安全工程专业实验教程91煤层瓦斯抽采管路中瓦斯流量参数的测定

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煤层瓦斯抽采管路中瓦斯流量参数的测定一、实验目的了解煤层瓦斯抽采过程中各参数〔负压、浓度、压差、流量〕的意义掌握煤层瓦斯抽采各参数〔负压、浓度、压差、流量〕测定方法二、实验原理在煤层瓦斯抽采状态参数的测定中，主要的方法有2类:一是使用传统的负压取样器和光干预型瓦斯鉴定器测定浓度，用负压表测定负压，用孔板和U型压差计测定孔板上、下游的压差并计算气体的流量.二是利用现有的成熟的电子仪器如CWC3型便携式瓦斯抽放多参数测定仪进行瓦斯抽放状态参数的测定，其是利用甲烷传感器、压力传感器及自带涡街流量传感器分别测量出瓦斯浓度，压力及工矿流量数据，并根据标准状况混合量计算公式和瓦斯纯量计算公式分别自动计算出混合量及瓦斯纯量，显示后自动存储的仪器设备。三、主要仪器主要仪器设备如下：〔1〕煤层瓦斯抽采模拟装置〔2〕高负压瓦斯采样器；〔3〕光干预型瓦斯检定器；〔4〕温度计；〔5〕U型压差计；〔6〕LGB型孔板；〔7〕负压表；〔8〕CWC3型便携式瓦斯抽采参数测定仪；〔9〕孔板流量计。三、主要仪器煤层瓦斯抽采参数测定模拟装置结构图三、主要仪器LGB型孔板负压表

便携式瓦斯抽采参数测定仪三、主要仪器1、4-管路；2、3-法兰盘；5、9-压差计接头；6-密封圈；7-连接螺丝；8-孔板；10-负压表孔板流量计结构示意图四所需耗材实验煤样、99.9%的高纯甲烷、氮气等。五实验步骤1、传统测试方法测定〔1〕按照图1所示结构图连接煤层瓦斯抽放模拟装置；〔2〕对煤样箱体充气，再开启真空泵；〔3〕待真空泵正常运转5min后，翻开孔板支管，利用负压取样器和光干预型瓦斯鉴定器相配合连续从孔板支管中抽取气体5-8次，打入光干预型瓦斯鉴定器内，利用光干预型瓦斯鉴定器测定各抽放管路中的甲烷浓度；〔4〕利用负压表连接孔板支管中进行各抽放管路内负压的测定；〔5〕利用U型压差计分别连接各抽放管路设置的孔板的上、下游支管，测定孔板上、下游两侧的压差；五实验步骤〔6〕利用测定的孔板上、下游压差，查阅相关技术参数，根据孔板的压差与流量的关系计算出各抽放管路的气体混合流量；〔7〕根据〔3〕中测得的各抽放管路的气体浓度和〔6〕中测得的气体混合流量计算各抽放管路中气体的纯流量。五实验步骤按照图中所示结构图连接煤层瓦斯抽放模拟装置，并将CWC3型便携式瓦斯抽放多参数测定仪串联到某一管路内；对煤样箱体充气，再开启真空泵；待真空泵正常运转5min后，即可开始测定各参数，该仪器具体测定步骤如下： 〔1〕用前准备①仪器使用前，应进行数据清零，否那么不能平安保存数据； ②仪器每次使用前，应与相对应的抽放管路连接好，注意气流方向应与仪器指示方向一致；③使用前，应检查电源是否充足，电源指示灯为红色表示充足，黄色为缺乏应进行充电。2、CWC3型便携式瓦斯抽放多参数测定仪测定五实验步骤 〔2〕充电 用专用电缆将充电器与主机连接好，再将充电器接上220V交流电，这时充电器面板上电源指示灯和充电指示灯将亮，充电器开始对仪器充电，充满时，充电器自动停止，此时充电指示灯将变成绿色。 〔3〕单参数测量 单参数测量是指只测某一单一参数，有三种形式：单浓度、单负压、单流量。其操作过程如下： ①按“电源〞键翻开主机电源，仪器显示提示词为“Hello〞，表示仪器正常。此时根据需要按相应的按键，即单浓度按“浓度〞键、单负压浓度按“负压〞键、单流量按“流量〞键。 ②输入参数：按下相应的按键后，仪器提示输入测量地点编号“No〞，此时可按仪器面板上的数字键输入编号，编号在0-100之间的自然数，用户可根据情况自己对各测定管路进行编号。输入正确后按“监控〞键加以确认，如输入错误，可按“清屏〞键消除，重新输入数据。地点编号输入完后，接着仪器提示输入日期，可按仪器提示要求完成即可。 ③参数输入完成后，仪器进行测量，并显示测量的数据，待测定数据稳定后，按“测量〞键，仪器自动测量10组数据，并取平均值作为测量结果，显示并存储该结果。

五实验步骤〔4〕综合参数测量 综合参数测量是指瓦斯浓度、负压和流量三个参数仪器测量，并最终测量和显示瓦斯抽放的混合流量和瓦斯纯量，其操作过程如下： ①如果仪器不是开始待机状态，可按“复位〞键强行使仪器回到待机状态〔显示提示词为“Hello〞〕，在此状态下按“监控〞键，使仪器进入综合参数测量方式。 ②参数输入：与单参数测量相同也需要输入地点编号和测量日期，除此之外，还需要输入测量地点的气压，单位是mmHg，如果不知道确切值，可输入760。 ③参数输入完成后，仪器开始测量并显示瓦斯浓度、待浓度稳定后，按“测量〞键，仪器开始测量，测量顺序是瓦斯浓度→负压→工况流量。

五实验步骤 〔5〕数据显示与查询 在待机状态下，按“显示〞键，仪器显示提示词为“Disp：〞询问查询数据类型，要求输入数据类型代码，数据类型代码定义如下： 1——综合参数测定数据2——单浓度数据 3——单负压数据4——单流量数据 输入数据代码后，仪器提示输入测量地点编号，输入编号后，即可开始显示相应测量数据。

五实验步骤六 实验结果处理1、传统测试方法测定数据记录到表1中，并按照1-3公式根据压差计算抽放管路中的混合流量，按照公式4计算抽放管路中瓦斯的纯流量。 〔1〕六 实验结果处理〔2〕

〔3〕〔4〕六 实验结果处理参数钻孔浓度（%）负压（KPa）压差（mmH2O）混合流量（m3/min）混合流量（m3/min）表1煤层瓦斯抽放参数测定结果六 实验结果处理 2、CWC3型便携式瓦斯抽放多参数测定仪测定数据记录到表2中，并按照公式4计算抽放管路中标准状态下的混合流量，按照公式5计算标准状态下抽放管路中瓦斯的纯流量。 〔4〕

〔5〕六 实验结果处理表2煤层瓦斯抽放参数测定结果参数钻孔浓度（%）负压（KPa）Qb混合流量（m3