實驗操作培訓(xùn)

瓦斯根底參數(shù)實驗所需粒徑及質(zhì)量序號實驗名稱粒徑/mm需要質(zhì)量/g備注1鞏固性系數(shù)f值20～301～350×5重復(fù)3次2工業(yè)分析0.074～0.20.5×43吸附常數(shù)0.2～0.2550×14瓦斯放散初速度Δp0.2～0.253.5×25瓦斯解吸1～350×56自燃傾向性0.1～0.1527煤塵爆炸性＜3＜60.88鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1值1～350×59鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Δh21～350×5鞏固性系數(shù)f值1〕儀器設(shè)備架盤天平；量筒：直徑23mm；落錘；分樣篩：孔徑0.5mm。鞏固性系數(shù)測定儀器2〕測定步驟〔1〕從煤樣中選取塊度為20～30mm的小煤塊分成5份，每份質(zhì)量50g，各放在測筒內(nèi)進(jìn)行落錘破碎實驗。測筒包括落錘〔質(zhì)量2.4kg〕，圓筒及搗臼組成?！?〕將各份煤樣依次倒入圓筒8及搗臼內(nèi)，落錘自距臼底600mm高度自由下落，撞擊煤樣，每份煤樣落錘1～5次〔一般取3次〕，可由煤的鞏固程度決定?！?〕5份煤樣全部搗碎后，倒入0.5mm篩孔的篩子內(nèi)，小于0.5mm的篩下物倒入直徑23mm的量筒內(nèi)，測定粉末的高度?！?〕數(shù)據(jù)處理試樣的鞏固系數(shù)按下式求得：式中：－煤樣粒度20～30mm的鞏固系數(shù)測定值；－落錘撞擊次數(shù)，次；－量筒測定粉末的高度，mm。如果煤樣較軟，所取煤樣粒度達(dá)不到20～30mm時，可采取粒度1～3mm煤樣進(jìn)行測定。并按下式進(jìn)行換算：當(dāng)時，當(dāng)時，，－煤樣粒度1～3mm的鞏固系數(shù)測定值。工業(yè)分析1〕制樣將煤樣用粉碎機粉碎后，用0.2mm粒徑的標(biāo)準(zhǔn)篩篩取1g試樣。2〕設(shè)備采用5E-MAG6600全自開工業(yè)分析儀進(jìn)行測定。5E-MAG6600全自開工業(yè)分析儀3〕測定步驟〔1〕測試開始：開氣→開電→開機。出氣口壓力≥0.2MPa，儀器預(yù)熱10～20min后進(jìn)行工作?！?〕設(shè)置參數(shù)：[標(biāo)準(zhǔn)法]水份：107℃恒溫60min；灰份：500℃恒溫30min，815℃恒溫30min；揮發(fā)份：900℃恒溫7min。[快速法]水份：135℃恒溫10min〔3〕測定：點擊[稱量]→放置試樣→手動搖晃均勻→蓋嚴(yán)坩堝蓋和Ⅰ、Ⅱ爐蓋→點擊[測試]→打印測定結(jié)果?！?〕測試結(jié)束：關(guān)機→關(guān)電→關(guān)氣。4〕考前須知〔1〕試樣粒度≤0.2mm標(biāo)準(zhǔn)法：重量1g±0.1g；快速法：0.5～0.6g?！?〕仲裁用的數(shù)據(jù)，按[標(biāo)準(zhǔn)法]，指導(dǎo)生產(chǎn)用的可按[快速法]?！?〕坩堝灼燒溫度為600℃〔4〕Ⅰ爐使用坩堝，Ⅱ爐使用灰皿不可倒置。Ⅰ、Ⅱ爐放樣序號要一致。煤樣瓦斯放散初速度煤的瓦斯放散初速度Δp也是預(yù)測煤與瓦斯突出危險性的指標(biāo)之一，該指標(biāo)反響了含瓦斯煤體放散瓦斯快慢的程度。Δp的大小與煤的瓦斯含量大小、孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙外表性質(zhì)等有關(guān)。在煤與瓦斯突出的開展過程中，瓦斯的運動和破壞力，在很大程度上取決于含瓦斯煤體在破壞時瓦斯的解吸與放散能力。煤的瓦斯放散初速度Δp表示在1個大氣壓下吸附瓦斯后用mmHg表示的45～60s的瓦斯放散量與0～10s內(nèi)的瓦斯放散量的差值。1〕儀器設(shè)備WT-1型瓦斯擴散速度測定儀器；甲烷瓶〔濃度大于95％〕；分樣篩〔孔徑0.2、0.25mm各一個〕；天平〔最大稱量250g，感量0.5g〕；小錘；漏斗。2〕制樣將所采煤樣進(jìn)行粉碎，篩分出粒度為0.2～0.25mm的煤樣。每一煤樣取2個試樣，每個試樣質(zhì)量3.5g。WT-1型瓦斯擴散速度測定儀器3〕測定步驟〔1〕啟動儀器和真空泵的電源，連通高濃度甲烷；〔2〕稱取煤樣3.5g裝入煤樣瓶，在瓶內(nèi)填一層較薄的脫脂棉；〔3〕將脫脂棉放入儀器架，扶正，旋緊；〔4〕點擊工作站系統(tǒng)界面上所示煤樣瓶與所裝的煤樣瓶要對應(yīng)序號；〔5〕點擊“放散速度〞；〔6〕設(shè)置“煤樣命名〞，“保存路徑〞；〔7〕點擊“下一步〞，儀器運作；〔8〕結(jié)束：關(guān)閉儀器→關(guān)閉工作站→關(guān)閉真空泵。吸附常數(shù)a、b值測定1〕儀器設(shè)備吸附常數(shù)采用HCA高壓容量法瓦斯吸附裝置。2〕制樣將煤樣用粉碎機粉碎后，用0.2mm粒徑和0.25mm粒徑的標(biāo)準(zhǔn)篩篩取50g試樣。HCA高壓容量法瓦斯吸附裝置3〕測定步驟〔1〕脫氣緩緩翻開經(jīng)過氣密性檢查的吸附罐高壓閥門，放掉高壓氣體之后，與真空泵連接。置于60℃恒溫水浴中進(jìn)行脫氣，脫氣時間6～8〔2〕低壓吸附①用氣袋取一定量純潔待測氣體與低壓吸附量管連接，上下移動水銀瓶，使待測氣體反復(fù)清洗量管及連接膠管2～3次，最后下移水銀瓶使量管內(nèi)吸入約200mL的待測氣體。關(guān)閉量管上部活塞，并用彈簧夾住連接膠管尾端。②將膠管尾端與經(jīng)過脫氣的吸附罐相連，去掉膠管上彈簧夾，開啟量管上部活塞，使之處于與吸附罐相連通狀態(tài)。移動水銀瓶使瓶內(nèi)水銀面與量管內(nèi)水銀面一致，記下量管內(nèi)水銀面的刻度。③緩緩翻開吸附罐高壓閥門，此時量管內(nèi)的待測氣體將被吸入吸附罐內(nèi)，不斷移動水銀瓶，使其水銀面與量管內(nèi)水銀面保持一致。低壓吸附平衡時間不得少于8小時。④移動水銀瓶，使其水銀面與量管內(nèi)水銀面一致后，讀取量管內(nèi)水銀面刻度。兩次讀數(shù)之差即為低壓吸附氣體體積?！?〕高壓吸附①向完成低壓吸附測定后的吸附罐內(nèi)充入高壓待測氣體，壓力3.5～4.5MPa。放入30℃②將高壓吸附平衡后的吸附罐與高壓解吸量管連接，記下量管飽和食鹽水液面處的刻度值。此時量管活塞處于連通吸附罐的位置。③緩緩開啟吸附罐的高壓閥，待罐內(nèi)壓力到達(dá)設(shè)定壓力時，立即關(guān)附罐閥門〔一般在0～5MPa試驗壓力范圍內(nèi)設(shè)定壓力按n=6個間隔點〕。重新放入恒溫水浴中平衡，移動水準(zhǔn)瓶讀取飽和食鹽水的刻度、壓力表值、室溫、大氣壓。④按照〔3〕步驟逐次放出吸附罐中高壓待測氣體，同時記錄各點的平衡壓力與量管中相應(yīng)收集的氣體量。⑤高壓吸附的最后一點壓力〔一般表壓約0.5～0.7MPa〕到達(dá)平衡后，開啟閥門不再關(guān)閉，使吸附罐中待測氣體充分排入量管，最后在一個大氣壓下到達(dá)平衡，讀取數(shù)據(jù)〔平衡時間6～8小時〕〔4〕結(jié)束整理記錄，輸入電腦，計算測試結(jié)果a、b值4〕考前須知〔1〕測量氣體值時，應(yīng)經(jīng)常移動水準(zhǔn)瓶，使之量管內(nèi)的液面能保持一致?！?〕每次讀數(shù)時均需要記錄當(dāng)時的室溫和氣壓，室溫以靠近量管的溫度計讀數(shù)為準(zhǔn)?！?〕待測氣體是指甲烷、二氧化碳或其它氣體。鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)值K1由煤科總院重慶分院提出，所依據(jù)的解吸規(guī)律是RM·Barrer式，其物理意義為：每克煤鉆屑自煤體脫落，暴露于大氣之中解吸第1min內(nèi)瓦斯解吸總量。1〕儀器設(shè)備WTC瓦斯突出預(yù)測儀。WTC瓦斯突出預(yù)測儀示意圖2〕測定步驟現(xiàn)場測定：準(zhǔn)備取樣時，把秒表、篩子準(zhǔn)備好，用孔徑1mm和3mm的篩子篩分〔孔徑1mm的篩子在下，孔徑3mm的篩子在上〕，鉆孔鉆到預(yù)定深度時，用組合篩子在孔口接鉆屑，同時啟動秒表，一面取樣，一面篩分，當(dāng)鉆屑量不少于100g時，停止取樣，并繼續(xù)進(jìn)行篩分，最后把已篩分好的1～3mm的煤樣裝入WTC儀器的煤樣罐內(nèi)，蓋好煤樣罐，按下測試鍵開始測定，測定結(jié)束后，輸入煤樣暴露到測定開始的時間，瓦斯突出參數(shù)測定儀將根據(jù)測定的數(shù)據(jù)自動計算出實驗煤樣在該平衡壓力下的K1值。實驗室測定：待煤樣吸附平衡后，在翻開煤樣罐使煤樣卸壓的同時，按下計時秒表，翻開煤樣罐后，將煤樣盡快裝入WTC瓦斯突出參數(shù)測定儀的煤樣杯內(nèi)，煤樣自然裝滿。等秒表走到1min的時候，按下測試鍵，進(jìn)行K1值的測定，測定結(jié)束后，輸入煤樣暴露到測定開始的時間，瓦斯突出參數(shù)測定儀將根據(jù)測定的數(shù)據(jù)自動計算出實驗煤樣在該平衡壓力下的K1值。鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Δh2由我國煤科總院撫順分院提出，其物理意義為：10克煤鉆屑自煤體脫落，暴露于大氣之中，第4min和第5min內(nèi)的瓦斯解吸總量。1〕儀器設(shè)備測試儀器為MD-2型瓦斯解吸儀。該儀器的根本原理是：在不進(jìn)行煤樣脫氣和充瓦斯的條件下，利用煤鉆屑中的剩余瓦斯壓力，向一密閉的空間釋放瓦斯，用該空間體積和壓力的變化，以水柱計壓差形式來表示煤鉆屑解吸出的瓦斯量。1〕實物圖2〕結(jié)構(gòu)示意圖1—水柱計；2—解吸室；3—煤樣罐；4—三通活塞；5—兩通活塞MD-2型煤鉆屑瓦斯解吸儀實物圖與結(jié)構(gòu)示意圖2〕現(xiàn)場測定步驟1〕測定前的必要準(zhǔn)備：①給水柱計注水，并將兩側(cè)液面調(diào)整至零刻度線；②檢查儀器的密封性能。一旦密封失效，需更換新的“O〞型密封圈；③準(zhǔn)備好配套裝備，如秒表、分樣篩等。2〕煤鉆屑采樣：在石門揭煤工作面打鉆時，每打1m煤孔應(yīng)采煤鉆屑樣1個。在鉆孔進(jìn)入到預(yù)定采樣深度時，啟動秒表開始計時，當(dāng)鉆屑排出孔時，用篩子在孔口收集煤鉆屑。經(jīng)篩分后，取粒度1～3mm〔1mm篩上品，3mm篩下品〕煤樣裝入煤樣瓶3中，煤樣應(yīng)裝至煤樣瓶標(biāo)志線位置〔相當(dāng)于煤樣重量10g〕。采掘工作面打鉆時，每2米鉆孔采煤鉆屑樣1個。采樣方法和要求與石門揭煤工作面相同。3〕測定操作步驟：①首先翻開兩通旋塞，然后將已采煤樣的煤樣瓶迅速放入解吸室2中，擰緊解吸室上蓋，翻開三通螺旋塞4，使解吸室與水柱1和大氣均連通，煤樣處于暴露狀態(tài)；②當(dāng)煤樣暴露時間為3min時，迅速逆時針方向旋轉(zhuǎn)三通旋塞捏手，使解吸室與大氣隔