CN110259504B - 一种利用微生物强化采空区瓦斯治理的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种利用微生物强化采空区瓦斯治理的方法及装置，解决了现有技术中抽采管路易被冒落岩石破坏、只能抽采部分瓦斯以及缺乏封闭后采空区瓦斯治理的问题。一种利用微生物强化采空区瓦斯治理的装置，包括瓦斯抽采泵，还包括菌液注入口、海绵、竖向铁管、管道、横向铁管和遮挡板，其中：在采空区或巷道空间，每隔10—15米设置一个竖向铁管，在每个竖向铁管和横向铁管内铺设海绵，且上端设有遮挡板，菌液注入口与横向铁管相连，管道的一端与横向铁管相连，另一端与瓦斯抽采泵连接。开采过程中，利用瓦斯抽采泵抽采采空区或巷道空间内瓦斯；开采结束后封闭采空区或巷道空间，通过菌液注入口注入培养液，依靠微生物消解采空区瓦斯。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿安全生产技术领域，特别是指一种利用微生物强化采空区瓦斯治理的方法及装置。
背景技术
目前煤矿井下开采过程中，工作面采空区瓦斯治理主要依靠回采过程中的埋管抽采方式。
为保障井下采煤工作面瓦斯浓度不超限，必须对工作面内瓦斯来源进行治理，特别是采空区内的瓦斯涌出。现行常用治理井下采空区瓦斯的方法是埋管抽采，但是埋设入采空区的抽采管路极容易被冒落岩石破坏。在采空区深部区域抽采管路基本完全破坏，不具备抽采的深部区域瓦斯的作用，只能抽采工作面附近10-20m以内的瓦斯。在工作面抽采结束后，一般采用封闭工作面来保障井下通风，由于缺乏封闭后采空区瓦斯的治理技术，在临近工作面开采过程中，这些封闭的采空区可以通过采动裂隙向开采过程中的工作面涌入瓦斯。因此如何根据采空区内瓦斯抽采的特点，同时结合工作面封闭前后采空区内的环境变化进行分源治理，成为保障井下工作面安全推进的重点内容。
发明内容
本发明提出一种利用微生物强化采空区瓦斯治理的方法及装置，解决了现有技术中抽采管路易被冒落岩石破坏、只能抽采部分瓦斯以及缺乏封闭后采空区瓦斯治理技术的问题。
本发明的技术方案是：一种利用微生物强化采空区瓦斯治理的装置，包括瓦斯抽采泵，还包括菌液注入口、海绵、竖向铁管、管道、横向铁管遮挡板，其中：
在采空区或巷道空间，每隔10—15米设置一个竖向铁管，竖向铁管与横向铁管之间采用法兰连接，在每个竖向铁管和横向铁管内铺设海绵，且上端设有遮挡板，菌液注入口与横向铁管相连，管道的一端与横向铁管相连，管道的另一端与瓦斯抽采泵连接。
竖向铁管采用打眼后的筛管。
所述海绵包括与横向铁管、竖向铁管管径配合的海绵体，相邻海绵体一端设有海绵凸起、另一端设有海绵凹槽，海绵凸起的长度和海绵凹槽的深度一致，相邻海绵凸起和海绵凹槽配合，竖向铁管中的海绵通过缠绕的方式与横向铁管中的海绵相连。
工作面开采过程中，瓦斯抽采泵通过管道连接横向铁管、横向铁管与竖向铁管连接来抽采采空区或巷道空间内瓦斯；工作面开采结束后封闭采空区或巷道空间，菌液注入口注入含有甲烷氧化菌的培养液，依靠横向铁管和竖向铁管内相互连接的海绵，海绵吸收并将液体向采空区深部传输，并成为甲烷氧化菌的载体不断消解甲烷；根据甲烷氧化菌的消耗周期不断通过菌液注入口向铁管内注入含甲烷氧化菌的培养液。
本发明的有益效果：
1、利用甲烷氧化菌对瓦斯起到降解作用。
2、抽采管路被冒落岩石破坏也可以对采空区内瓦斯进行消解。
3、能结合工作面封闭前后采空区内的环境变化进行分源治理。
4、海绵体能够承载含甲烷氧化菌的菌液并向采空区深部传输。
5、利用甲烷氧化菌对瓦斯进行净化处理投资成本低，无二次污染。
附图说明
图1为采空区瓦斯治理装置平面结构示意图；
图2为海绵连接平面结构示意图。
其中：1瓦斯抽采泵、2菌液注入口、3海绵、4竖向铁管、5管道、6海绵凸起、7海绵凹槽、8横向铁管、9遮挡板。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式对本案进行阐述。
实施例1
一种利用微生物强化采空区瓦斯治理的装置，包括瓦斯抽采泵1，还包括菌液注入口2、海绵3、竖向铁管4、管道5、横向铁管8遮挡板9，其中：在采空区或巷道空间，每隔10—15米设置一个竖向铁管4，竖向铁管与横向铁管8之间采用法兰连接，在每个竖向铁管4和横向铁管8内铺设海绵3，海绵3互相连接，且上端设有遮挡板9，菌液注入口2与横向铁管相连，管道5的一端与横向铁管8相连，管道的5另一端与瓦斯抽采泵1连接。
本发明使用过程如下：工作面开采过程中，瓦斯抽采泵1通过管道5连接横向铁管8、横向铁管8与竖向铁管4连接来抽采采空区或巷道空间内瓦斯；工作面开采结束后封闭采空区或巷道空间，菌液注入口2注入含有甲烷氧化菌的培养液通过横向铁管8连接竖向铁管4，根据甲烷氧化菌的消耗周期不断通过菌液注入口2向铁管内注入含甲烷氧化菌的培养液。
海绵3可以用来吸收菌液；而且即便铁管被采空区冒落岩石破坏，含有菌液的海绵也会继续工作，同时相互连接的海绵也能够传输菌液。
实施例2
优选的，竖向铁管4采用打眼后的筛管便于抽采瓦斯。
本实施例的其他结构和实施例1相同。
实施例3
优选的，海绵凸起6和海绵凹槽7连接，竖向铁管4中充填海绵通3过缠绕的方式与横向铁管8中的海绵3相连，可以使海绵3在铁管内的连接更加紧凑、牢固，使菌液更加顺利的通过海绵3渗入可以到达铁管内的各个部分，同时依靠相互连接的海绵向采空区深部传输，也可不断补充菌液。
本实施例的其他结构和实施例1相同。
实施例4
优选的，菌液为含有甲烷氧化菌种的培养液，对采空区内的瓦斯有降解的作用，注入菌液还可以节省成本而且减少对环境的污染。
本实施例的其他结构和实施例1相同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种利用微生物强化采空区瓦斯治理的装置，包括瓦斯抽采泵（1），其特征在于，还包括菌液注入口（2）、海绵（3）、竖向铁管（4）、管道（5）、横向铁管（8）和遮挡板（9），其中：
在采空区或巷道空间，每隔10—15米设置一个竖向铁管（4），竖向铁管（4）与横向铁管（8）之间采用法兰连接，每个竖向铁管（4）和横向铁管（8）内铺设海绵（3），海绵（3）互相连接，且每个竖向铁管（4）上端设有遮挡板（9），菌液注入口（2）与横向铁管（8）相连，管道（5）的一端与横向铁管（8）相连，管道（5）的另一端与瓦斯抽采泵（1）连接；
所述海绵（3）包括与横向铁管（8）、竖向铁管（4）管径配合的海绵体，海绵体一端设有海绵凸起（6）、另一端设有海绵凹槽（7），海绵凸起（6）的长度和海绵凹槽（7）的深度一致，海绵凸起（6）和海绵凹槽（7）配合，竖向铁管（4）中的海绵（3）与横向铁管（8）中的海绵（3）相连。
2.如权利要求1所述的一种利用微生物强化采空区瓦斯治理的装置，其特征在于，竖向铁管（4）采用筛管。
3.一种利用微生物强化采空区瓦斯治理的方法，其特征在于，工作面开采过程中，利用瓦斯抽采泵（1）抽采采空区或巷道空间内瓦斯；工作面开采结束后封闭采空区或巷道空间，通过菌液注入口（2）注入含有甲烷氧化菌的培养液，根据甲烷氧化菌的消耗周期不断通过菌液注入口（2）注入含甲烷氧化菌的培养液。
4.如权利要求3所述的一种利用微生物强化采空区瓦斯治理的方法，其特征在于，瓦斯抽采泵（1）通过管道（5）、横向铁管（8）和竖向铁管（4）来进行抽采。
5.如权利要求4所述的一种利用微生物强化采空区瓦斯治理的方法，其特征在于，从菌液注入口（2）注入含有甲烷氧化菌的培养液，以横向铁管（8）和竖向铁管（4）内相互连接的海绵（3）为载体，利用甲烷氧化菌对瓦斯进行降解。
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