煤層瓦斯含量測定

1、煤層瓦斯含量測定煤層瓦斯含量：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。煤層瓦斯含量測定可分間接測定法和直接測定法兩種，間接測定法主要是測定煤層的其他瓦斯參數(shù)，通過瓦斯含量與諸參數(shù)的關(guān)系計算出煤層瓦斯含量。直接測定法則是通過鉆孔采取煤樣，用解吸法測定煤樣的實際瓦斯含量來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定煤層瓦斯含量及瓦斯成分。中華人民共和國煤炭工業(yè)部1984年制定了部頒標準（MT7784）,近幾年來，不少地方將此方法引用到井下，通過垂直煤層的巖石鉆孔采取煤芯，測定煤層瓦斯份。一、 采取煤樣及瓦斯解吸速度測定1、遇煤前應(yīng)通知采樣人員到達采樣

2、現(xiàn)場，做好采樣前的準備工作；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、當鉆煤完了，煤芯提到孔口時，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應(yīng)與剔除。煤樣不得用水清洗，保存原狀裝罐，不可壓實。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（見圖4）進行現(xiàn)場解吸，一般在現(xiàn)場解吸進行兩個小時。開始觀測頭一個小時內(nèi)，第一點間隔2分鐘，以后每隔35分鐘讀數(shù)一次；第二個小時內(nèi)，每隔1020分鐘讀數(shù)一次。5、如果解吸過程中，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，通過吸氣球2，重新將液面提升至量管零點，然后再打開彈簧夾，繼續(xù)測定。6、現(xiàn)場解吸完成后，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)及時處理。然后送到實驗室進行再次解吸和脫氣。7、在上述采樣和解吸過程中除要記錄采樣時間、采樣地點、采樣深度外，還要務(wù)必記清鉆孔遇煤時間，鉆進時間，起鉆時間，鉆具提到孔口時間，煤樣裝罐時間，開始解吸測定時間，以及解吸測定時的氣溫，水溫和大氣壓力。仔細做好以下記錄：取芯時間、取芯位置、取芯位置埋深、取芯人員、鉆機及鉆頭型號、開孔時間及位置、開孔高度、開孔傾角及方位角、煤樣粒度大小、煤層厚度、取芯深度鉆、機鉆進到預(yù)定深度時停鉆時

4、間、取芯開始時間、取芯結(jié)束時間、鉆桿退出鉆孔時間和開始解吸時間。二、 計算采樣過程中的損失瓦斯量1. 解吸時間的確定在地面鉆孔取樣時， 煤芯在提升過程中，當瓦斯壓力超過孔內(nèi)泥漿靜水壓力時，瓦斯便開始向外釋放。因為煤層瓦斯壓力是個未知數(shù)，所以不能精確判定瓦斯開始釋放的時間。美國的方法是假定煤芯提到鉆孔一半處開始釋放瓦斯，根據(jù)這個假定得出的測定結(jié)果，經(jīng)過與間接方法對比，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，我國在地勘過程中取樣目前仍沿用這個假定。煤樣裝罐前解吸瓦斯時間是煤樣在鉆孔內(nèi)解吸時間t1與其在地面空氣中解吸時間t2之和，即：t0 t1 t2 （21）式中：t1通過地

5、面鉆孔采樣時，取整個提鉆時間的二分之一；通過井下巖巷采樣時，取煤樣從揭露至提升到孔口時間，（分）t2煤樣提到孔口至裝罐密封時間（分）煤樣總的解吸瓦斯時間T0是裝罐前的解吸時間t0與裝罐后解吸瓦斯時間t之和，即 T0 t0 t （21）2. 瓦斯損失量計算計算之前要首先將瓦斯解吸觀測中得出的每次量管讀數(shù)按（）式換算為標準條件下的體積，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間的平方根()為橫坐標，以瓦斯解吸量（V0）為縱坐標，將全部測點V0，繪制在坐標紙上，將測點的直線關(guān)系延長與縱坐標軸相交，直線在縱坐標上的截距即為所求的瓦斯損失量。見圖。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)。當時，V，為直線與縱坐標的截距，也就是所要求算的損失瓦斯量。求算，時，可采用平均值法，即將大致呈直線關(guān)系的各測點。 對應(yīng)值（V，T）代入上式中，這樣可以得出幾個方程，然后把這些方程分成兩組，每一組對應(yīng)項相加，合并后得到兩個方程，這兩個方程聯(lián)立求解可得出，值。，值也可以采用最小乘二法進行求得。三、 殘余瓦斯含量測定煤樣送到實驗室之后，要經(jīng)過兩個步驟來測定煤樣的殘余瓦斯含量。即打開密封罐之前進行的真空加熱脫氣，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型脫氣儀進行的。見圖。儀器包括兩大部分：脫氣部分和

7、儲氣部分，儲氣瓶的有效容積2120毫升，足以滿足本試驗一般脫氣的需要。1、第一階段脫氣一般需要56小時，脫氣完了要計量，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準條件下的體積。 V0 =+(BW)V (25) 式中：V0換算為標準條件下氣體體積 （ml）； V在室溫tn大氣壓力B條件下儲氣瓶內(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，安下式計算體積：VX(26)式中：VX換算為標準狀態(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、煤的瓦斯含量計算首先按下式分別計算試驗各階段（現(xiàn)場解吸瓦斯含量，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)