[發明專利]一種生物技術防治瓦斯與火共生災害模擬實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201811596983.4
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109523894B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 謝軍;杜海剛;馮姍;辛林;崔向飛;劉晨;付海正;宋玥;任廣意;王怡
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 西安匯恩知識產權代理事務所(普通合伙) 61244
• 代理人: 張偉花

本發明提供了一種生物技術防治瓦斯與火共生災害模擬實驗裝置及方法，包括分別與耐壓絕熱實驗箱連接的注氣系統、注液系統、抽氣系統和測溫測壓系統，所述注氣系統包括并列設置的氧氣瓶、氮氣瓶和甲烷瓶，所述注液系統包括生物制劑配置箱，所述抽氣系統包括與耐壓絕熱實驗箱分別連通的微型抽氣泵和微型真空泵，微型抽氣泵連接有氣相色譜儀，所述測溫測壓系統包括設置在耐壓絕熱實驗箱內的多個測溫探頭和溫度測試儀，還包括設置在耐壓絕熱實驗箱內的壓力傳感器，所述測溫探頭通過熱電阻導線束連接溫度測試儀，溫度測試儀、壓力傳感器和氣相色譜儀均與計算機分析系統連接。本發明裝置結構簡單，數據采集方便，能夠為瓦斯與火共生災害致災機理其它相關實驗研究提供數據基礎。

技術領域

本發明涉及煤礦瓦斯與火共生災害防治實驗領域，具體涉及一種生物技術防治瓦斯與火共生災害模擬實驗裝置及方法。

背景技術

據調查，全國近三分之一的煤礦存在高瓦斯和煤自燃發生共生災害的風險。目前，對共生災害防治最直接的手段就是：一方面采用各種采前、采中和采后抽采措施進行瓦斯抽采，使用如深孔爆破、水力壓裂、水力割縫等輔助措施進行卸壓增透。總之，就是極力抽采及風排；另一方面，采用封堵、均壓、惰性氣體、阻化劑、三相泡沫、高分子材料、高分子泡沫等技術進行煤自燃防治，這些措施對瓦斯與火共生災害防治起到了一定的作用，但是隨著煤礦開采深度的增加，煤層瓦斯防治難度逐漸增大，瓦斯與火共生災害更趨嚴重。

為了研究一種新型瓦斯與火防治技術，本發明利用生物技術增透煤體、降解瓦斯并產生二氧化碳和水的核心原理，構建實驗系統模擬生物技術對煤巖體的增透卸壓效應、瓦斯的降解效應、產生的二氧化碳和水對煤自燃的影響效應，為瓦斯與火共生災害防治提供一種新的技術參考及理論依據。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種一種生物技術防治瓦斯與火共生災害模擬實驗裝置，該實驗裝置結構簡單，使用方便，數據采集簡單快捷，采集的實驗數據準確，裝置安裝簡便，能為瓦斯與火共生災害防治提供一種新的技術參考及理論依據。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種生物技術防治瓦斯與火共生災害模擬實驗裝置，其特征在于，包括耐壓絕熱實驗箱和分別與耐壓絕熱實驗箱連接的注氣系統、注液系統、抽氣系統和測溫測壓系統；

所述耐壓絕熱實驗箱是用保溫和隔熱材料制成的雙層內空長方體，所述耐壓絕熱實驗箱的外部尺寸為240cm×200cm×180cm(長×寬×高)，耐壓絕熱實驗箱內層使用耐溫多孔板制成的長方體，所述耐壓絕熱實驗箱內層的尺寸為220cm×180cm×150cm(長×寬×高)，耐壓絕熱實驗箱外層的外壁上刻有以5cm為變化單元格的刻度線，其中0刻度與所述耐壓絕熱實驗箱內層的底面平齊，所述耐壓絕熱實驗箱底部開設有取液孔，所述取液孔連接液體收集罐，所述耐壓絕熱實驗箱頂部設置有用于開啟耐壓絕熱實驗箱頂蓋的閉鎖螺栓；

所述注氣系統包括氧氣瓶、氮氣瓶和甲烷瓶，所述注氣系統通過注氣高壓管連接耐壓絕熱實驗箱，所述注氣高壓管一端伸入耐壓絕熱實驗箱的內外層之間的空腔，另一端分叉分別連接氧氣瓶、氮氣瓶和甲烷瓶；

所述注液系統包括生物制劑配置箱，所述生物制劑配置箱通過注液高壓管與所述耐壓絕熱實驗箱連接，所述所述的生物制劑配制箱采用耐腐蝕、質量輕的玻璃材料制成，形狀為長方體，外部尺寸為80cm×60cm×40cm(長×寬×高)，所述生物制劑配制箱上部開口并在開口處懸掛有可卸式自動攪拌器。

所述抽氣系統包括微型抽氣泵和微型真空泵，所述抽氣系統通過抽氣高壓管連接所述耐壓絕熱實驗箱，抽氣高壓管的一端伸入耐壓絕熱實驗箱的內外層之間的空腔，另一端分別連接微型抽氣泵和微型真空泵，抽氣高壓管伸入耐壓絕熱實驗箱的內外層之間空腔的一端安裝有錯位多孔球體，所述微型抽氣泵通過高壓管連接用于檢測分析抽入氣體組分的氣相色譜儀；