瓦斯含量的快速測定方法 綜述

技術(shù)原理

煤炭科學(xué)研究總院撫順分院研制的WP-1型井下煤層瓦斯壓力（含量）快速測定儀是根據(jù)煤樣瓦斯解吸速度隨時間冪函數(shù)變化關(guān)系（利用瓦斯解吸特征指標(biāo)V1值，計算出煤層瓦斯含量、煤層瓦斯壓力）

的原理而設(shè)計的。

特點及適用范圍

適用于煤礦井下回采或掘進(jìn)工作面快速測定煤體中瓦斯解吸量，及時了解工作面前方瓦斯含量、瓦斯壓力分布情況，以及防突預(yù)測指標(biāo)K1、K t 等重要瓦斯參數(shù)。儀器所測定的煤樣必須是新鮮、干燥的

煤樣。

裝備配置

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一、主要測定儀器

1．儀器特點

該儀器具有：體積小、重量輕、測定時間短，不影響正常工作，自動完成測定、存儲、計算、顯示、打印等工作，操作簡便、省時省力、高效快捷、準(zhǔn)確可靠、一次測定可測算出多種瓦斯重要參數(shù)。為快速、簡潔預(yù)測瓦斯量提供了可靠的測定手段和依據(jù)。是一套比較完善、可靠的預(yù)測預(yù)報新技術(shù)裝備。

2. 主要測定參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)

1）測定參數(shù)

Kt—煤樣瓦斯解吸速度衰減系數(shù)，煤層瓦斯突出危險性重要指標(biāo)之一；

K1—煤層瓦斯突出危險性重要指標(biāo)之一，ml/g.min；

V1—單位重量煤樣暴露第一分鐘的瓦斯解吸速度，與煤層瓦斯

含量、煤層瓦斯壓力有直接關(guān)系，ml/g.min；

Q2—瓦斯解吸速度衰減系數(shù)；

W—煤層瓦斯含量預(yù)測值，ml/g；

P—煤層瓦斯壓力預(yù)測值，MPa；

R—相關(guān)系數(shù)，反映測定結(jié)果的可靠性。

2）技術(shù)指標(biāo)

瓦斯解吸量 0～60 ml/min;

瓦斯含量 2～30 ml/g;

瓦斯壓力 0.1～6.0 MPa;

測量精度 ±2% FS;

顯示方式 8位液晶(LCD)數(shù)碼顯示; 持續(xù)工作時間 8h以上;

工作環(huán)境溫度 0～40℃;

工作環(huán)境濕度 ≤95%;

工作環(huán)境壓力 85～110Kpa;

寸尺、質(zhì)量 250×145×67mm, 2kg;

防爆類型 煤礦用本質(zhì)安全型，ibI(150℃)。

二、測定步驟

1）打開儀器上的電源開關(guān)，儀器進(jìn)入選擇狀態(tài)，屏幕上顯示出“b c d”提示信息。其中：b字符表示按顯示鍵后，選擇顯示剛剛測定最終結(jié)果方式；c字符表示按測試鍵后，選擇測定工作方式；d字符表示按打印鍵后，選擇打印測定數(shù)據(jù)和最終結(jié)果工作方式。

2）按測試鍵表示儀器選擇測定工作方式，待分別輸入A、B、C常數(shù)及CO試驗編號后，屏幕上顯示出“TT”提示信息，等待進(jìn)入數(shù)據(jù)采集過程。儀器在井下可存儲15組測定數(shù)據(jù)和測定最終結(jié)果，其試驗編號為01～15的數(shù)字，輸入時應(yīng)一一對應(yīng)。

3）在選定的煤壁打鉆鉆至預(yù)定的取樣深度時，應(yīng)再按測定（C）鍵，儀器開始自動記錄煤樣暴露時間。

4）將取出的煤樣經(jīng)分篩后，立即將煤樣裝入煤樣罐內(nèi)，擰緊罐蓋并與儀器的進(jìn)氣接口連接好。

5）當(dāng)儀器顯示暴露時間為2min時，儀器開始自動測定數(shù)據(jù)。測定時，屏幕顯示的前4位數(shù)據(jù)為測定時間，后4位數(shù)據(jù)為測定值。整

個測定過程為5min。當(dāng)測定結(jié)束后，儀器將會自動逐次顯示測定結(jié)果，并返回到選擇狀態(tài)下，完成一次測定過程。

6）通過按顯示鍵，可反復(fù)顯示當(dāng)前測定的最終結(jié)果。在屏幕上顯示字符代表如下參數(shù)：

A=代表K1值參數(shù) B=代表Kt值參數(shù)

C=代表Q2值參數(shù) D=代表V1值參數(shù)

E=代表W值參數(shù) F=代表P值參數(shù)

H=代表R值參數(shù)

7）出井后，將打印機(jī)及打印機(jī)供電電源連接后，在選擇狀態(tài)下，按d鍵，輸入所要的打印出的試驗組編號，即可打印出該組的測定數(shù)據(jù)和最終測定結(jié)果。

國內(nèi)外現(xiàn)狀

（1）利用 WP-1型井下煤層瓦斯壓力（含量）快速測定儀進(jìn)行測定

煤炭科學(xué)研究總院撫順分院研制的WP-1型井下煤層瓦斯壓力（含量）快速測定儀是根據(jù)煤樣瓦斯解吸速度隨時間冪函數(shù)變化關(guān)系（利用瓦斯解吸特征指標(biāo)V1值，計算出煤層瓦斯含量、煤層瓦斯壓力）

的原理而設(shè)計的。它適用于煤礦井下回采或掘進(jìn)工作面快速測定煤體中瓦斯解吸量，及時了解工作面前方瓦斯含量、壓力分布情況，以及

防突預(yù)測指標(biāo)K1、K t 等重要瓦斯參數(shù)。是一套比較完善、可靠的預(yù)

測預(yù)報新技術(shù)裝備。

（2）利用QPC-1型煤層瓦斯壓力（含量）快速測定儀進(jìn)行測定 煤科總院重慶分院研制的QPC-1型煤層瓦斯壓力（含量）快速測定儀是根據(jù)鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)與煤層瓦斯壓力相關(guān)關(guān)系設(shè)計的，根據(jù)現(xiàn)場快速測定的K1值及解吸試驗確定的待定系數(shù)A、B，按K1=APB計算瓦斯壓力。

應(yīng)用案例

按前述檢驗方法在平煤十礦戊9-10 20150工作面開切眼及進(jìn)、回風(fēng)巷

進(jìn)行了測定，測定結(jié)果如表1所示。從表1中可以看出，用WP-1型井下煤層瓦斯含量快速測定儀實測的瓦斯含量值和鉆屑解吸法測定的煤層瓦斯含量值比較接近，其相對誤差小于9%。

表1 平煤十礦戊9-10 20150工作面開切眼及進(jìn)、回風(fēng)巷測定結(jié)果

2.王顯政、楊富等，《煤礦安全新技術(shù)》，煤炭工業(yè)出版社，2002年12月；

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4.于不凡、王佑安，《煤礦瓦斯災(zāi)害防治及利用技術(shù)手冊》（修訂版），2005年11月；

5.周世寧 林柏泉著，《煤層瓦斯賦存與流動理論》，煤炭工業(yè)出版社，1999年2月；

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9.中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》（AQ 1018-2006），2006年；

10.煤炭科學(xué)研究總院撫順分院，《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法的研究》，“七五”國家科技攻關(guān)項目，1990年；

11.煤炭科學(xué)研究總院撫順分院，《GWRVK-1型瓦斯解吸儀及配套取樣裝備的研制》 “七五”國家科技攻關(guān)項目，1990年；

12.煤炭科學(xué)研究總院撫順分院，《AMG-1型自動化地勘瓦斯解吸儀的研制》“八五”國家科技攻關(guān)項目，1995年；

13.煤炭科學(xué)研究總院撫順分院，《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法及規(guī)范研究》，“八五”國家科技攻關(guān)項目，1995年；

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