一種瓦斯速溶消除液的組配方法及使用方法
【專利摘要】一種瓦斯速溶消除液的組配方法及使用方法，組配重量百分比為，羧酸32-47%，植物蛋白26-33%，蔗糖12-18%，明礬7-15%，碳酸鈉7-12%，碳酸氫鈉9-15%，果綠4-8%，碳酸鈣5-9%，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)行開采時對瓦斯進(jìn)行治理，在礦井建設(shè)的同時就可從地面打鉆，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】一種瓦斯速溶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】，尤其是一種瓦斯速溶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的70%左右，在國民經(jīng)濟中具有重要的戰(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，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，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，除正常加強瓦斯監(jiān)測監(jiān)控外，一是增加工作地點的風(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)明出一種瓦斯速溶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，提供一種瓦斯速溶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。
[0012]本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:一種瓦斯速溶消除液的組配方法及使用方法，組配重量百分比為，羧酸32-47%，植物蛋白26-33%，蔗糖12_18%，明礬7_15%，碳酸鈉7-12%，碳酸氫鈉9-15%，果綠4-8%，碳酸鈣5_9%，以上各組份按重量配比之和為
`100% ο
[0013]組配重量百分比為，羧酸36-47%，植物蛋白29-33%，蔗糖15_18%，明礬9_15%，碳酸鈉7-9%，碳酸氫鈉11-15%，果綠4-8%，碳酸鈣7-9%，以上各組份按重量配比之和為100%。
[0014]組配重量百分比為，羧酸32-42%，植物蛋白26-30%，蔗糖12_15%，明礬9_15%，碳酸鈉9-12%，碳酸氫鈉9-12%，果綠4-6%，碳酸鈣5_9%，以上各組份按重量配比之和為100%。
[0015]組配重量百分比為，羧酸32-47%，植物蛋白26-33%，蔗糖16_18%，明礬7_10%，碳酸鈉9-12%，碳酸氫鈉12-15%，果綠5-8%，碳酸鈣5_7%，以上各組份按重量配比之和為100%。
[0016]植物蛋白為谷類，豆類，堅果類，大米的粉末狀物質(zhì)。
[0017]組配重量百分比為，羧酸優(yōu)選38-41%，植物蛋白優(yōu)選27-29%，蔗糖優(yōu)選15_18%，明礬優(yōu)選9-11%，碳酸鈉優(yōu)選10-12%，碳酸氫鈉優(yōu)選9-11%，果綠優(yōu)選4-5%，碳酸鈣優(yōu)選
6-8%，以上各組份按重量配比之和為100%，備用；采掘煤體的甲烷濃度在1-10%之間，在煤體2-3π?的工作面打兩個灌注孔，兩個灌注孔的距離為1.5m，灌注孔孔徑為50-70mm，孔深5-20m，分別將封孔器固定于灌注孔中，按Im3煤加入1.0-1.5kg瓦斯消除液，計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8-14kg，水為消除液的
10-15倍，注水量大于I噸，在高壓下乳化后，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，反應(yīng)5-6個小時，70-80%的甲烷可去除，可進(jìn)行采掘工作。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:植物蛋白和蔗糖含有豐富的醇類，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；乙酸為有機酸，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；明礬和碳酸鈉可加快化學(xué)反應(yīng)的速度。
[0019]碳酸氫鈉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。
[0020]在瓦斯消溶液中果綠的催化作用下，瓦斯與煤層中的氧氣，氮氣，二氧化碳等氣體發(fā)生化合作用，生成無毒無害的液態(tài)酯質(zhì)化合物氨基酸酯，使煤層中的部分瓦斯被轉(zhuǎn)化，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，氮氣，二氧化碳，甲烷濃度降低為1.5%，碳酸鈣為表面活性劑，有較強的親水作用，能使瓦斯消溶劑在水中均勻分散，可協(xié)助較快地將瓦斯分裂破壞。
[0021]瓦斯消溶液注入煤層有兩個重要作用: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?；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。
[0022]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)行開采時對瓦斯進(jìn)行治理，在礦井建設(shè)的同時就可從地面打鉆，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)。
[0023]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、價格低廉；瓦斯消除液與瓦斯反應(yīng)所產(chǎn)生的脂質(zhì)有機物是液態(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，符合環(huán)保要求，瓦斯消溶劑生產(chǎn)所使用的原料無毒無害，化學(xué)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的化合物亦為無毒無害物質(zhì)，對煤質(zhì)和煤的使用無不良影響，符合環(huán)保的要求，相反使用中會產(chǎn)生一種香味，對解決工人干活中常出現(xiàn)的口干、喉疼、怕嗆等問題有緩解作用，深受采掘工作的歡迎。
[0024]
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合【具體實施方式】與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
實施例1
組配重量百分比為，羧酸32-47%，植物蛋白26-33%，蔗糖12_18%，明礬7_15%，碳酸鈉7-12%，碳酸氫鈉9-15%，果綠4-8%，碳酸鈣5_9%，以上各組份按重量配比之和為100%。
[0026]實施例2
組配重量百分比為，羧酸36-47%，植物蛋白29-33%，蔗糖15_18%，明礬9_15%，碳酸鈉
7-9%，碳酸氫鈉11-15%，果綠4-8%，碳酸鈣7-9%，以上各組份按重量配比之和為100%。
[0027]實施例3
組配重量百分比為，羧酸32-42%，植物蛋白26-30%，蔗糖12_15%，明礬9_15%，碳酸鈉9-12%，碳酸氫鈉9-12%，果綠4-6%，碳酸鈣5_9%，以上各組份按重量配比之和為100%。[0028]實施例4
組配重量百分比為，羧酸32-47%，植物蛋白26-33%，蔗糖16_18%，明礬7_10%，碳酸鈉9-12%，碳酸氫鈉12-15%，果綠5-8%，碳酸鈣5_7%，以上各組份按重量配比之和為100%。
[0029]實施例5
植物蛋白為谷類，豆類，堅果類，大米的粉末狀物質(zhì)。
[0030]實施例6
組配重量百分比為，羧酸優(yōu)選38-41%，植物蛋白優(yōu)選27-29%，蔗糖優(yōu)選15_18%，明礬優(yōu)選9-11%，碳酸鈉優(yōu)選10-12%，碳酸氫鈉優(yōu)選9-11%，果綠優(yōu)選4-5%，碳酸鈣優(yōu)選6_8%，以上各組份按重量配比之和為100%，備用；采掘煤體的甲烷濃度在1-10%之間，在煤體2-3m2的工作面打兩個灌注孔，兩個灌注孔的距離為1.5m，灌注孔孔徑為50-70mm，孔深5_20m，分別將封孔器固定于灌注孔中，按Im3煤加入1.0-1.5kg瓦斯消除液，計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8-14kg，水為消除液的10-15倍，注水量大于I噸，在高壓下乳化后，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，反應(yīng)5-6個小時，70-80%的甲烷可去除，可進(jìn)行采掘工作。
【權(quán)利要求】
1.一種瓦斯速溶消除液的組配方法，其特征在于:組配重量百分比為，羧酸32-47%，植物蛋白26-33%，蔗糖12-18%，明礬7_15%，碳酸鈉7_12%，碳酸氫鈉9_15%，果綠4-8%’碳酸鈣5-9%，以上各組份按重量配比之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瓦斯速溶消除液的組配方法，其特征在于:組配重量百分比為，羧酸36-47%，植物蛋白29-33%，蔗糖15_18%，明礬9_15%，碳酸鈉7_9%，碳酸氫鈉11-15%，果綠4-8%，碳酸鈣7-9%，以上各組份按重量配比之和為100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瓦斯速溶消除液的組配方法，其特征在于:組配重量百分比為，羧酸32-42%，植物蛋白26-30%，蔗糖12_15%，明礬9_15%，碳酸鈉9_12%，碳酸氫鈉9-12%，果綠4-6%，碳酸鈣5-9%，以上各組份按重量配比之和為100%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瓦斯速溶消除液的組配方法，其特征在于:組配重量百分比為，羧酸32-47%，植物蛋白26-33%，蔗糖16_18%，明礬7_10%，碳酸鈉9_12%，碳酸氫鈉12-15%，果綠5-8%，碳酸鈣5-7%，以上各組份按重量配比之和為100%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瓦斯速溶消除液的組配方法，其特征在于:植物蛋白為谷類，豆類，堅果類，大米的粉末狀物質(zhì)。
6.一種瓦斯速溶消除液的使用方法，其特征在于:組配重量百分比為，羧酸優(yōu)選38-41%，植物蛋白優(yōu)選27-29%，蔗糖優(yōu)選15_18%，明礬優(yōu)選9_11%，碳酸鈉優(yōu)選10_12%，碳酸氫鈉優(yōu)選9-11%，果綠優(yōu)選4-5%，碳酸鈣優(yōu)選6-8%，以上各組份按重量配比之和為100%，備用；采掘煤體的甲烷濃度在1-10%之間，在煤體2-3m2的工作面打兩個灌注孔，兩個灌注孔的距離為1.5m，灌注孔孔徑為50-70mm，孔深5_20m，分別將封孔器固定于灌注孔中，按Im3煤加入1.0-1.5kg瓦斯消除液，計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8-14kg，水為消除液的10-15倍，注水量大于I噸,在高壓下乳化后，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，反應(yīng)5-6個小時，70-80%的甲烷可去除，可進(jìn)行采掘工作。
【文檔編號】E21F5/00GK103437800SQ201310383728
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】劉正魁 申請人:劉正魁