煤矿瓦斯爆炸突出治理方法及其配用的瓦斯消溶剂

技术领域

本发明涉及一种煤矿瓦斯治理技术，特别是涉及一种煤矿瓦斯爆炸突出治理方法及其配用的瓦斯消溶剂。

背景技术

煤矿有五大灾害：水、火、电、瓦斯、顶板.特别是瓦斯爆炸伤亡最严重，最可怕。可是我国从开煤矿以来一直没有人能把煤矿井下高浓度瓦斯治下，这对我国煤矿工人和国家财产是不可估价的损失，多年以来没有人能填补这一科学技术空白。

目前，我国治理煤矿瓦斯方法有：

1、通风为主：为了煤矿工人在井下能够正常工作。首先以通风为主，其有两种优点：(1)、降低井下瓦斯浓度。(2)、把井上的新鲜空气输送到井下，能使井下工人正常工作。

2、以注水为主：在掘进工作面(顶层)注水技术是先用毛头花枪打眼7-9m深，打好孔再用低温高压水泵进行注水，经本发明人长期观察发现其存在如下缺陷：(1)、这种工艺对工人的人身安全没有保障。(2)、这种工艺对生产进度和经济效益没有保障。(3)、这种工艺只能治低浓度瓦斯(甲烷)，不能治高浓度瓦斯(甲烷)。如在低瓦斯矿井地区(工作面)注水，则具有一定效果。在高浓度瓦斯矿井地区(工作面)注水则无效。然而我国煤矿有低瓦斯矿井，也有高瓦斯矿井，低瓦斯矿井中也有高瓦斯地区(工作面)。总结起来，我国煤矿高瓦斯矿井占煤矿总数的70％以上。如在高瓦斯地区(工作面)注水，打眼7-9m深，只能注进水量3.5m深，剩余空孔位注不进水，因瓦斯流量过高，冲击力很强(喷出量)，瓦斯的喷出力超过注水压力，如果用高压强行把水注进，易使煤壁偏帮，顶板脱落，注水器被损坏，对工人施工不安全。

3、在注水无效时，进行打孔排放瓦斯：在掘进工作面用人工打孔7-9M深，孔数在15-30个，在打孔期间孔内必然有高浓度瓦斯喷出，如不注意随时都会出现伤亡事故。

4、超前打孔抽放法：为了降低矿井通风成本，采用超前打孔抽放法，在超前打孔时对工人施工不安全，因工作面(煤壁)同样有高浓度瓦斯喷出，一但发现火花随时都有爆炸和燃烧的危险。

5、超后打孔抽放法：为了给采煤工作面创造条件，也是为了使掘进后的整块工作面积不再有高浓度瓦斯出现，把整块面含有的高浓度瓦斯抽到井上，使这块工作面不再有高浓度瓦斯出现，在打孔期间如不注意随时对工人生命都有危。

我国所有的煤矿瓦斯特大事故都是由这几种情况引起的，然而这些特大瓦斯事故给国家煤矿带来的损失，按年计算平均一年要损失几佰个亿，伤亡人数千人以上。

因此，现有煤矿急需一种安全高效的煤矿瓦斯爆炸突出治理方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种安全高效的煤矿瓦斯爆炸突出治理方法，该方法与传统方法相比具有效果优异的优点，本发明的目的还在于提供该方法所配用的瓦斯消溶剂。

为实现上述目的，本发明煤矿瓦斯爆炸突出治理方法是先后向含瓦斯的煤层中灌注瓦斯消溶剂和水，瓦斯消溶剂为醋酸和酵母的水溶液。酵母更优选酵母粉。以醋酸和酵母的水溶液为瓦斯消溶剂可以更好地消化和吸收瓦斯，具有效果优异，安全高效的优点。另外本发明方法还可以用于治理煤矿工作面的二氧化碳突出。

作为优化，醋酸与酵母的重量比优选1000∶5-15。

作为优化，醋酸与酵母的重量比更优选1000∶8-12；醋酸更优选由相同醋酸量的食醋代替。用食醋代替醋酸能够增强酵母的催化作用。

作为优化，食醋中加入酵母后的兑水比例为食醋重量的2-8倍。

作为优化，食醋中加入酵母后的兑水比例优选食醋重量的3-4倍。

作为优化，单孔灌注的瓦斯消溶剂数量优选5-10Kg，注水量优选＞0.5m³。灌注压力优选8-15Ma。

作为优化，灌注孔的数量优选每1-2m²工作面一孔，瓦斯消溶剂在高压下乳化后再灌入。经应用证明：每公斤瓦斯消溶剂可溶改瓦斯1-10m³，本发明方法治理瓦斯的形式有两种：一种是物理溶解，瓦斯消溶剂所起的作用是助溶；另一种是化学转化，瓦斯消溶剂作为催化剂使瓦斯与二氧化碳、氮气和氧气反应生成无害的氨基酸酯。化学反应式如下：

如果发现瓦斯浓度超高、瓦斯喷出量超高，注水无效，在打钻时发现钻孔喷煤、夹钻、顶钻杆、钻孔冒白烟，在放炮前、放炮后发现瓦斯忽大忽小，煤壁内有响炮声或在掘进工作面风量太小，即可以使用本发明方法进行煤矿瓦斯爆炸突出治理。

通过用注水方法加瓦斯消溶剂：45千瓦电机配注水泵一台，把注水泵放在离工作面(掘进工作面)200m内，水泵出水口加配水表和压力表各一个，注水器2-3套，开水泵时水泵压力达到8-15个压力，单孔注水量不得少于0.5m³，注药量不得少于5-8Kg(先注药，后注水，水泵要有专人看管)。

注水过程：在掘进工作面先用毛头和花枪打孔7-9m深，孔数按距离计算，孔与孔间隔为1米，如在打孔期间发现新孔周围有老孔必须用黄土把老孔装满扎紧，以防药剂和水从老孔流走使注水无效。

本发明的方法是通过高压水泵，把药注进煤墙，使煤墙里面的高浓度瓦斯和化学药剂产生化学反应。使煤墙里面不再有高浓度瓦斯出现然后重新打眼放炮掘进(采煤)。

我国煤矿很多，煤矿的种类不同。根据不同煤矿和不同的瓦斯条件，不同的瓦斯浓度与化学药品用量也不同，药的使用浓度也不同，使用时需因地之宜，但是它们的化学反应方程式都是一样。按照煤矿瓦斯浓度爆炸规定的界限为(按体积)CH4达到5-16％，下限5％上限16％。如在掘进工作面使用本技术时，发现瓦斯浓度超过界限，必须加大瓦斯消溶剂量(水)。

本发明方法所配用的瓦斯消溶剂为醋酸和酵母的水溶液。

作为优化，醋酸与酵母的重量比优选1000∶5-15。

作为优化，醋酸更优选由相同醋酸量的食醋代替，食醋中加入酵母后的兑水比例优选食醋重量的1-8倍；更优选3-4倍。

通过长期研究多次实验证明：成功率在前99％以上，并具有如下优点：

(1)通过治理后的瓦斯对煤矿工人的生命安全有保障；(2)通过治理后的瓦斯对煤矿安全生产有保障；(3)通过治理后的瓦斯对人体无害；(4)通过治理后的瓦斯不突出(煤不突出)；(5)通过治理后的瓦斯不燃烧(煤尘不燃烧)；(6)通过治理后的瓦斯不爆炸(甲烷)；(7)本药品成本低，操作方便；(8)使用本药剂对煤质量无影响；(9)本药品是无毒药品，如使用后对煤矿工人的身体能起到良好的作用(决无付作用)；(10)、本药品通过使用后不但能节约工时，而且又能提高工作效益，使我国所有的煤矿和高沼矿井在综合治理瓦斯方面实现大幅度的技术进步，避免大量瓦斯爆炸突出事故的发生。

采用上述技术方案后，本发明煤矿瓦斯爆炸突出治理方法具有安全高效，可操作性强，对人体无害，治理瓦斯(煤)突出、瓦斯(煤尘)燃烧、瓦斯爆炸效果优异，瓦斯消溶剂成本低，操作方便，并对煤质量无影响，使用后能节约工时、提高工作效益，经济、社会和安全效益显著，推广应用前景广阔的优点。