一种利用厌氧甲烷氧化菌的煤层增透方法与流程

本方法属于煤矿瓦斯生物防治领域，利用微生物的特性，与工程实际相结合，提高煤层的透气性系数，是对现有煤矿井下煤层增透技术的一种创新。

背景技术：

现有的井下针对透气性差的、含瓦斯较多煤层的常用增透处理技术主要为水力压裂法，其技术步骤主要为打钻、封孔、压裂、排水、抽采瓦斯，但对煤层透气性的改变达不到要求，如工程中为了达到抽采的效果，常常需要耗时数月，严重影响工期。如果布置密集的孔进行压裂则会造成煤体失稳，孔的稳定性和成孔率受到影响，反而容易促使瓦斯过快涌出，引发瓦斯突出，造成安全隐患，并且钻孔数量多则会导致孔的维护困难且消耗资金量较大。因而有必要对目前的技术进行改进，提高煤层的透气性系数。

技术实现要素：

本方法在传统水力压裂技术的基础上，利用厌氧甲烷氧化菌对煤体内甲烷的脱附、氧化作用破坏原有的甲烷-煤体平衡，同时由于氧化产物二氧化碳对甲烷的置换作用，可以进一步提高甲烷的脱附效果。具体方式为在煤体钻倾斜孔，用水冲孔，合理布置管路后，在压裂液中加入厌氧甲烷氧化菌，厌氧甲烷氧化菌借助压裂产生的孔隙进入随压裂液进入煤体，之后每隔一定时间补充加入厌氧甲烷氧化菌菌液，除起到对甲烷进行、脱附的作用外，还起到支撑生成的微小裂隙的作用，从而进一步提高煤层透气性系数，缩短瓦斯抽采时间，节省工程资金投入。

一种利用厌氧甲烷氧化菌的煤层增透方法，包括以下步骤：

s101：在煤体中钻倾斜孔。

s102：用水冲孔，并将孔中的微小碎屑冲出，并将孔中的水抽出。

s103：布置管路。

s104：向孔中注入含有厌氧甲烷氧化菌的压裂液进行压裂。

s105：每隔一定时间向孔内补充加入厌氧甲烷氧化菌菌液。

附图说明

图1是管路布置的横截面视图

图1中包括：1—注菌管；2—抽气管；3—钻孔

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的一种利用厌氧甲烷氧化菌的煤层增透方法，其较佳的具体实施方式是：

s101步骤中所述的孔的特征为：孔的延伸方向应当向下，并且孔的轴线与孔水平面应当保持千分之三的倾斜角度，且孔壁应当平整，凸出或凹陷的孔壁部分与孔轴线的最大距离应不超过1.5cm，孔的直径应为100mm，孔长根据实际工程需要而定。

s103步骤所述的管路布置，其管路特征为包括注菌管1、抽气管2。注菌管1的特征为伸向孔底部的一端应距离孔底20-25cm，管道的外侧半径为1cm，管道厚度为2mm。抽气管2的特征为伸向孔底部的一端应距离孔底20-25cm，管道的外侧半径为2cm，管道厚度为2mm。注菌管1在钻孔外应有高压密闭阀门，阀门能承受的压力应当至少高于孔内注入菌液后压裂时的压力1mpa。抽气管2在钻孔外应有高压排气阀门，阀门能承受的压力应当至少高于孔内注入菌液后压裂时的压力1mpa。

s103步骤所述的管路布置，注菌管1的管横截面应在抽采孔圆形横截面内，并与抽采孔圆形横截面的最小距离应为1cm。抽气管2的管横截面应在抽采孔圆形横截面内，并与抽采孔圆形横截面的最小距离应为1cm。注菌管1的管横截面应在钻孔圆形横截面内的下部，排气管2的管横截面应在钻孔圆形横截面内的上部，注菌管1的管横截面圆心与抽气管2的管横截面圆心应通过孔横截面的圆心。注菌管1、抽气管2在封孔时通过封孔材料进行固定。

s104步骤所述的注入的压裂液中加入厌氧甲烷氧化菌后应当混合均匀，并尽量较少压裂液在空气中的暴露时间，混合均匀后应尽快注入孔中进行压裂煤体。打开注菌管1和抽气管2的高压密闭阀门，通过注菌管1向钻孔内加入压裂液达到预定要求后，封闭抽气管2的高压密闭阀门，通过注菌管1进行压裂。加入厌氧甲烷氧化菌的浓度应根据工程实际情况确定。

s105步骤所述的方法为压裂结束后，打开抽气管2的高压密闭阀门，通过抽气管2进行抽气，每隔一定时间打开注菌管1的高压密闭阀门，向钻孔内加入厌氧甲烷氧化菌菌液。加入厌氧甲烷氧化菌菌液的浓度和体积应根据工程实际确定。

本文中所描述的是对一种利用厌氧甲烷氧化菌的煤层增透方法的说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

技术特征：

技术总结
一种利用厌氧甲烷氧化菌的煤层增透方法，属于煤矿瓦斯抽采技术领域，是在传统水力压裂技术的基础上利用生物处理进行改良、创新。该方法主要包括在煤体中钻倾斜孔，用水冲孔，布置管路，在压裂液中加入厌氧甲烷氧化菌压裂煤体，压裂结束后每隔一定时间向孔内加入甲烷氧化菌菌液。该方法可以更好地增加煤层透气性，提高瓦斯抽采效率和抽采效果，缩短瓦斯抽采的时间，并循环利用菌液，节省成本，有较好的应用前景和经济效果。

技术研发人员：杨小彬;裴艳宇;刘隽嘉;吴伟达
受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）
技术研发日：2018.11.29
技术公布日：2019.04.05