[发明专利]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

说明书

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。

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；