[发明专利]利用微生物治理煤矿瓦斯的方法

说明书

本发明提供一种利用微生物治理煤矿瓦斯的方法，利用可降解甲烷的微生物来消除煤矿中的瓦斯。具体而言，所述可降解甲烷的微生物为甲基营养嗜甲基菌(Methylophilus methylotrophus)。本发明的方法将常规煤矿回采中的钻孔注水改为注入可降解甲烷的微生物的培养液，降解煤体内的瓦斯，降低瓦斯浓度，使得不需要进行瓦斯抽采和排放操作，显著减少人力消耗，降低作业成本，提高采矿安全性。

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯处理技术领域，具体涉及一种利用微生物治理煤矿瓦斯的方法。

背景技术

瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷。瓦斯是一种无色、无味、无臭、可以燃烧或爆炸的气体，难溶于水，扩散性较空气高。瓦斯无毒，但浓度很高时，会引起窒息。开采煤层时，煤体受到破坏或采动影响，贮存在煤体内的部分瓦斯就会离开煤体而涌入采掘空间，这种现象称为瓦斯涌出。据报道，全世界大量重特大煤矿安全事故为瓦斯引起的爆炸、窒息等事故。此外，近年来地下工程(隧道、地下空间)过含煤、含瓦斯地层或区域导致的伤亡事故也数量众多。

煤矿行业在治理瓦斯问题上，基本围绕着其物理性质展开，对瓦斯主要采取避、驱、排等策略，并围绕这几点展开了大量的工作。比如行业相关规程中制订了十二字瓦斯治理方针“先抽后采、监测监控、以风定产”，同时还规定了“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理“十六字”工作体系，希望利用抽排瓦斯实现防止爆炸、窒息事故而最终实现安全采煤的目标。但随着这些年我国采掘速度加快，采深加大，导致地应力不断增加，煤层透气性系数不断降低，瓦斯抽采、排放越来越困难。加之抽放时间长、效率低、浪费大量人力物力而效果并不明显，严重制约着煤矿的安全生产。

因此，业内需要新的消除煤矿瓦斯的方法，来代替或辅助现有的瓦斯抽采工艺。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种利用微生物治理煤矿瓦斯的方法，以解决上述技术问题。

本发明提供一种利用微生物治理煤矿瓦斯的方法，利用可降解甲烷的微生物来消除煤矿中的瓦斯。具体而言，所述可降解甲烷的微生物为甲基营养嗜甲基菌(Methylophilus methylotrophus)。

具体而言，本发明是利用甲基营养嗜甲基菌的培养液来治理煤矿瓦斯。所述培养液以甲烷为碳源，以硝酸钠和溴化铵为氮源，pH值为5.5-7.0，Fe²⁺的浓度0.2-0.3mg/L、Cu²⁺浓度0.04-0.06mg/L。

具体而言，本发明的方法包括以下步骤：

(1)资料收集，收集所治理矿井的资料并进行分析，收集的资料包括煤层突出历史、突出特征、井下现场考察煤层节理、裂隙情况、煤岩层的岩性、厚度及物理力学性质。

(2)瓦斯参数测定，瓦斯参数包括K1值、孔内瓦斯浓度和煤层硬度f值。根据矿井资料和瓦斯情况计算所需的甲基营养嗜甲基菌培养液的浓度和数量。

(3)培养液制备，根据上述计算结果制备甲基营养嗜甲基菌培养液。

(4)钻孔注液，根据上述分析结果在煤体中的适当位置钻出注液孔，钻孔后安装封孔器，将甲基营养嗜甲基菌培养液加入储料罐，调制压力，采用中低压长时间注入培养液，待培养液反应之后，泄压并取出封孔器。

(5)瓦斯参数测定，测定回风瓦斯浓度，并测定吨煤瓦斯含量、瓦斯压力和K1值。

本发明的有益效果在于：

1、将常规煤矿回采中的钻孔注水改为注入可降解甲烷的微生物的培养液，降解煤体内的瓦斯，降低瓦斯浓度，使得不需要进行瓦斯抽采和排放操作，显著减少人力消耗，降低作业成本，提高采矿安全性。