瓦斯含量测定复习题.doc

瓦斯含量测定复习题煤层瓦斯含量是煤层瓦斯主要参数之一，它是矿井瓦斯涌出量和煤层突出危险性预测的重要依据，是郑煤集团对突出煤层突出区域进行消突评价的主要指标。煤层瓦斯含量测定方法分为直接法与间接法两种。间接测定法是根据井下实测或根据已知规律推算的煤层瓦斯压力，并在井下采取新鲜煤样后送实验室测定的煤的吸附等温线（a、b值）、孔隙率和煤的工业分析结果，最后计算确定煤层瓦斯含量。间接测定法需要在井下实测煤层瓦斯压力，井下测压是一项比较繁重工作，在缓倾斜煤层或围岩致密性差的煤层，测定煤层瓦斯压力并非易事；另外在推算瓦斯含量过程中，影响因素较多，只能是大致估计煤层瓦斯含量的大小。直接测定煤层瓦斯含量是首先在井下采取煤样,立即装入密封罐后与解吸仪连接，测定煤层气体解吸量，并推算出损失量。经过解吸的煤样，升井后在密封状态下尽快送到实验室在真空脱气仪上进行粉碎前恒温加热真空脱气，然后将煤样粉碎，再进行一次恒温加热脱气。每次脱出气体后进行气体组分分析。最后将煤样称重用0.2mm筛子筛分并进行工业分析，计算出煤层瓦斯含量。直接测定法操作难度大、测定工艺要求高、需要有可靠的密封装置，但是测定数值比较客观真实，因而我们实验室选用此方法测定煤层瓦斯含量。一、标准概况目前郑煤集团瓦斯所使用的标准是由重庆煤科分院、抚顺煤科分院起草，2009年3月11日 发布的GB/T 23250-2009煤层瓦斯含量井下直接测定方法，2009年11月1日实施，由中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布。二、标准范围1、标准规定了井下直接测定煤层瓦斯含量的采样方法、解吸瓦斯量测定方法、损失瓦斯量补偿方法、残存瓦斯量测定方法及煤层瓦斯含量的计算方法。2、本标准适用于煤矿井下利用解吸法直接测定煤层瓦斯含量。3、本标准不适用于严重漏水钻孔、瓦斯喷出钻孔及岩芯瓦斯含量测定。三、名词解释1、瓦斯含量：煤层瓦斯含量是煤层在自然条件下，每吨或每立方米煤体中所含有的标准状态下的瓦斯体积，是煤内游离和吸附两种状态瓦斯量的总和(m3/t或m3/m3)。煤层未受采动影响时瓦斯含量称原始瓦斯含量；受采动影响，已有部分瓦斯排出而剩余在煤层中的瓦斯量称残余瓦斯含量。2、残存瓦斯含量：在常压状态下， 煤样在解吸后残留在煤样中的瓦斯量。3、损失瓦斯量：煤样从暴露开始测定解吸期间所遗失的瓦斯量。4、粉碎前脱气量：在负压状态下， 煤样在粉碎前所解吸的瓦斯量。5、粉碎后脱气量：在负压状态下，煤样在球磨机中粉碎到80%以上的煤样小于0.25mm时所解吸的瓦斯量。6、粉碎前自然解吸瓦斯量：在常压状态下，煤样井下解析后运送到实验室粉碎前所解吸的瓦斯量。7、粉碎后自然解吸瓦斯量：在常压状态下，煤样在粉碎机中粉碎到95%以上煤样粒度小于0.25mm时所解吸的瓦斯量。8、常压不可解吸瓦斯量：在常压状态下，粉碎解吸后仍残存在煤样中不可解吸的瓦斯量。四、煤样交接1、检重要求：煤样质量大于（250克，小于500g） （灰分小于40%）；2、试漏要求：将煤样罐沉入清水中，仔细观察（10min），无气泡冒出；3、检查解吸单：解吸单与罐号一致，资料填写齐全。以上检查无误后，统一编号登记。五、煤样脱气1、真空脱气装置首次使用要求：严格进行气密性检查，在最大真空度下放置（4h）,真空计水银面上升不超过（5mm）。各量管在水准瓶放低情况下液面保持不动。2、脱气前准备：仪器左侧真空系统抽真空，最大真空度下真空计水银面在（10min）内保持不动，关闭真空泵，通过穿刺针头及真空胶管将煤样与脱所仪连接。3、煤样加热脱气：恒温器加热至（95100）恒温脱气，粉碎前一直至进行到每（30min）内泻出的瓦斯量小于（10cm3）为止；粉碎后一直进行到真空计水银柱稳定为止。六、煤样粉碎煤样装球磨罐在球磨机粉碎到粒度小于0.25mm的重量超过80%。七、煤样称重及工业分析球磨罐冷却至常温后，煤样倒出，称取重量（准确到1g），按GB474缩制成分析煤样，按GB212分析Mad、Aad及Vdaf。剩余煤样保留（1个月）后处理。八、煤层瓦斯含量的计算1、损失量计算：用Excel把全部测点制成表格，绘制成图表散点趋势线性图，根据线性图得出线性方程公式y=ax-b，b即为所求的损失瓦斯量。2、气体体积校正：（1）井下自然解吸瓦斯量体积的换算按式（1）将瓦斯解吸过程中得到的每次量管读数换算为标准状态下体积：V/t= (1)式中：V/ t 换算为标准状态下的气体体积, cm3；V t t时刻时量管内气体体积读数,cm3；P1 大气压力, kPa；t w 量管内水温，；h w 量管内水柱高度，mm；P2 Tw 时水的饱和蒸汽压,kPa。（2）粉碎前、后两次脱气气体体积的换算按式（2）将两次脱气的气体体积换算到标准状态下的体积：V/Tn= (2)式中：V/tn 换算到标准状态下的气体体积，cm3；Tn 实验室温度，；P1 大气压力，kPa；C0气压计温度，；P2 在室温Tn 下饱和食盐水的饱和蒸汽压，kPa；VTn 在实验室温度Tn、大气压力P1条件下量管内气体体积，cm3。3、煤层自然瓦斯成分计算煤层自然瓦斯成份是根据煤样粉碎前脱气或粉碎前自然解吸得到的气体成份计算的。设得到的混合有空气的气体通过气相色谱分析得出各种气体组分的浓度分别为：c(O 2）、c（N2）、c（CH4）、c（CO2）。按式（3）(5)计算各种气体组分无空气基的浓度，即为煤层自然瓦斯成分。 (3) (4) (5)式中：A（N2 ）、A（CH4 ）、A（CO2 ） 分别为扣出空气后N2、CH4、CO2的浓度，%。4、各阶段瓦斯体积的计算将各阶段含空气瓦斯体积按式（6）换成 (6)V/i扣除空气后标准状态下的各阶段瓦斯体积（i=1，2，3，4），cm3；V/i扣除空气前标准状态下的各阶段瓦斯体积（i=1，2，3，4），cm3；5、各阶段气体体积计算各阶段某种气体体积按式（7）计算：Vji= (7) 式中：Vji 标准状态下的各阶段某种气体体积（i=1,2,3,4，j=1,2,3），cm3；A(x)瓦斯成分中某种气体的浓度，（x=N2,CH4,CO2）,%。6、各阶段的煤样瓦斯量计算井下解吸瓦斯量、损失瓦斯量、粉碎前瓦斯量、粉碎后瓦斯量按式（8）计算： (8)式中：Xi 各阶段煤样瓦斯含量(i=1，2，3，4，），（cm3/g）；m 煤样质量（分为空气干燥基和干燥无灰基），（g）；Vji 各阶段某种气体体积(i=1,2,3,4，j=1,2,3），cm3。7、煤层瓦斯含量计算按式（9）计算煤层瓦斯含量 (9)式中：X1煤样的解吸瓦斯量，cm3/g；X2煤样的损失瓦斯量， cm3/g；X3煤样粉碎前