煤層瓦斯含量測(cè)定

1、煤層瓦斯含量測(cè)定煤層瓦斯含量：是指煤層內(nèi)單位重量或單位體積的煤在自然條件下所含的瓦斯量，單位是m3/t。煤層瓦斯含量測(cè)定可分間接測(cè)定法和直接測(cè)定法兩種，間接測(cè)定法主要是測(cè)定煤層的其他瓦斯參數(shù)，通過(guò)瓦斯含量與諸參數(shù)的關(guān)系計(jì)算出煤層瓦斯含量。直接測(cè)定法則是通過(guò)鉆孔采取煤樣，用解吸法測(cè)定煤樣的實(shí)際瓦斯含量來(lái)確定煤層的瓦斯含量。解吸法主要用于在勘探鉆孔中采取煤芯測(cè)定煤層瓦斯含量及瓦斯成分。中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部1984年制定了部頒標(biāo)準(zhǔn)（MT7784）,近幾年來(lái)，不少地方將此方法引用到井下，通過(guò)垂直煤層的巖石鉆孔采取煤芯，測(cè)定煤層瓦斯份。一、 采取煤樣及瓦斯解吸速度測(cè)定1、遇煤前應(yīng)通知采樣人員到達(dá)采樣

2、現(xiàn)場(chǎng)，做好采樣前的準(zhǔn)備工作；2、鉆孔遇煤后，可采用普通巖芯管采取煤芯，但煤芯直徑不應(yīng)小于50mm。3、當(dāng)鉆煤完了，煤芯提到孔口時(shí)，盡快地從煤芯管中取出煤芯，采取中間完整部分，裝入罐中密封。這段時(shí)間應(yīng)控制在2分鐘之內(nèi)。煤芯中如混合有夾矸及雜物時(shí)應(yīng)與剔除。煤樣不得用水清洗，保存原狀裝罐，不可壓實(shí)。煤樣距罐口留10mm的間隙為宜，煤樣約400g左右。4、將煤樣罐與HFJ2型解吸儀連接（見(jiàn)圖4）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解吸，一般在現(xiàn)場(chǎng)解吸進(jìn)行兩個(gè)小時(shí)。開(kāi)始觀測(cè)頭一個(gè)小時(shí)內(nèi)，第一點(diǎn)間隔2分鐘，以后每隔35分鐘讀數(shù)一次；第二個(gè)小時(shí)內(nèi)，每隔1020分鐘讀數(shù)一次。5、如果解吸過(guò)程中，量管體積不足以容納煤樣的解吸瓦斯，可以中途

3、用彈簧夾6將排氣管夾緊，通過(guò)吸氣球2，重新將液面提升至量管零點(diǎn)，然后再打開(kāi)彈簧夾，繼續(xù)測(cè)定。6、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，若有滲漏應(yīng)及時(shí)處理。然后送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行再次解吸和脫氣。7、在上述采樣和解吸過(guò)程中除要記錄采樣時(shí)間、采樣地點(diǎn)、采樣深度外，還要?jiǎng)?wù)必記清鉆孔遇煤時(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(kāi)始解吸測(cè)定時(shí)間，以及解吸測(cè)定時(shí)的氣溫，水溫和大氣壓力。仔細(xì)做好以下記錄：取芯時(shí)間、取芯位置、取芯位置埋深、取芯人員、鉆機(jī)及鉆頭型號(hào)、開(kāi)孔時(shí)間及位置、開(kāi)孔高度、開(kāi)孔傾角及方位角、煤樣粒度大小、煤層厚度、取芯深度鉆、機(jī)鉆進(jìn)到預(yù)定深度時(shí)停鉆時(shí)

4、間、取芯開(kāi)始時(shí)間、取芯結(jié)束時(shí)間、鉆桿退出鉆孔時(shí)間和開(kāi)始解吸時(shí)間。二、 計(jì)算采樣過(guò)程中的損失瓦斯量1. 解吸時(shí)間的確定在地面鉆孔取樣時(shí)， 煤芯在提升過(guò)程中，當(dāng)瓦斯壓力超過(guò)孔內(nèi)泥漿靜水壓力時(shí)，瓦斯便開(kāi)始向外釋放。因?yàn)槊簩油咚箟毫κ莻€(gè)未知數(shù)，所以不能精確判定瓦斯開(kāi)始釋放的時(shí)間。美國(guó)的方法是假定煤芯提到鉆孔一半處開(kāi)始釋放瓦斯，根據(jù)這個(gè)假定得出的測(cè)定結(jié)果，經(jīng)過(guò)與間接方法對(duì)比，兩種方法得到的結(jié)果是接近的，證明這樣的假定是可以在工業(yè)上應(yīng)用的，我國(guó)在地勘過(guò)程中取樣目前仍沿用這個(gè)假定。煤樣裝罐前解吸瓦斯時(shí)間是煤樣在鉆孔內(nèi)解吸時(shí)間t1與其在地面空氣中解吸時(shí)間t2之和，即：t0 t1 t2 （21）式中：t1通過(guò)地

5、面鉆孔采樣時(shí)，取整個(gè)提鉆時(shí)間的二分之一；通過(guò)井下巖巷采樣時(shí)，取煤樣從揭露至提升到孔口時(shí)間，（分）t2煤樣提到孔口至裝罐密封時(shí)間（分）煤樣總的解吸瓦斯時(shí)間T0是裝罐前的解吸時(shí)間t0與裝罐后解吸瓦斯時(shí)間t之和，即 T0 t0 t （21）2. 瓦斯損失量計(jì)算計(jì)算之前要首先將瓦斯解吸觀測(cè)中得出的每次量管讀數(shù)按（）式換算為標(biāo)準(zhǔn)條件下的體積，瓦斯損失量可用圖解法或數(shù)學(xué)解析法求得。圖解法是以煤總解吸時(shí)間的平方根()為橫坐標(biāo)，以瓦斯解吸量（V0）為縱坐標(biāo)，將全部測(cè)點(diǎn)V0，繪制在坐標(biāo)紙上，將測(cè)點(diǎn)的直線關(guān)系延長(zhǎng)與縱坐標(biāo)軸相交，直線在縱坐標(biāo)上的截距即為所求的瓦斯損失量。見(jiàn)圖。解吸法是根據(jù)煤樣在解吸瓦斯初期，解吸瓦

6、斯量V0與T呈現(xiàn)直線關(guān)系而求出瓦斯損失量的，即V0T（）式中：，為特定常數(shù)。當(dāng)時(shí)，V，為直線與縱坐標(biāo)的截距，也就是所要求算的損失瓦斯量。求算，時(shí)，可采用平均值法，即將大致呈直線關(guān)系的各測(cè)點(diǎn)。 對(duì)應(yīng)值（V，T）代入上式中，這樣可以得出幾個(gè)方程，然后把這些方程分成兩組，每一組對(duì)應(yīng)項(xiàng)相加，合并后得到兩個(gè)方程，這兩個(gè)方程聯(lián)立求解可得出，值。，值也可以采用最小乘二法進(jìn)行求得。三、 殘余瓦斯含量測(cè)定煤樣送到實(shí)驗(yàn)室之后，要經(jīng)過(guò)兩個(gè)步驟來(lái)測(cè)定煤樣的殘余瓦斯含量。即打開(kāi)密封罐之前進(jìn)行的真空加熱脫氣，及煤樣粉碎后的真空加熱脫氣，加熱溫度為95。煤樣脫氣是利用FH4型脫氣儀進(jìn)行的。見(jiàn)圖。儀器包括兩大部分：脫氣部分和

7、儲(chǔ)氣部分，儲(chǔ)氣瓶的有效容積2120毫升，足以滿足本試驗(yàn)一般脫氣的需要。1、第一階段脫氣一般需要56小時(shí)，脫氣完了要計(jì)量，并為(mm)條件下量筒內(nèi)氣體體積讀數(shù)(ml)；B大氣壓力 （mmHg）； Lw量管內(nèi)水溫 （）； Hw量管內(nèi)液面距下部基準(zhǔn)水面的高度 （mm）； W在t下飽和水蒸氣壓力 （mmHg）；2、兩次脫氣中抽出的氣體換算為標(biāo)準(zhǔn)條件下的體積。 V0 =+(BW)V (25) 式中：V0換算為標(biāo)準(zhǔn)條件下氣體體積 （ml）； V在室溫tn大氣壓力B條件下儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)氣體體積讀數(shù) (ml); t0氣壓表的溫度 （）； W在室溫下量管內(nèi)飽和食鹽水的飽和蒸汽壓力。 （mmHg）。3、通過(guò)氣體分析，已知混合瓦斯中某種氣體組分的體積百分濃度之后，安下式計(jì)算體積：VX(26)式中：VX換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下混合瓦斯中某種組分的體積 (ml); Ax混合瓦斯中某種組分的濃度 （%）；4、煤中可燃物質(zhì)重量近似計(jì)算 Gr=G (27) 式中：Gr煤樣中可燃物質(zhì)重量 （g）； G煤樣重量； （g）； Af 、Wf 煤中灰、水分含量 （%）。5、煤的瓦斯含量計(jì)算首先按下式分別計(jì)算試驗(yàn)各階段（現(xiàn)場(chǎng)解吸瓦斯含量，損失瓦斯量，粉碎前脫氣量，粉碎后脫氣量）的瓦斯含量。X(28)式中：X、V分別為某種氣體組分的含量(ml/g)和體積(ml)，然后將(28)