CN109523894A - 一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置及方法，包括分别与耐压绝热实验箱连接的注气系统、注液系统、抽气系统和测温测压系统，所述注气系统包括并列设置的氧气瓶、氮气瓶和甲烷瓶，所述注液系统包括生物制剂配置箱，所述抽气系统包括与耐压绝热实验箱分别连通的微型抽气泵和微型真空泵，微型抽气泵连接有气相色谱仪，所述测温测压系统包括设置在耐压绝热实验箱内的多个测温探头和温度测试仪，还包括设置在耐压绝热实验箱内的压力传感器，所述测温探头通过热电阻导线束连接温度测试仪，温度测试仪、压力传感器和气相色谱仪均与计算机分析系统连接。本发明装置结构简单，数据采集方便，能够为瓦斯与火共生灾害致灾机理其它相关实验研究提供数据基础。

Description

一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置及方法

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯与火共生灾害防治实验领域，具体涉及一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置及方法。

背景技术

据调查，全国近三分之一的煤矿存在高瓦斯和煤自燃发生共生灾害的风险。目前，对共生灾害防治最直接的手段就是：一方面采用各种采前、采中和采后抽采措施进行瓦斯抽采，使用如深孔爆破、水力压裂、水力割缝等辅助措施进行卸压增透。总之，就是极力抽采及风排；另一方面，采用封堵、均压、惰性气体、阻化剂、三相泡沫、高分子材料、高分子泡沫等技术进行煤自燃防治，这些措施对瓦斯与火共生灾害防治起到了一定的作用，但是随着煤矿开采深度的增加，煤层瓦斯防治难度逐渐增大，瓦斯与火共生灾害更趋严重。

为了研究一种新型瓦斯与火防治技术，本发明利用生物技术增透煤体、降解瓦斯并产生二氧化碳和水的核心原理，构建实验系统模拟生物技术对煤岩体的增透卸压效应、瓦斯的降解效应、产生的二氧化碳和水对煤自燃的影响效应，为瓦斯与火共生灾害防治提供一种新的技术参考及理论依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，该实验装置结构简单，使用方便，数据采集简单快捷，采集的实验数据准确，装置安装简便，能为瓦斯与火共生灾害防治提供一种新的技术参考及理论依据。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，其特征在于，包括耐压绝热实验箱和分别与耐压绝热实验箱连接的注气系统、注液系统、抽气系统和测温测压系统；

所述耐压绝热实验箱是用保温和隔热材料制成的双层内空长方体，所述耐压绝热实验箱的外部尺寸为240cm×200cm×180cm(长×宽×高)，耐压绝热实验箱内层使用耐温多孔板制成的长方体，所述耐压绝热实验箱内层的尺寸为220cm×180cm×150cm(长×宽×高)，耐压绝热实验箱外层的外壁上刻有以5cm为变化单元格的刻度线，其中0刻度与所述耐压绝热实验箱内层的底面平齐，所述耐压绝热实验箱底部开设有取液孔，所述取液孔连接液体收集罐，所述耐压绝热实验箱顶部设置有用于开启耐压绝热实验箱顶盖的闭锁螺栓；

所述注气系统包括氧气瓶、氮气瓶和甲烷瓶，所述注气系统通过注气高压管连接耐压绝热实验箱，所述注气高压管一端伸入耐压绝热实验箱的内外层之间的空腔，另一端分叉分别连接氧气瓶、氮气瓶和甲烷瓶；

所述注液系统包括生物制剂配置箱，所述生物制剂配置箱通过注液高压管与所述耐压绝热实验箱连接，所述所述的生物制剂配制箱采用耐腐蚀、质量轻的玻璃材料制成，形状为长方体，外部尺寸为80cm×60cm×40cm(长×宽×高)，所述生物制剂配制箱上部开口并在开口处悬挂有可卸式自动搅拌器。

所述抽气系统包括微型抽气泵和微型真空泵，所述抽气系统通过抽气高压管连接所述耐压绝热实验箱，抽气高压管的一端伸入耐压绝热实验箱的内外层之间的空腔，另一端分别连接微型抽气泵和微型真空泵，抽气高压管伸入耐压绝热实验箱的内外层之间空腔的一端安装有错位多孔球体，所述微型抽气泵通过高压管连接用于检测分析抽入气体组分的气相色谱仪；

所述测温测压系统包括设置在耐压绝热实验箱内不同刻度线位置的多个测温探头和温度测试仪，还包括设置在耐压绝热实验箱内的压力传感器，所述测温探头通过热电阻导线束连接温度测试仪；

所述温度测试仪、压力传感器和气相色谱仪均与计算机分析系统连接。

优选地，所述注液高压管伸入耐压绝热实验箱的一端安装有喷头，所述喷头靠近所述耐压绝热实验箱的顶部，且位于所述耐压绝热实验箱的中心位置上。

优选地，所述生物制剂配置箱内安装有自动搅拌器。

优选地，所述错位多孔球体由错位多孔球体内壁、错位多孔球体外壁和干燥海绵构成，所述错位多孔球体内壁和错位多孔球体外壁均由耐温多孔材料制成，且错位多孔球体内壁上的孔和错位多孔球体外壁上的孔位置形成错位，所述干燥海绵填充在错位多孔球体内壁和错位多孔球体外壁之间，所述错位多孔球体用于吸收抽出气体内的水分。

优选地，所述注液高压管上沿生物制剂流向依次设置有过滤器、球阀A、乳化泵、压力表和液体流量计。

优选地，所述微型抽气泵和气相色谱仪之间的抽气高压管上沿抽气方向依次设置有减压阀D、旋进漩涡流量计E和针阀E，连接所述微型真空泵的高压管上安装有球阀B，所述旋进漩涡流量计能记录流入流出气体的压力、流量、温度参数。

优选地，所述氧气瓶的出气口连接的注气高压管上沿气体输送方向依次设置有减压阀A、旋进漩涡流量计A和针阀A；所述氮气瓶的出气口连接的注气高压管上沿气体输送方向依次设置有减压阀B、旋进漩涡流量计B和针阀B；所述甲烷瓶的出气口连接的注气高压管上沿气体输送方向依次设置有减压阀C、旋进漩涡流量计C和针阀C；连接所述注气系统和耐压绝热实验箱的注气高压管沿气体流向依次设置有针阀D和旋进漩涡流量计D。

优选地，所述取液孔和液体收集罐之间安装有球阀C。

优选地，所述耐压绝热实验箱上穿过高压管和热电阻导线束的位置均设置密封圈，保证耐压绝热实验箱内部的气密性。

本发明提供的一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，其模拟实验方法有以下步骤：

第一步：前期准备

准备a、制定煤样：按照标准制样的要求，将取样点选取的新鲜煤样进行粉碎，达到实验方案要求的粒度或目数后进行密封保存，同时，选取新鲜煤样进行工业分析，测定相关基础参数并记录存档；

准备b、注液系统检测：首先，关闭注气系统、抽气系统和球阀A，检查过滤器和喷头是否堵塞；其次，将一定量的清水倒入生物制剂配制箱中，打开自动搅拌器、球阀A和乳化泵并间歇式调整注液压力和流量，观察喷头喷洒范围是否有效覆盖耐压绝热实验箱内部腔体；同时，观察注液高压管各连接处是否漏液，并做好注液压力数据和流量数据的记录；最后，打开球阀C放掉耐压绝热实验箱中的清水并用干布擦拭干净；

准备c、测温系统及测压装置检测：首先，检查各检测点的测温探头与热电阻导线束是否连接完好，检查压力传感器是否连接完好；其次，打开温度分析仪及计算机分析系统，将检测结果与室外温度计及压力计读数进行比较，从而判定装置和系统的完好性；

准备d、注气系统和抽气系统的气密性检测：首先，检查错位多孔球体是否堵塞以及干燥海绵是否干燥，打开氮气瓶连接的减压阀B、针阀B和针阀D,向耐压绝热实验箱中注入氮气，根据注入流量、腔体体积、压力参数计算所需注入氮气量；停止注气并在3h后进行压力观测；其次，启动微型抽气泵，打开减压阀E和针阀D，并打开气相色谱仪和计算机分析系统进行分析记录，根据守恒定律进行分析判断装置的气密性；最后，启动微型真空泵将耐压绝热实验箱内腔抽至真空状态；

第二步：放入煤样

关闭注气系统、注液系统和抽气系统，将密封保存完好的新鲜煤样快速装入耐压绝热实验箱并根据刻度线记录装入的煤样厚度，同时拧紧闭锁螺栓；

第三步：真空抽气

打开球阀B，启动微型真空泵对耐压绝热实验箱装有煤样的内腔进行快速抽气，待其进入真空状态后关闭球阀B和微型真空泵；

第四步：生物制剂配制

将生物制剂与水按照实验所需比例投入生物制剂配制箱中，打开自动搅拌器进行自动搅拌；

第五步：注气和注液

按照实验方案要求，将一定比例的甲烷和氧气注入耐压绝热实验箱，同时打开球阀A和乳化泵，通过喷头对煤样进行喷洒，同时，利用压力表和液体流量计记录注液压力和流量参数；

第六步：记录和分析

实验开始后，打开温度分析仪、气相色谱仪和计算机分析系统进行记录和分析各测点温度、气体组分及其百分比含量和反应压力等相关参数，同时，按实验方案要求，打开球阀C，利用液体收集罐收集实验反应过程中渗流在耐压绝热实验箱底部的液体用来做有机质及生物活性实验分析。

与现有技术相比本发明具有以下优点：

1、本发明提供的实验装置结构简单，使用方便，数据采集简单快捷，采集的实验数据准确，装置安装简便，能为瓦斯与火共生灾害防治提供一种新的技术参考及理论依据。

2、本发明提供的实验装置及方法利用生物技术增透煤体、降解瓦斯并产生二氧化碳和水的核心原理，构建实验系统模拟生物技术对煤岩体的增透卸压效应、瓦斯的降解效应、产生的二氧化碳和水对煤自燃的影响效应，实验装置核心原理安全可靠，易于操作。

3、本发明提供的实验装置由于通过多个测温探头和压力传感器来记录耐压绝热实验箱内的实验数据，通过液体收集罐中收集到的实验反应过程中渗流在耐压绝热实验箱底部的液体来做有机质及生物活性实验分析，从而实验数据的获取简单快捷，精准可靠。

4、本发明提供的实验装置中的生物制剂通过喷头喷洒在耐压绝热实验箱内层中的煤样上，能保证生物制剂与煤样充分接触进而充分反应，使得实验结果更加精准。

5、本发明提供的实验装置中设计了错位多孔球体，所述错位多孔球体呈球形，干燥海绵填充在错位多孔球体内壁和错位多孔球体外壁之间，能吸收抽气系统工作时吸入的水分，一方面能使气相色谱仪的记录数据结果更加精确，提高实验结果准确性，另一方面能保护微型抽气泵和微型真空泵，延长其使用寿命。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中的错位多孔球体的结构示意图。

附图标记说明：

1—生物制剂配置箱； 2—自动搅拌器； 3—过滤器；

4-1—球阀A； 4-2—球阀B； 4-3球阀C；

5—乳化泵； 6—压力表； 7—液体流量计；

8-1—注液高压管； 8-2注气高压管； 8-3抽气高压管；

9—耐压绝热实验箱； 10—闭锁螺栓； 11—刻度线；

12—耐压绝热实验箱内层； 13—喷头； 14—测温探头；

15—热电阻导线束； 16—温度测试仪； 17—计算机分析系统；

18—错位多孔球体； 19—微型真空泵； 20—微型抽气泵；

21-1—减压阀A； 21-2—减压阀B； 21-3—减压阀C；

21-4—减压阀D； 22-1—旋进漩涡流量计B； 22-2—旋进漩涡流量计A；

22-3—旋进漩涡流量计C； 22-4—旋进漩涡流量计D； 22-5—旋进漩涡流量计E；

23-1—针阀A； 23-2—针阀B； 23-3—针阀C；

23-4—针阀D； 23-5—针阀E； 24—气相色谱仪；

25—氧气瓶； 26—氮气瓶； 27—甲烷瓶；

28—液体收集罐； 29—压力传感器； 30—错位多孔球体内壁；

31—干燥海绵； 32—错位多孔球体外壁。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括耐压绝热实验箱9和分别与耐压绝热实验箱9连接的注气系统、注液系统、抽气系统和测温测压系统；

所述耐压绝热实验箱9是用保温和隔热材料制成的双层内空矩形箱体，所述耐压绝热实验箱9的外部尺寸为240cm×200cm×180cm(长×宽×高)，耐压绝热实验箱内层12使用耐温多孔板制成，所述耐压绝热实验箱内层12的尺寸为220cm×180cm×150cm(长×宽×高)，耐压绝热实验箱9外层的外壁上刻有以5cm为变化单元格的刻度线11，其中0刻度平齐于所述耐压绝热实验箱内层12的底面，所述耐压绝热实验箱9底部开设有两个取液孔，所述取液孔连接液体收集罐28，所述耐压绝热实验箱9顶部设置有用于开启耐压绝热实验箱9顶盖的闭锁螺栓10；

所述注气系统包括氧气瓶25、氮气瓶26和甲烷瓶27，所述注气系统通过注气高压管8-2连接耐压绝热实验箱9，所述注气高压管8-2一端伸入耐压绝热实验箱9的内外层之间的空腔，另一端分别连接氧气瓶25、氮气瓶26和甲烷瓶27；

所述注液系统包括生物制剂配置箱1，所述生物制剂配置箱1通过注液高压管8-1与所述耐压绝热实验箱9连接，所述的生物制剂配制箱1采用耐腐蚀、质量轻的玻璃材料制成，形状为长方体，外部尺寸为80cm×60cm×40cm(长×宽×高)，所述生物制剂配制箱1上部有两处开口并在开口处悬挂有可卸式自动搅拌器2；

所述抽气系统包括微型抽气泵20和微型真空泵19，所述抽气系统通过抽气高压管8-3连接所述耐压绝热实验箱9，所述抽气高压管8-3的一端伸入耐压绝热实验箱9的内外层之间的空腔，另一端分叉分别连接微型抽气泵20和微型真空泵19，所述抽气高压管8-3伸入耐压绝热实验箱9的内外层之间空腔的一端安装有错位多孔球体18，所述微型抽气泵20通过抽气高压管8-3连接用于检测分析抽入气体组分的气相色谱仪24；

所述测温测压系统包括设置在耐压绝热实验箱内层12内的五个测温探头14、压力传感器29和位于耐压绝热实验箱9外的温度测试仪16，五个测温探头14的水平位置对应不同刻度线11，竖直方向上由耐压绝热实验箱内层12的侧壁往中心位置依次等距放置，从而能保证测量到耐压绝热实验箱内层12内不同位置的温度，五个测点的测温探头14与热电阻导线一一连接，热电阻导线可延长盘卷，每根连接有测温探头14的热电阻导线引出耐压绝热实验箱内层12后聚合成热电阻导线束15，所述热电阻导线束15穿出耐压绝热实验箱外侧壁后与温度测试仪16连接；

所述温度测试仪16、压力传感器29和气相色谱仪24均与计算机分析系统17连接。

本实施例中，所述注液高压管8-1伸入耐压绝热实验箱9的一端安装有喷头13，所述喷头13靠近所述耐压绝热实验箱9的顶部，且位于所述耐压绝热实验箱9的中心位置上，从而能使喷洒范围尽可能地覆盖耐压绝热实验箱内层12所有区域。

本实施例中，所述错位多孔球体18由错位多孔球体内壁30、错位多孔球体外壁32和干燥海绵31构成，所述错位多孔球体内壁30和错位多孔球体外壁32均由耐温多孔材料制成，且错位多孔球体内壁30上的孔和错位多孔球体外壁32上的孔位置不能一一对应且要形成错位，所述干燥海绵31填充在错位多孔球体内壁30和错位多孔球体外壁32之间，所述错位多孔球体18用于吸收抽出气体内的水分。

本实施例中，所述注液高压管8-1上沿生物制剂流向依次设置有过滤器3、球阀A4-1、乳化泵5、压力表6和液体流量计7。

本实施例中，所述微型抽气泵20和气相色谱仪24之间的抽气高压管8-3上沿抽气方向依次设置有减压阀D 21-4、旋进漩涡流量计E 22-5和针阀E 23-5，连接所述微型真空泵19的抽气高压管8-3上安装有球阀B 4-2，所述旋进漩涡流量计能记录流入流出气体的压力、流量、温度参数。

本实施例中，所述氧气瓶25的出气口连接的注气高压管8-2上沿气体输送方向依次设置有减压阀A 21-1、旋进漩涡流量计A 22-1和针阀A 23-1；所述氮气瓶26的出气口连接的注气高压管8-2上沿气体输送方向依次设置有减压阀B 21-2、旋进漩涡流量计B 22-2和针阀B 23-2；所述甲烷瓶27的出气口连接的注气高压管8-2上沿气体输送方向依次设置有减压阀C 21-3、旋进漩涡流量计C 22-3和针阀C 23-3；连接所述注气系统和耐压绝热实验箱9的注气高压管8-2沿气体流向依次设置有针阀D 23-4和旋进漩涡流量计D 22-4。

本实施例中，所述的一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，其特征在于，所述取液孔和液体收集罐28之间安装有球阀C4-3。

本实施例中，所述耐压绝热实验箱9上穿过管道和热电阻导线束15的位置均设置橡胶密封圈，保证耐压绝热实验箱内部的气密性。

本实施例中，本发明提供的一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，其模拟实验的方法有以下步骤：

第一步：前期准备

准备a、制定煤样：本实施例中选择褐煤作实验煤样，按照标准制样的要求，将取样点选取的新鲜煤样进行粉碎，达到实验方案要求的粒度或目数后进行密封保存，同时，选取新鲜煤样进行工业分析，测定相关基础参数并记录存档；

准备b、注液系统检测：首先，关闭注气系统、抽气系统和球阀A 4-1，检查过滤器3和喷头13是否堵塞；其次，将一定量的清水倒入生物制剂配制箱1中，打开自动搅拌器2、球阀A 4-1和乳化泵5并间歇式调整注液压力和流量，观察喷头喷洒范围是否有效覆盖耐压绝热实验箱9内部腔体；同时，观察注液高压管8-1各连接处是否漏液，并做好注液压力数据和流量数据的记录；最后，打开球阀C4-3放掉耐压绝热实验箱9中的清水并用干布擦拭干净；

准备c、测温系统及测压装置检测：首先，检查各检测点的测温探头14与热电阻导线束15是否连接完好，检查压力传感器29是否连接完好；其次，打开温度分析仪16及计算机分析系统17，将检测结果与室外温度计及压力计读数进行比较，从而判定装置和系统的完好性；

准备d、注气系统和抽气系统的气密性检测：首先，检查错位多孔球体30是否堵塞以及干燥海绵31是否干燥，打开氮气瓶26连接的减压阀B 21-2、针阀B 23-2和针阀D 23-4,向耐压绝热实验箱9中注入氮气，根据注入流量、腔体体积、压力参数计算所需注入氮气量；停止注气并在3h后进行压力观测；其次，启动微型抽气泵20，打开减压阀E 21-5和针阀D23-4，并打开气相色谱仪24和计算机分析系统17进行分析记录，根据守恒定律进行分析判断装置的气密性；最后，启动微型真空泵19将耐压绝热实验箱9内抽至真空状态；

第二步：放入煤样

关闭注气系统、注液系统和抽气系统，将密封保存完好的新鲜煤样快速装入耐压绝热实验箱9，铺设厚度刻度线至80cm处，同时拧紧闭锁螺栓10；

第三步：真空抽气

打开球阀B 4-2，启动微型真空泵19对耐压绝热实验箱9装有煤样的内腔进行快速抽气，待其进入真空状态后关闭球阀B 4-2和微型真空泵19；

第四步：生物制剂配制

选择甲烷氧化菌、营养基液与水按照1:1:5的比例加入生物制剂配制箱1中，打开自动搅拌器2进行自动搅拌；

第五步：注气和注液

按照实验方案要求，将一定比例的甲烷和氧气注入耐压绝热实验箱9，同时打开球阀A 4-1和乳化泵5，通过喷头13对煤样进行喷洒，同时，利用压力表6和液体流量计7记录注液压力和流量参数；

第六步：记录和分析

实验开始后，打开温度分析仪16、气相色谱仪24和计算机分析系统17，记录并分析以6h为时间梯度变化的五个测温探头14的温度变化，记录耐压绝热实验箱9中反应过程中的压力传感器29的数据变化，记录并分析各组分气体的百分含量随注入生物制剂浓度、注入甲烷、注入氧气变化的关系；最后，以1d为时间梯度，打开球阀C4-3，利用两个液体收集罐28收集到的在反应过程中渗流在耐压绝热实验箱9底部的液体做有机质及生物活性实验分析；

第七步：由得出的实验数据来综合分析生物技术对褐煤煤样瓦斯与火共生灾害的影响效应，进而为瓦斯与火共生灾害致灾机理及其它相关实验研究提供数据基础。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，其特征在于，包括耐压绝热实验箱(9)和分别与耐压绝热实验箱(9)连接的注气系统、注液系统、抽气系统和测温测压系统；

所述耐压绝热实验箱(9)为双层内空密封箱体，所述耐压绝热实验箱内层(12)上开设有多个透气透水孔，耐压绝热实验箱(9)的外层的外壁上设置有刻度线(11)，其中0刻度与所述耐压绝热实验箱内层(12)的底面相平齐，所述耐压绝热实验箱(9)底部开设有取液孔，所述取液孔连接液体收集罐(28)；

所述注气系统包括氧气瓶(25)、氮气瓶(26)和甲烷瓶(27)，所述氧气瓶(25)、氮气瓶(26)和甲烷瓶(27)均通过注气高压管(8-2)连接耐压绝热实验箱(9)，所述注气高压管(8-2)一端伸入耐压绝热实验箱(9)的内外层之间的空腔，另一端分别连接氧气瓶(25)、氮气瓶(26)和甲烷瓶(27)；

所述注液系统包括生物制剂配置箱(1)，所述生物制剂配置箱(1)通过注液高压管(8-1)与所述耐压绝热实验箱(9)连接；

所述抽气系统包括微型抽气泵(20)和微型真空泵(19)，所述微型抽气泵(20)和微型真空泵(19)通过抽气高压管(8-3)连接所述耐压绝热实验箱(9)，所述抽气高压管(8-3)的一端伸入耐压绝热实验箱(9)的内外层之间的空腔，另一端分别连接微型抽气泵(20)和微型真空泵(19)，所述抽气高压管(8-3)伸入耐压绝热实验箱(9)的内外层之间空腔的一端安装有错位多孔球体(18)，所述微型抽气泵(20)通过抽气高压管(8-3)连接气相色谱仪(24)；

所述测温测压系统包括设置在耐压绝热实验箱内不同刻度线位置的多个测温探头(14)和温度测试仪(16)，还包括设置在耐压绝热实验箱(9)内的压力传感器(29)，所述测温探头(14)通过热电阻导线束(15)连接温度测试仪(16)；

所述温度测试仪(16)、压力传感器(29)和气相色谱仪(24)均与计算机分析系统(17)连接。

2.根据权利要求1所述的一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，其特征在于，所述注液高压管(8-1)伸入耐压绝热实验箱(9)的一端安装有喷头(13)，所述喷头(13)靠近所述耐压绝热实验箱(9)的顶部，且位于所述耐压绝热实验箱(9)的中心位置上。

3.根据权利要求1所述的一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，其特征在于，所述生物制剂配置箱(1)内安装有自动搅拌器(2)。

4.根据权利要求1所述的一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，其特征在于，所述错位多孔球体(18)由错位多孔球体内壁(30)、错位多孔球体外壁(32)和干燥海绵(31)构成，所述错位多孔球体内壁(30)和错位多孔球体外壁(32)上均开设有孔洞，且错位多孔球体内壁(30)上的孔洞和错位多孔球体外壁(32)上的孔洞位置形成错位，所述干燥海绵(31)填充在错位多孔球体内壁(30)和错位多孔球体外壁(32)之间。

5.根据权利要求1所述的一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，其特征在于，所述注液高压管(8-1)上沿生物制剂流向依次设置有过滤器(3)、球阀A(4-1)、乳化泵(5)、压力表(6)和液体流量计(7)；

所述微型抽气泵(20)和气相色谱仪(24)之间的抽气高压管(8-3)上沿抽气方向依次设置有减压阀D(21-4)、旋进漩涡流量计E(22-5)和针阀E(23-5)，连接所述微型真空泵(19)的抽气高压管(8-3)上安装有球阀B(4-2)；

所述氧气瓶(25)的出气口连接的注气高压管(8-2)上沿气体输送方向依次设置有减压阀A(21-1)、旋进漩涡流量计A(22-1)和针阀A(23-1)；所述氮气瓶(26)的出气口连接的注气高压管(8-2)上沿气体输送方向依次设置有减压阀B(21-2)、旋进漩涡流量计B(22-2)和针阀B(23-2)；所述甲烷瓶(27)的出气口连接的注气高压管(8-2)上沿气体输送方向依次设置有减压阀C(21-3)、旋进漩涡流量计C(22-3)和针阀C(23-3)；连接所述注气系统和耐压绝热实验箱(9)的注气高压管(8-2)沿气体流向依次设置有针阀D(23-4)和旋进漩涡流量计D(22-4)。

6.根据权利要求4所述的一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，其特征在于，所述取液孔和液体收集罐(28)之间安装有球阀C(4-3)。

7.根据权利要求1所述的一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，其特征在于，所述耐压绝热实验箱(9)上穿过管道和热电阻导线束(15)的位置均设置密封圈。

8.根据权利要求1所述的一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，其特征在于，所述耐压绝热实验箱(9)顶部通过闭锁螺栓(10)固定密封耐压绝热实验箱(9)的顶盖。

9.一种利用权利要求8所述的一种生物技术防治瓦斯与火共生灾害模拟实验装置，其模拟实验方法有以下步骤：

第一步：前期准备

准备a、制定煤样：按照标准制样的要求，将取样点选取的新鲜煤样进行粉碎，达到实验方案要求的粒度或目数后进行密封保存，同时，选取新鲜煤样进行工业分析，测定相关基础参数并记录存档；

准备b、注液系统检测：首先，关闭注气系统、抽气系统和球阀A(4-1)，检查过滤器(3)和喷头(13)是否堵塞；其次，将一定量的清水倒入生物制剂配制箱(1)中，打开自动搅拌器(2)、球阀A(4-1)和乳化泵(5)并间歇式调整注液压力和流量，观察喷头喷洒范围是否有效覆盖耐压绝热实验箱(9)内部腔体；同时，观察注液高压管(8-1)各连接处是否漏液，并做好注液压力数据和流量数据的记录；最后，打开球阀C(4-3)放掉耐压绝热实验箱9中的清水并用干布擦拭干净；

准备c、测温系统及测压装置检测：首先，检查各检测点的测温探头(14)与热电阻导线束(15)是否连接完好，检查压力传感器(29)是否连接完好；其次，打开温度分析仪(16)及计算机分析系统(17)，将检测结果与室外温度计及压力计读数进行比较，从而判定装置和系统的完好性；

准备d、注气系统和抽气系统的气密性检测：首先，检查错位多孔球体(30)是否堵塞以及干燥海绵(31)是否干燥，打开氮气瓶(26)连接的减压阀B(21-2)、针阀B(23-2)和针阀D(23-4),向耐压绝热实验箱(9)中注入氮气，根据注入流量、腔体体积、压力参数计算所需注入氮气量；停止注气并在3小时后进行压力观测；其次，启动微型抽气泵(20)，打开减压阀D(21-4)和针阀E(23-5)，并打开气相色谱仪(24)和计算机分析系统(17)进行分析记录，根据守恒定律进行分析判断装置的气密性；最后，启动微型真空泵(19)将耐压绝热实验箱(9)内腔抽至真空状态；

第二步：放入煤样

关闭注气系统、注液系统和抽气系统，将密封保存完好的新鲜煤样快速装入耐压绝热实验箱(9)并根据刻度线(11)记录装入的煤样厚度，同时拧紧闭锁螺栓(10)；

第三步：真空抽气

打开球阀B(4-2)，启动微型真空泵(19)对耐压绝热实验箱(9)装有煤样的内腔进行快速抽气，待其进入真空状态后关闭球阀B(4-2)和微型真空泵(19)；

第四步：生物制剂配制

将生物制剂与水按照实验所需比例投入生物制剂配制箱(1)中，打开自动搅拌器(2)进行自动搅拌；

第五步：注气和注液

按照实验方案要求，将一定比例的甲烷和氧气注入耐压绝热实验箱(9)，同时打开球阀A(4-1)和乳化泵(5)，通过喷头(13)对煤样进行喷洒，同时，利用压力表(6)和液体流量计(7)记录注液压力和流量参数；

第六步：记录和分析

实验开始后，打开温度分析仪(16)、气相色谱仪(24)和计算机分析系统(17)进行记录和分析各测点温度、气体组分及其百分比含量和反应压力等相关参数，同时，按实验方案要求，打开球阀C(4-3)，利用液体收集罐(28)收集实验反应过程中渗流在耐压绝热实验箱(9)底部的液体用来做有机质及生物活性实验分析。