煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定方案

1、-作者xxxx-日期xxxx煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定方案【精品文檔】煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定方案二零一三年八月【精品文檔】目錄1 煤層瓦斯壓力測(cè)定11.1 測(cè)壓操作步驟21.2 瓦斯壓力測(cè)定結(jié)果32 煤層瓦斯含量測(cè)定32.1 測(cè)定方法及過程32.2 煤層瓦斯含量測(cè)定結(jié)果43 煤層透氣性系數(shù)測(cè)定63.1 測(cè)定原理63.2 測(cè)定方法7煤層透氣性系數(shù)計(jì)算結(jié)果84 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)的測(cè)定84.1 測(cè)定原理84.2 測(cè)定方法95 煤的破壞類型測(cè)定106 煤的堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定106.1 儀器設(shè)備106.2 煤樣制取106.3 測(cè)定步驟116.4 數(shù)據(jù)計(jì)算117 瓦斯放散初速度測(cè)定127.1 儀器設(shè)備127.2

2、煤樣制取127.3 測(cè)定步驟127.4 數(shù)據(jù)計(jì)算138 煤層瓦斯吸附常數(shù)測(cè)定138.1 煤樣制取148.2 測(cè)定步驟148.3 試驗(yàn)結(jié)果輸出169 煤層瓦斯鉆屑指標(biāo)測(cè)定169.1 鉆屑量測(cè)定169.2 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)測(cè)定16煤層瓦斯基本參數(shù)的測(cè)定主要包括煤層瓦斯壓力、含量、透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、煤的破壞類型、堅(jiān)固性系數(shù)、放散初速度、瓦斯吸附常數(shù)、煤層瓦斯鉆屑指標(biāo)、鉆孔瓦斯涌出初速度和瓦斯抽采參數(shù)的測(cè)定。煤層瓦斯基本參數(shù)的測(cè)定，可以為礦井瓦斯防治和瓦斯抽采提供基礎(chǔ)參數(shù)支持，同時(shí)可以指導(dǎo)瓦斯管理，采取有效的瓦斯治理安全技術(shù)措施，合理使用煤礦瓦斯治理的資源，減少瓦斯管理及治理費(fèi)用的浪費(fèi)

3、，確保煤礦的安全生產(chǎn)。1 煤層瓦斯壓力測(cè)定煤層瓦斯壓力測(cè)定的鉆孔布置在巖石巷道內(nèi)，均為穿層鉆孔，封孔方式和測(cè)壓方法嚴(yán)格執(zhí)行煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定方法（AQ/T 1047-2007）的有關(guān)規(guī)定。采用注漿封孔測(cè)壓法，封孔材料為水泥漿加速凝劑、膨脹劑等，利用壓風(fēng)將密封罐內(nèi)的水泥漿注入鉆孔內(nèi)，測(cè)壓方式為被動(dòng)測(cè)壓法，即鉆孔封孔完成后，等待被測(cè)煤層瓦斯的自然滲透達(dá)到瓦斯壓力平衡后，測(cè)定煤層瓦斯壓力。首先在距被測(cè)煤層一定距離的巖巷內(nèi)打孔，孔徑一般取直徑75mm以上，鉆孔最好垂直煤層布置，成孔后在孔內(nèi)安設(shè)測(cè)壓管，然后對(duì)鉆孔進(jìn)行封孔（>10m）；封孔后，安設(shè)壓力表開始測(cè)壓。前兩個(gè)小時(shí)每30分鐘記一

4、次壓力指示值，測(cè)壓的前三天，需要每天記錄一次壓力表的指示值；以后每隔兩天記錄一次壓力表的指示值。當(dāng)壓力表的壓力指示值連續(xù)四天沒有變化時(shí)，其壓力即為煤層原始瓦斯壓力，壓力測(cè)定結(jié)束，即可進(jìn)行煤層透氣性系數(shù)測(cè)定。封孔方式采用水泥砂漿封孔，穿層鉆孔的封孔方式示意圖如圖1所示： 下向孔 上向孔1煤層 2鉆孔 3水泥砂漿 4測(cè)壓管 5擋盤 6注漿管 7返漿管8壓力表 9三通 10球閥 11放水器 12注漿泵 13水泥砂漿池 14擋板圖1 測(cè)壓鉆孔注漿封孔示意圖封孔長(zhǎng)度取決于封孔段巖性及其裂隙發(fā)育程度。巖石硬而無(wú)裂隙時(shí)可適當(dāng)縮短，但不能小于5m；巖石松軟或有裂隙時(shí)應(yīng)增加。成孔以后，將測(cè)壓管和注漿管連同圓楔形

5、木塞一起置于測(cè)壓鉆孔之中，并將木塞在孔口緊固。水泥沙漿封孔一般采用壓縮空氣作為動(dòng)力把充填物送入測(cè)壓孔中，水泥與沙子的配比為1：2.5。為避免水泥沙漿凝固后出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，也可在普通水泥中按重量加入少量的水泥膨脹劑。封孔長(zhǎng)度應(yīng)在10m以上；經(jīng)24小時(shí)凝固，安設(shè)截止閥和壓力表開始測(cè)壓。鉆孔施工采用ZY750型液壓鉆機(jī)。鉆孔要穿過煤層，并進(jìn)入煤層頂板或底板，穿入頂（底）板深度0.5m，具體操作時(shí)以鉆孔不再排煤粉，開始排巖粉為準(zhǔn)。1.1 測(cè)壓操作步驟 當(dāng)鉆孔即將見煤，穿透煤層以及清洗鉆孔，排除孔中積水和巖屑，都要詳細(xì)記錄參數(shù)（開孔及終孔時(shí)間、方位角、傾角、孔深、煤厚）。 測(cè)壓人員要及時(shí)組裝測(cè)壓管，盡快封

6、閉測(cè)壓孔。測(cè)壓管的安裝長(zhǎng)度視鉆孔深度而定，一般應(yīng)盡可能靠近煤層。 測(cè)壓人員將測(cè)壓管下至預(yù)定位置時(shí)，為了保證測(cè)壓管不漏氣，在管連接口處，纏上適量的生膠帶。 在孔口上打上防滑楔，以保安全。 注漿人員將攪拌均勻的水泥沙漿倒入噴漿罐內(nèi)，數(shù)量可占其容積的三分之二，將罐蓋壓緊，然后把注漿管插入鉆孔中 ，采用壓氣封孔時(shí)，借助噴漿罐將水泥沙漿由孔口向孔底逐漸充填，直至注滿為止。 待凝固24小時(shí)后，安裝壓力表。安裝時(shí)要仔細(xì)檢查壓力表密封墊圈是否合格，為可靠起見，最好也纏繞適量的生膠帶。 安裝壓力表后，及時(shí)觀察前二個(gè)小時(shí)壓力值變化，每30分鐘記錄一次。 在整個(gè)測(cè)壓過程中，前三天，每天記錄2至3次壓力值，以后每天要

7、觀察記錄一次壓力值的數(shù)據(jù)，若發(fā)現(xiàn)有異常情況要及時(shí)分析處理。 如瓦斯壓力連續(xù)三天無(wú)變化，則可認(rèn)為這個(gè)穩(wěn)定壓力就是煤層瓦斯壓力。1.2 瓦斯壓力測(cè)定結(jié)果測(cè)壓鉆孔密封裝表后，定時(shí)觀察和記錄瓦斯壓力，并仔細(xì)檢查漏氣情況，觀測(cè)時(shí)間不少于2030d，如瓦斯壓力在3d內(nèi)變化小于0.015MPa，則可認(rèn)為這個(gè)穩(wěn)定的壓力就是煤層瓦斯壓力。煤層瓦斯壓力測(cè)定結(jié)果記錄表如表1所示：表1 煤層瓦斯壓力測(cè)定記錄表序號(hào)鉆孔參數(shù)巖孔長(zhǎng)度（m）煤孔長(zhǎng)度（m）瓦斯壓力（MPa）測(cè)量時(shí)間備注方位（°）傾角（°）長(zhǎng)度（m）2 煤層瓦斯含量測(cè)定煤層瓦斯含量是單位體積或重量的煤體中所含的瓦斯量（換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），常用

8、m3/t或m3/m3作為計(jì)量單位。煤層瓦斯含量是煤層瓦斯的主要參數(shù)，直接、準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯含量，用于礦井采掘部署、開拓延伸設(shè)計(jì)、煤層瓦斯賦存規(guī)律研究、瓦斯涌出量預(yù)測(cè)、瓦斯抽采效果評(píng)價(jià)、煤層氣資源評(píng)價(jià)、突出危險(xiǎn)性區(qū)域預(yù)測(cè)及區(qū)域驗(yàn)證等方面。2.1 測(cè)定方法及過程采用DGC型瓦斯含量直接測(cè)定裝置測(cè)定瓦斯含量，測(cè)壓孔見煤后，停鉆取樣，開始測(cè)量瓦斯含量井下解析。具體測(cè)定過程如下： 打鉆遇煤前采樣人員到達(dá)采樣現(xiàn)場(chǎng)，準(zhǔn)備好取芯鉆頭、取芯管HF-5型解析儀、煤樣罐、秒表、扳手、夾子、大氣壓力表、鐵桶或塑料桶一個(gè)（盛水）。 鉆孔遇煤后，采用直徑為73mm巖芯管采取煤芯。 鉆煤完后，煤芯提到孔口時(shí)，盡快地從煤芯管

9、中取出煤芯，采取中間完整部分，裝入罐中密封?？刂七@段時(shí)間在2min之內(nèi)。煤芯中混合有夾矸及雜物時(shí)給予剔除。注意煤樣不得用水清洗，保存原狀裝罐，也不要去壓實(shí)。煤樣距罐口留10mm的間隙最好，煤樣約400g左右。 將煤樣罐與HFJ-5型解吸儀連接進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解吸（如圖2所示），其步驟為：將儀器倒立，擰開灌水口塞子，用手指堵住出水口和進(jìn)氣口，將儀器內(nèi)部量筒內(nèi)裝滿水至螺紋以上，排出筒內(nèi)氣泡后擰緊塞子，將儀器正立，松開手指，然后將儀器放置于巷道底板平整處或懸掛起來(lái)，將針頭插入煤樣罐，再將膠管與進(jìn)氣口相連，即開始解析測(cè)量。此時(shí)氣體進(jìn)入量管內(nèi)后，水通過排水口排出。在煤樣罐與解吸連接時(shí)打開秒表記錄時(shí)間，每分鐘記錄

10、一次數(shù)據(jù)，直到30min結(jié)束。 當(dāng)解吸過程中井下解吸儀需要換水時(shí)，不停止秒表，用夾子夾住膠管，拔下，將備用的清水灌入，方法同第4步，然后插上膠管松開夾子繼續(xù)測(cè)定。當(dāng)換水完畢后開啟閥門，到整數(shù)時(shí)間時(shí)讀數(shù)，這樣把關(guān)閉閥門期間累加解吸量平均到關(guān)閉閥門時(shí)間段上。 現(xiàn)場(chǎng)解吸完成后，拔出針頭，將取樣罐擰緊，泡在水中檢查是否有漏氣現(xiàn)象，若有滲漏，再擰緊，然后再檢查氣密性，直至不漏氣為止。瓦斯含量測(cè)定取樣和井下現(xiàn)場(chǎng)解析到此結(jié)束。 在上述采樣和解吸過程中要記錄采樣時(shí)間、采樣地點(diǎn)、采樣深度，記清鉆孔遇煤時(shí)間，鉆進(jìn)時(shí)間，起鉆時(shí)間，鉆具提到孔口時(shí)間，煤樣裝罐時(shí)間，開始解吸測(cè)定時(shí)間，以及解吸測(cè)定時(shí)的氣溫，水溫和取樣點(diǎn)氣

11、壓。 將煤樣罐送往煤礦化驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室瓦斯含量解吸，得出煤層瓦斯含量值。圖2 HFJ-5型解吸儀與煤樣罐連接圖2.2 煤層瓦斯含量測(cè)定結(jié)果煤層瓦斯含量包括井下瓦斯解吸量、地面常壓瓦斯解吸量、常壓粉碎瓦斯解吸量和常壓吸附瓦斯量幾個(gè)部分。1、井下瓦斯解吸量井下鉆孔取芯后選取粒徑較大、保質(zhì)性好的煤塊快速裝入煤樣筒，讀取初值后快速與井下解吸儀連接開始解吸，然后每分鐘記錄一次讀數(shù)，直至30min后解吸結(jié)束，關(guān)閉煤樣筒閥門，讀取井下瓦斯解吸量為W21，根據(jù)瓦斯解吸速度、損失時(shí)間t結(jié)合解吸模型可進(jìn)行損失瓦斯含量W1的計(jì)算。記錄取芯時(shí)間、取芯位置、取芯人員、鉆孔信息、煤樣粒度大小描述（五類），如表2所示：表2

12、 瓦斯含量測(cè)定井下解吸測(cè)定結(jié)果表取樣地點(diǎn)煤樣編號(hào)取樣點(diǎn)溫度取樣點(diǎn)氣壓KPa煤樣重量g煤樣破壞類型停鉆時(shí)間開始取芯時(shí)間結(jié)束取芯時(shí)間井下解吸開始時(shí)間井下解吸解吸時(shí)間解吸量ml解吸時(shí)間解吸量ml解吸時(shí)間解吸量ml解吸時(shí)間解吸量ml191725210182631119274122028513212961422307152381624井下測(cè)試人員井下測(cè)試時(shí)間2、地面常壓瓦斯解吸量地面常壓瓦斯解析在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，讀取初值，將解吸玻璃管與煤樣筒連接，開啟閥門開始解吸，當(dāng)解吸到解吸量小于5ml/min時(shí)解吸結(jié)束，得出地面常壓解吸量為W22，W21與W22之和為粉碎前自然瓦斯解吸量W2。3、常壓粉碎解吸量將地面

13、解吸儀解吸玻璃管（1000ml組）充工作液并檢測(cè)氣密性，將二次煤樣及時(shí)倒入粉碎機(jī)料缽壓緊后與地面解吸儀連接，讀取初值開啟粉碎，粉碎至2min左右或解吸量較少時(shí)結(jié)束粉碎，讀取終值為粉碎瓦斯解吸含量W3，常壓吸附瓦斯量Wc可在瓦斯壓力為Pa時(shí)采用朗格繆爾方程計(jì)算得到。最后可得煤層瓦斯含量為井下瓦斯解吸量、地面常壓瓦斯解吸量、粉碎瓦斯解吸量、常壓吸附瓦斯量和損失瓦斯量之和，即：W=W1+W2+W3+WC。表3 煤層瓦斯含量測(cè)定結(jié)果表序號(hào)取樣地點(diǎn)取樣時(shí)間W1W2W3WCW3 煤層透氣性系數(shù)測(cè)定煤層透氣性表示煤層瓦斯流動(dòng)的難易程度，是衡量煤層瓦斯預(yù)抽難易程度的重要指標(biāo)。3.1 測(cè)定原理我國(guó)井下直接測(cè)定煤

14、層透氣性系數(shù)方法是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)法徑向不穩(wěn)定流動(dòng)理論。徑向流量法測(cè)定煤層透氣性系數(shù)是以瓦斯在煤層中徑向流動(dòng)理論為基礎(chǔ)而得出的煤層透氣性系數(shù)測(cè)定和計(jì)算方法，其基本假設(shè)為： 在鉆孔瓦斯流動(dòng)范圍內(nèi)，煤層均質(zhì)且各向同性； 鉆孔垂直煤層（至少偏斜角不超過30°）貫穿煤層，在瓦斯流動(dòng)場(chǎng)內(nèi)煤厚不變； 煤層頂?shù)装宀宦馇也缓型咚梗?打開鉆孔之前，孔內(nèi)瓦斯壓力為原始瓦斯壓力，打開后則始終保持大氣壓力； 瓦斯在煤層中的流動(dòng)為等溫過程，且溫度等于煤層溫度； 瓦斯在煤層中的流動(dòng)服從達(dá)西定律。 據(jù)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)和鉆孔瓦斯涌出規(guī)律，采用下述公式對(duì)煤層透氣性進(jìn)行試算和驗(yàn)算：A= qr0/(P02-P12)， B

15、= 4tP0/(r02)F0=10-21 = AB（）F0=110 = AB（）F0=10102 = AB（1/4）F0=102103 = AB（）F0=103105 = AB（1/9）F0=105107 = AB（）式中：F0時(shí)間準(zhǔn)數(shù)，F(xiàn)0=B； 煤層的透氣性系數(shù)，m2/(MPa2·d)； P0煤層中的原始瓦斯壓力，MPa； P1測(cè)量時(shí)鉆孔中的瓦斯壓力，一般為； r0鉆孔半徑，m； q排放時(shí)間為t時(shí)，鉆孔單位面積煤壁上的瓦斯涌出量m3/(m2.d)，q= Q/(2r0L)； Q排放時(shí)間為t時(shí)， 鉆孔的瓦斯流量，m3/d； L鉆孔見煤長(zhǎng)度，一般取煤厚，m； t打開閥門后的時(shí)間，d；

16、煤層瓦斯含量系數(shù)，m3/(m3.MPa)，；W煤層瓦斯含量，m3/m3；P確定煤層瓦斯含量時(shí)的瓦斯壓力，MPa。由于計(jì)算透氣性系數(shù)公式式子較多，須采用試算法來(lái)確定選取的計(jì)算式。即先選用其中任一個(gè)式子計(jì)算出值，然后將算出的值代人公式，校驗(yàn)F0是否在選用公式的適用范圍內(nèi)。如在試用范圍，則選式正確，算出的值即為煤層透氣性系數(shù)；如不在適用范圍，則需重新選公式計(jì)算值，更新校驗(yàn)F0值是否在選用公式的適用范圍內(nèi)。3.2 測(cè)定方法鉆孔徑向流量法測(cè)定煤層透氣性系數(shù)的具體做法是：首先垂直煤層打一貫穿煤層的鉆孔，密封鉆孔并測(cè)出煤層原始瓦斯壓力。測(cè)完壓力后，打開閥門，使鉆孔內(nèi)壓力降至大氣壓力，測(cè)出各個(gè)時(shí)刻鉆孔自然瓦斯

17、排放量，代入上述有關(guān)公式，求出值。在實(shí)際測(cè)定中，鉆孔徑向流量法的測(cè)定要求在降壓排瓦斯后的幾天內(nèi)進(jìn)行，盡量延長(zhǎng)測(cè)定時(shí)間，使流動(dòng)場(chǎng)擴(kuò)大，測(cè)出來(lái)的值逐漸穩(wěn)定，最后取其穩(wěn)定值作為測(cè)定地點(diǎn)煤層的透氣性值。測(cè)定煤層透氣性系數(shù)時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 打測(cè)壓鉆孔時(shí)要注意有無(wú)噴孔，如有噴孔，應(yīng)測(cè)定噴出煤量，然后折合計(jì)算鉆孔直徑； 測(cè)定鉆孔瓦斯流量時(shí)，可在不同時(shí)間多測(cè)幾個(gè)瓦斯流量值，以便分析煤層透氣性的變化規(guī)律。 鉆孔卸壓后到測(cè)定流量長(zhǎng)時(shí)，鉆孔見煤長(zhǎng)度可不取實(shí)測(cè)值（如鉆孔與煤層面斜交），而取等于煤厚；如時(shí)間短，L值可取為鉆孔見煤長(zhǎng)度。表4為煤層透氣性系數(shù)測(cè)定過程記錄表。表4 煤層透氣性系數(shù)測(cè)定記錄表孔號(hào)鉆孔參數(shù)時(shí)間（

18、年月日時(shí)分）鉆孔見煤長(zhǎng)度m原始瓦斯壓力P煤層瓦斯含量w上壓力表前瓦斯流量（m3/d）)方位（°）仰（俯）角（°）見煤時(shí)間過煤時(shí)間時(shí)間（距壓力表卸除后）瓦斯流量(m3/d)煤層透氣性系數(shù)計(jì)算結(jié)果根據(jù)上述計(jì)算公式，在各測(cè)試點(diǎn)測(cè)定過程中取得的參數(shù)分別代入相應(yīng)公式進(jìn)行計(jì)算，可得出煤層透氣性系數(shù)。表5 煤層透氣性系數(shù)計(jì)算結(jié)果表測(cè)定地點(diǎn)煤層煤層透氣性系數(shù)（m2/（MPa2·d）4 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)的測(cè)定鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)及透氣性系數(shù)是表示煤層瓦斯流動(dòng)和瓦斯抽放難易程度的重要指標(biāo)，根據(jù)其測(cè)定結(jié)果，將煤層劃分為3類，如表6所示。表6 煤層瓦斯抽放難易程度表類 別鉆孔流量衰減

19、系數(shù)（d-1）煤層透氣性系數(shù)（m2/MPa2·d）容易抽放>10可以抽放10較難抽放4.1 測(cè)定原理鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)表示鉆孔瓦斯流量隨著時(shí)間延續(xù)呈衰減變化關(guān)系，可作為評(píng)估開采層預(yù)抽瓦斯難易程度的一個(gè)指標(biāo)。其測(cè)算方法是：選擇具有代表性的地區(qū)打鉆孔，先測(cè)其初始瓦斯流量Q0，經(jīng)過時(shí)間t后，再測(cè)其瓦斯流量Qt，然后以下式計(jì)算之，其衰減趨勢(shì)由負(fù)指數(shù)方程式結(jié)果表示：式中：100m鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)，d1； q0100m鉆孔初始瓦斯流量，m3/(min.100m)； q1經(jīng)過時(shí)間t1的100米孔瓦斯流量，m3/(min.100m)； lnq0、lnq1為q0、q1的自然對(duì)數(shù)； e自然對(duì)

20、數(shù)底，； t時(shí)間，d。式中：v鉆孔瓦斯流動(dòng)速度，m/min； L孔長(zhǎng)，m； r 孔半徑，m； 瓦斯流量，由微風(fēng)表測(cè)定，m3/min。4.2 測(cè)定方法為了測(cè)定鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)，利用測(cè)定瓦斯壓力的鉆孔，在測(cè)壓鉆孔封孔后上壓力表前，進(jìn)行鉆孔瓦斯涌出量的測(cè)定。表7 鉆孔瓦斯流量測(cè)定結(jié)果表測(cè)定時(shí)間測(cè)定地點(diǎn)煤層鉆孔流量L/min卸表時(shí)間一次二次三次表8 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)計(jì)算結(jié)果表測(cè)定地點(diǎn)煤層煤層透氣性系數(shù)（m2/（MPa2·d）鉆孔流量衰減系數(shù)d-15 煤的破壞類型測(cè)定煤的破壞類型的劃分如表9所示：表9 煤的破壞類型分類表10 煤的破壞類型測(cè)定結(jié)果表觀測(cè)測(cè)點(diǎn)煤的破壞類型6 煤的堅(jiān)固性系數(shù)

21、測(cè)定煤的堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定按照煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法 第12部分：煤的堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定方法（GB/）執(zhí)行。6.1 儀器設(shè)備搗碎筒，計(jì)量筒，分樣篩（孔徑20mm、30mm和各1個(gè)），天平（最大稱量1000g，感量），小錘、漏斗、容器。6.2 煤樣制取 沿新暴露的煤層厚度的上、中、下部各采取塊度為10cm左右的煤樣兩塊。當(dāng)在地面打鉆取樣時(shí)應(yīng)沿煤層厚度的上、中、下部各采取塊度為l0cm的煤樣兩塊。煤樣采出后應(yīng)及時(shí)用塑料袋或塑料紙及膠帶包裹密封，使其保持自然含水狀態(tài)； 煤樣要附有標(biāo)簽，注明采樣地點(diǎn)、層位、時(shí)間等； 在煤樣攜帶、運(yùn)送過程中不應(yīng)摔碰，不應(yīng)產(chǎn)生人為摩擦； 把煤樣用小錘碎制成2030mm的小塊

22、，用孔徑20或30mm的篩子篩選出介于2030mm的煤塊； 稱取制備好的試樣50g為一份，每5份為一組，共稱取3組。6.3 測(cè)定步驟 將搗碎筒放置在水泥地板或2cm厚的鐵板上，放入試樣一份，將重錘提高到600mm高度，使其自由落下沖擊試樣，每份沖擊3次，把5份搗碎后的試樣裝在同一容器中； 把每組（5份）搗碎后的試樣一起倒入孔徑分樣篩中篩分，篩至不再漏下煤粉為止； 把篩下的粉末用漏斗裝入計(jì)量筒內(nèi)，輕輕敲打使之密實(shí)，然后輕輕插入具有刻度的活塞尺與筒內(nèi)粉末面接觸。在計(jì)量筒口相平處讀取數(shù)l（即粉末在計(jì)量筒內(nèi)實(shí)際測(cè)量高度，讀至毫米）。 當(dāng)l30mm時(shí)，沖擊次數(shù)n，即可定為3次，按以上步驟繼續(xù)進(jìn)行其他各組

23、的測(cè)定。 當(dāng)l<30mm時(shí)，第一組試樣作廢，每份試樣沖擊次數(shù)n改為5次，按以上步驟進(jìn)行沖擊、篩分和測(cè)量，仍以每5份作一組，測(cè)定煤粉高度l。6.4 數(shù)據(jù)計(jì)算煤的堅(jiān)固性系數(shù)按下式計(jì)算：f=20n/l式中： f堅(jiān)固性系數(shù)；n每份試樣沖擊次數(shù)，次； l每組試樣篩下煤粉的計(jì)量高度，mm。測(cè)定平行樣3組（每組5份），取其算數(shù)平均值，計(jì)算結(jié)果取2位有效數(shù)字。表11 煤的堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定記錄表煤樣 編號(hào)煤種 類別試樣 編號(hào)沖擊次數(shù)n計(jì)量桶度數(shù)l/mm堅(jiān)固性系數(shù)ff的平均值備注7 瓦斯放散初速度測(cè)定瓦斯放散初速度指標(biāo)p是表示煤的放散瓦斯的能力。p所反映的是煤在常壓下吸附瓦斯的能力和放散瓦斯的速度，是反映煤層

24、突出區(qū)域危險(xiǎn)性的一種單項(xiàng)指標(biāo)。瓦斯放散初速度的測(cè)定采用撫順煤科院生產(chǎn)的WT-1型瓦斯擴(kuò)散速度測(cè)定儀進(jìn)行，按照煤的瓦斯放散初速度（p）測(cè)定方法（AQ 1080-2009）執(zhí)行。7.1 儀器設(shè)備WT-1型瓦斯擴(kuò)散速度測(cè)定儀，真空泵，甲烷瓶（濃度大于95%），分樣篩（孔徑0.2、0.25mm各一個(gè)），天平（最大稱量250g，感量），小錘，漏斗。7.2 煤樣制取 在煤層新暴露面上采取煤樣250g，地面打鉆取樣時(shí)取新鮮煤芯250g。煤樣要附有標(biāo)簽，注明采樣地點(diǎn)、層位、采樣時(shí)間等。將所采煤樣進(jìn)行粉碎，篩分出粒度為0.20.25mm的煤樣。每一煤樣取2個(gè)試樣，每個(gè)試樣重。7.3 測(cè)定步驟 把2個(gè)試樣用漏斗分

25、別裝入p測(cè)定儀的2個(gè)試樣瓶中； 啟動(dòng)真空泵對(duì)試樣脫氣1.5h； 脫氣1.5h后關(guān)閉真空泵，將甲烷瓶與試樣瓶連接，充氣（）使煤樣吸附瓦斯l.5h； 關(guān)閉試樣瓶和甲烷瓶閥門，使試樣瓶與甲烷瓶隔離； 開動(dòng)真空泵對(duì)儀器管道死空間進(jìn)行脫氣，使U型管汞真空計(jì)兩端汞面相平； 停止真空泵，關(guān)閉儀器死空間通往真空泵的閥門，打開試樣瓶的閥門，使煤樣瓶與儀器被抽空的空間相連并同時(shí)啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí)，l0s時(shí)關(guān)閉閥門，讀出汞柱計(jì)兩端汞柱差p1(mm)，45s時(shí)再打開閥門，60s時(shí)關(guān)閉閥門，再一次讀出汞柱計(jì)兩端差p2(mm) 。 前面工作順序同前五步，緊接著停止真空泵，關(guān)閉儀器死空間通往真空泵的閥門，打開試樣瓶的閥門，使煤樣

26、瓶與儀器被抽空的空間相連并同時(shí)啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí)，60s時(shí)關(guān)閉閥門，讀出汞柱計(jì)兩端汞柱差p1 (mm)即可。7.4 數(shù)據(jù)計(jì)算瓦斯放散初速度指標(biāo)按下式計(jì)算：p = p2p1式中：p瓦斯放散初速度，mm； p1l0s關(guān)閉閥門時(shí)汞柱計(jì)兩端汞柱差，mm；p260s關(guān)閉閥門時(shí)汞柱計(jì)兩端汞柱差，mm。同一煤樣的兩個(gè)試樣測(cè)出p值之差不應(yīng)大于l，否則需要再重新進(jìn)行測(cè)定。表12 瓦斯放散初速度p測(cè)定結(jié)果測(cè)點(diǎn)煤樣1（mm）煤樣2（mm）平均值（mm）8 煤層瓦斯吸附常數(shù)測(cè)定煤體內(nèi)部存在著大量孔隙，具有很大的表面積，因此煤是一種天然吸附劑。瓦斯作為一種吸附質(zhì)，在某一恒定溫度下，吸附量與壓力關(guān)系較好地符合朗格繆爾方程：Q=

27、a·b·P/(1+b·P)式中：Q壓力P下的煤的可燃質(zhì)吸附瓦斯量，cm3/g·r； P瓦斯壓力，MPa； a吸附常數(shù)，當(dāng)P時(shí)，即為煤的可燃質(zhì)飽和吸附量cm3/g·r； b吸附常數(shù)， MPa-1。常數(shù)a、b即為煤的吸附常數(shù)，決定著煤樣在不同壓力下吸附瓦斯量的多少，因此煤的瓦斯吸附常數(shù)是衡量煤吸附瓦斯能力大小的指標(biāo)。a值的物理意義是當(dāng)瓦斯壓力趨向無(wú)窮大時(shí)，煤的可燃質(zhì)極限瓦斯吸附量。煤對(duì)瓦斯吸附常數(shù)由重慶煤科院生產(chǎn)的HCA型高壓容量法瓦斯吸附裝置測(cè)定。8.1 煤樣制取 采集煤層全層樣品（或分層）的新鮮煤樣，除去矸石，并嚴(yán)密封裝。煤樣不得少于23kg，

28、并有五塊以上外徑不小于35mm的煤塊，從采樣運(yùn)輸?shù)街苽涑蓪?shí)驗(yàn)煤樣之間的時(shí)間不得超過一個(gè)月。 實(shí)驗(yàn)煤樣應(yīng)統(tǒng)一編號(hào)。將全部煤樣粉碎到3mm以下，分成兩份。一份粉碎到0.25mm以下，篩取其中0.20.25mm的煤樣約250g作為吸附試驗(yàn)煤樣。另一份粉碎到0.15mm以下，縮取150250g為工業(yè)分析煤樣，并選取不少于5塊直徑大于35mm的塊煤作為視密度測(cè)定煤樣，余下煤樣分別按GB/T 217、GB/T 211、GB/T 212測(cè)定水份（Mad）、灰份（Aad）、揮發(fā)份（Vdaf）和真密度、視密度等。 制備好的煤樣在4550溫度下干燥24h后，冷卻至室溫，置于空氣中干燥后儲(chǔ)存于磨口試樣瓶中，試驗(yàn)剩余

29、煤樣視需要予以保留12年，以備校對(duì)檢查。8.2 測(cè)定步驟 稱樣。在電子天平中稱量煤樣50g左右精確到0.0001g。 烘干。將煤樣杯中稱好的煤樣置于真空干燥箱內(nèi)，設(shè)定真空干燥箱溫度為8085，啟動(dòng)真空泵開始脫氣，當(dāng)干燥箱內(nèi)的真空度保持在13Pa以下時(shí)，使煤樣在恒溫下烘干6h左右取出，立即放入干燥器內(nèi)冷卻保存。 裝罐。烘干并冷卻后的煤樣應(yīng)仔細(xì)裝入有編號(hào)的吸附罐內(nèi)，注意不得造成煤樣的拋撒與損失，煤樣裝入吸附罐后要輕敲震平，并在上面鋪蓋一襯有薄層脫脂棉的銅網(wǎng)，以防脫氣或解吸瓦斯時(shí)細(xì)煤末飛出，旋緊螺釘，用游標(biāo)卡尺測(cè)量罐縫高度，測(cè)量時(shí)按90度取四個(gè)均勻分布的點(diǎn)，記錄四個(gè)罐縫高度值H1、 H2、 H3、H

30、4并輸入電腦 “煤樣基本信息”模塊中。將高壓瓦斯氣體充入吸附罐中檢查氣密性。充入瓦斯壓力應(yīng)高于試驗(yàn)壓力4MPa以上，將充有高壓瓦斯的吸附罐置于水中，檢查各接頭位置及高壓閥門口、螺釘處均不應(yīng)有氣泡冒出。 脫氣。將經(jīng)過氣密性檢查之吸附罐緩緩打開高壓閥門，放掉高壓瓦斯后與羅茨真空泵機(jī)組、脫氣氣路系統(tǒng)相聯(lián)接。關(guān)閉真空機(jī)組的大氣連通閥，依次開啟真空計(jì)電源和真空機(jī)組，旋轉(zhuǎn)氣路系統(tǒng)的玻璃活塞，然后緩慢打開吸附罐高壓閥門進(jìn)行脫氣，5分鐘后將吸附罐置于60超級(jí)恒溫水浴中。脫氣時(shí)間視不同煤樣、煤樣數(shù)量及泵的能力而定，但要求真空度小于4Pa后至少再連續(xù)脫氣4h。脫氣完成后關(guān)閉吸附罐高壓閥門，停止真空機(jī)組，并將真空機(jī)

31、組與大氣連通，關(guān)閉真空計(jì)。 監(jiān)測(cè)管理軟件的基本數(shù)據(jù)錄入。將系統(tǒng)軟件的管理信息設(shè)置好后，即可執(zhí)行進(jìn)入吸附試驗(yàn)?zāi)K、繼續(xù)執(zhí)行基本信息錄入。 低壓吸附試驗(yàn)。將吸附罐置于30的恒溫水浴中繼續(xù)脫氣。先用自高壓純瓦斯瓶的減壓閥出口取一定量（約200cm3，氣樣袋應(yīng)先用純瓦斯反復(fù)清洗二次以上）瓦斯后，與低壓吸附量管聯(lián)接，上下移動(dòng)水準(zhǔn)瓶使瓦斯反復(fù)清洗量管及連接膠管三次以上，最后用升降器下移水準(zhǔn)瓶使量管內(nèi)吸入約150cm3的純瓦斯。3/h時(shí)，即可認(rèn)為達(dá)到了吸附平衡。低壓吸附的平衡時(shí)間視煤樣的吸附性能而定，一般需要8小時(shí)左右。達(dá)到平衡后移動(dòng)水準(zhǔn)瓶使水準(zhǔn)瓶液面與量管內(nèi)水面一致后，讀取量管內(nèi)液面的刻度，此刻度為量管結(jié)

32、束體積。初始體積與結(jié)束體積之差即為吸附罐自量管內(nèi)吸入的瓦斯氣體體積。同時(shí)記錄平衡時(shí)的室溫及大氣壓力。把記錄的數(shù)據(jù)添加到專用測(cè)試軟件抵押吸附試驗(yàn)?zāi)K中。 高壓吸附試驗(yàn)。向完成低壓吸附測(cè)定后的吸附罐內(nèi)充入高壓瓦斯，壓力視試驗(yàn)要求而定，一般不應(yīng)低于4MPa。高壓吸附試驗(yàn)部分的瓦斯吸附平衡監(jiān)測(cè)，使用配套的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)管理軟件和數(shù)據(jù)采集儀共同完成，當(dāng)煤樣吸附平衡時(shí)自動(dòng)采集平衡壓力。將低壓吸附平衡后的吸附罐自恒溫槽內(nèi)取出并與高壓吸附量管聯(lián)接。量管內(nèi)的飽和食鹽水液面應(yīng)處于“0”Pa時(shí)，立即關(guān)閉高壓閥，將吸附罐重新置于恒溫槽內(nèi)平衡。移動(dòng)水準(zhǔn)瓶讀取量管內(nèi)的瓦斯解吸體積，此瓦斯量即為先后兩次平衡壓力區(qū)間內(nèi)從吸附罐中放出的瓦斯總量，同時(shí)記錄此時(shí)的室溫和大氣壓力