m，灌注孔孔径为50-70mm，孔深5-20m，分别将封孔器固定于灌注孔中，按1m³煤加入1.0-1.5kg瓦斯消除液，计算出灌注孔的深度所需用的瓦斯消除液和注水量，取备用的消除液，常用优选为8-14kg，水为消除液的10-15倍，注水量大于1吨，在高压下乳化后，用注液泵在注液压力8-16MPa条件下将乳化后的瓦斯消除液经封孔器注入煤体，待瓦斯消除液从煤壁渗出后停止注射，反应5-6个小时，70-80%的甲烷可去除，可进行采掘工作。