瓦斯含量的快速测定方法.doc

瓦斯含量的快速测定方法 综述 技术原理 煤炭科学研究总院抚顺分院研制的WP-1型井下煤层瓦斯压力（含量）快速测定仪是根据煤样瓦斯解吸速度随时间幂函数变化关系（利用瓦斯解吸特征指标V1值，计算出煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力）的原理而设计的。 特点及适用范围 适用于煤矿井下回采或掘进工作面快速测定煤体中瓦斯解吸量，及时了解工作面前方瓦斯含量、瓦斯压力分布情况，以及防突预测指标K1、K t 等重要瓦斯参数。仪器所测定的煤样必须是新鲜、干燥的煤样。 装备配置 一、主要测定仪器 1．仪器特点 该仪器具有体积小、重量轻、测定时间短，不影响正常工作，自动完成测定、存储、计算、显示、打印等工作，操作简便、省时省力、高效快捷、准确可靠、一次测定可测算出多种瓦斯重要参数。为快速、简洁预测瓦斯量提供了可靠的测定手段和依据。是一套比较完善、可靠的预测预报新技术装备。 2. 主要测定参数和技术指标 1）测定参数 Kt煤样瓦斯解吸速度衰减系数，煤层瓦斯突出危险性重要指标之一； K1煤层瓦斯突出危险性重要指标之一，ml/g.min； V1单位重量煤样暴露第一分钟的瓦斯解吸速度，与煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力有直接关系，ml/g.min； Q2瓦斯解吸速度衰减系数； W煤层瓦斯含量预测值，ml/g； P煤层瓦斯压力预测值，MPa； R相关系数，反映测定结果的可靠性。 2）技术指标 瓦斯解吸量 0～60 ml/min; 瓦斯含量 2～30 ml/g; 瓦斯压力 0.1～6.0 MPa; 测量精度 2 FS; 显示方式 8位液晶LCD数码显示; 持续工作时间 8h以上; 工作环境温度 0～40℃; 工作环境湿度 ≤95; 工作环境压力 85～110Kpa; 寸尺、质量 25014567mm, 2kg; 防爆类型 煤矿用本质安全型，ibI150℃。 二、测定步骤 1）打开仪器上的电源开关，仪器进入选择状态，屏幕上显示出“b c d”提示信息。其中b字符表示按显示键后，选择显示刚刚测定最终结果方式；c字符表示按测试键后，选择测定工作方式；d字符表示按打印键后，选择打印测定数据和最终结果工作方式。 2）按测试键表示仪器选择测定工作方式，待分别输入A、B、C常数及CO试验编号后，屏幕上显示出“TT”提示信息，等待进入数据采集过程。仪器在井下可存储15组测定数据和测定最终结果，其试验编号为01～15的数字，输入时应一一对应。 3）在选定的煤壁打钻钻至预定的取样深度时，应再按测定（C）键，仪器开始自动记录煤样暴露时间。 4）将取出的煤样经分筛后，立即将煤样装入煤样罐内，拧紧罐盖并与仪器的进气接口连接好。 5）当仪器显示暴露时间为2min时，仪器开始自动测定数据。测定时，屏幕显示的前4位数据为测定时间，后4位数据为测定值。整个测定过程为5min。当测定结束后，仪器将会自动逐次显示测定结果，并返回到选择状态下，完成一次测定过程。 6）通过按显示键，可反复显示当前测定的最终结果。在屏幕上显示字符代表如下参数 A代表K1值参数B代表Kt值参数 C代表Q2值参数D代表V1值参数 E代表W值参数F代表P值参数 H代表R值参数 7）出井后，将打印机及打印机供电电源连接后，在选择状态下，按d键，输入所要的打印出的试验组编号，即可打印出该组的测定数据和最终测定结果。 国内外现状 （1）利用 WP-1型井下煤层瓦斯压力（含量）快速测定仪进行测定 煤炭科学研究总院抚顺分院研制的WP-1型井下煤层瓦斯压力（含量）快速测定仪是根据煤样瓦斯解吸速度随时间幂函数变化关系（利用瓦斯解吸特征指标V1值，计算出煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力）的原理而设计的。它适用于煤矿井下回采或掘进工作面快速测定煤体中瓦斯解吸量，及时了解工作面前方瓦斯含量、压力分布情况，以及防突预测指标K1、K t 等重要瓦斯参数。是一套比较完善、可靠的预测预报新技术装备。 （2）利用QPC-1型煤层瓦斯压力（含量）快速测定仪进行测定 煤科总院重庆分院研制的QPC-1型煤层瓦斯压力（含量）快速测定仪是根据钻屑瓦斯解吸指标与煤层瓦斯压力相关关系设计的，根据现场快速测定的K1值及解吸试验确定的待定系数A、B，按K1APB计算瓦斯压力。 应用案例 按前述检验方法在平煤十矿戊9-10 20150工作面开切眼及进、回风巷进行了测定，测定结果如表1所示。从表1中可以看出，用WP-1型井下煤层瓦斯含量快速测定仪实测的瓦斯含量值和钻屑解吸法测定的煤层瓦斯含量值比较接近，其相对误差小于9。 表1 平煤十矿戊9-10 20150工作面开切眼及进、回风巷测定结果 测 定 地 点 钻屑解吸法 m3/t 快速测定法 m3/t 绝对误差 m3/t 相对误差 机 巷 10.52 11.15 0.63 5.99 机 巷 12.75 13.78 1.03 8.08 机 巷 9.67 9.05 -0.62 -6.41 机 巷 11.73 12.12 0.39 3.32 风 巷 12.74 13.27 0.53 4.16 风 巷 11.68 11.76 0.08 0.68 风 巷 10.90 11.38 0.48 4.40 开切眼 11.65 10 74 -0.91 -7.81 参考资源 1.王佑安，煤矿安全手册.第二篇矿井瓦斯防治，煤炭工业出版社，1995年； 2.王显政、杨富等，煤矿安全新技术，煤炭工业出版社，2002年12月； 3.于不凡、王佑安，煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册，煤炭工业出版社，2000年8月； 4.于不凡、王佑安，煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册（修订版），2005年11月； 5.周世宁 林柏泉著，煤层瓦斯赋存与流动理论，煤炭工业出版社，1999年2月； 6.林柏泉 张建国编著，矿井瓦斯抽放理论与技术，中国矿业大学出版社，1996年8月； 7.中华人民共和国煤炭行业标准，煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法（MT/T 638-1996），1996年； 8.中华人民共和国煤炭行业标准，煤层气测定方法（解吸法）（MT/T 77-94），1994年； 9.中华人民共和国安全生产行业标准，矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ 1018-2006），2006年； 10.煤炭科学研究总院抚顺分院，矿井瓦斯涌出量预测方法的研究，“七五”国家科技攻关项目，1990年； 11.煤炭科学研究总院抚顺分院，GWRVK-1型瓦斯解吸仪及配套取样装备的研制 “七五”国家科技攻关项目，1990年； 12.煤炭科学研究总院抚顺分院，AMG-1型自动化地勘瓦斯解吸仪的研制“八五”国家科技攻关项目，1995年； 13.煤炭科学研究总院抚顺分院，矿井瓦斯涌出量预测方法及规范研究，“八五”国家科技攻关项目，1995年； 14.贾东旭、王兆丰等，我国地勘解吸法存在的问题分析，煤炭科学技术，第34卷第4期，2006（4），88～90； 15.夏红春、程远平、李顺峰，基于最小二乘法的矿井深部区域瓦斯涌出量预测，矿业安全与环保，第29卷第4期，2002（8）13～16； 16.张子戌、袁崇孚，瓦斯地质数学模型方法，煤炭学报，第24卷第4期，1999（8）368～372； 17.赵益芳、张兆瑞、李有忠，利用速度法预测矿井新盘（采）区瓦斯涌出量的研究，太原理工大学学报，第32卷第4期，2002（7）347～351； 18.题正义、杨艳国、丁涛，瓦斯涌出量的模糊数学与灰色系统理论的预测，辽宁工程技术大学学报（自然科学版），第19卷第2期，2002（7）127～129； 19.谢万星、孙惠民，矿井瓦斯涌出量的灰色预测，煤矿安全，第33卷第4期，2002（4）32～33； 20.刘新喜、王勇、赵云胜，回采工作面瓦斯涌出特征及灰色预测模型，中国安全科学学报，第11卷第1期，2001（2）11～16； 21.刘新喜、赵云胜，用灰色建模法预测矿井瓦斯涌出量，中国安全科学学报，第10卷4期，2000（8）51～54； 22.施士亮、刘宝琛，基于人工神经网络的矿井瓦斯涌出预测模型及其应用，矿冶工程，第19卷第1期，1999（3）21～23； 23.朱川曲，采煤工作面瓦斯涌出量预测的神经网络模型，中国安全科学学报，第9卷第2期，1999（4）42～45； 24.刘新喜、木合塔尔扎日等，基于人工神经网络的矿井瓦斯涌出量预测，安全与环境工程，第9卷第1期，2002年3月。