[发明专利]一种瓦斯消除剂的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及瓦斯治理领域，特别是指一种瓦斯消除剂的制备方法及其应用。所述瓦斯消除剂的制备方法为先将豆秧密闭发酵，得到发酵气体Ⅰ和发酵液体Ⅰ，然后通过向垃圾填埋场表层土样加水和发酵气体Ⅰ，经发酵后收集发酵液Ⅱ，然后向发酵液Ⅱ中加入发酵液体Ⅰ和作物秸秆进行第二次发酵，收集发酵液Ⅲ，经稀释后得到的即为瓦斯消除剂。将瓦斯消除剂注入矿井中后10天后，瓦斯消减了54.42%，11天后瓦斯含量消减了79.59%，到22天后瓦斯消减了82.39%，与现有的通过化学方法消除甲烷的方法相比没有二次污染，安全、温和；利用了农作物废物，解决了农作物废物难处理的问题；清除瓦斯更为彻底；生产效率成倍提高。

技术领域

本发明涉及瓦斯治理领域，特别是指一种瓦斯消除剂的制备方法及其应用。

背景技术

瓦斯的治理是一个世界性的难题，目前还没有根本解决瓦斯灾害的办法。因此，许多发达国家，为了减少事故的发生，禁止开采瓦斯涌出量大的矿井，而只开采瓦斯涌出量小的矿井。我国是一个发展中国家，能源十分紧缺，煤炭占我国能源总消耗量的70％以上，煤炭的产量直接影响国民经济的发展（朱旺喜等，2004）。这就导致了在我国只要有煤炭储备的地方，不管是低瓦斯还是高瓦斯矿区，都在积极地创造条件开矿。而我国的矿井之多，分布之广高居世界首位。我国所有煤矿均为瓦斯矿井，大中型煤矿中，高瓦斯矿井占20．34％突出矿井占19．77％（范启炜等，2003）。小型煤矿中，高瓦斯矿井占15％左右，这是造成瓦斯灾害较多的原因之一。

我国煤矿地质条件以及由此而形成的煤矿自身特点决定了现有瓦斯抽放技术的局限性。由于原始煤层瓦斯含量大，煤系地层煤层的原始透气性差，致使原始煤层预抽难以实施，而且效果甚差（卢平，2005）。几十年来，国内针对低滲透原始煤层瓦斯抽放研究实施过相当多的技术方案。如大直径密集钻孔抽放、水力冲孔、水力压裂、水力割缝等等，可以说几乎用尽了可以想到的技术方案，但原始煤层瓦斯抽放收效甚微，至今未能形成有效的原始低诱气煤层万斯抽地技术。且抽放出去的瓦斯如果释放到环境中，会对环境产生很大的不良影响。有学者认为，甲烷是全球温室效应的第二大贡献者，在导致全球气候变暖方面，尽管在空气中甲烷含量较二氧化碳低，但每mol甲烷所起的作用比二氧化碳要大10-20倍（Conrad，1996； Gilbert，eal，198； Hanson et al，1996），据分析，所有人类活动造成的温室效应中，20％由甲烷引起（张福凯等，2004）。矿井的主要扇风机和通风网络的通风设计能力是有限的，在相当长的一段时期内是不变的，因而依靠通风排除瓦斯的能力也是一定的。随着向前据进，巷道逐渐加长，气流因摩擦阻力作用，所要求的风机功率和压头也越来越大。随着开采深度的不断增加，机械化程度的不断提高，开采强度的不断增强，瓦斯涌出量还会进一步増大。如果发生瓦斯突出，即瞬时有大量瓦斯涌出，再大的通风能力都无济于事。尤其对于瓦斯涌出量大的矿井，光靠通风瓦斯已经不能解决采据工作面的瓦斯超限问题。投入严重不足，安全基础海弱。我国煤矿的自然条件复杂，虽然我国煤矿的瓦斯灾害防治技术，如煤与瓦斯突出的预测及措施等处于世界先进水平，但防灾抗灾的安全仪表装备与国外相比差较大，致使监测瓦斯数据的准确性和可靠性不足。由于煤矿井下湿度过大及爆炸气体环境等原因，煤矿的自动化技术应用水平与其它行业相比要落后10-20年。

专利CN 102678159A公开了一种瓦斯消溶剂，其主要有效成分是醋酸和酵母，瓦斯的主要成分是甲烷，甲烷分子结构稳定不活跃，正常情况下不易与其它物质发生理化作用，只有在高温高压下才能与某些物质成分发生化学作用，井下采掘工作面很难形成高温条件，只有在高压的条件下借助催化剂助溶作用，才有可能促使甲烷与其它物质反应，因此想借助于化学反应消除甲烷在实际工作中是很难进行的；专利CN10343780A公开了一种瓦斯消溶剂的组配方法及使用方法，其主要组份为磺酸、啤酒、没食子酸、碳酸钴和拓普酵母浸膏，其主要是通过为煤层中的甲烷氧化菌提供养料促进其快速繁殖，进而将瓦斯分解成二氧化碳，这种方法局限性比较大，不一定所有的煤矿都含有甲烷氧化菌，在不含有甲烷氧化菌的煤矿工作面上，这种瓦斯消溶剂的作用大大减小甚至是没有作用。