2024煤层瓦斯含量井下快速测定方法

煤层瓦斯含量井下快速测定方法UndergroundrapiddeterminationmethodforcoalseamgascontentNB/T11755-2024目次..................................................................................IIHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINKHYPERLINK\l"br12"10HYPERLINK\l"br11"6HYPERLINK\l"br11"6HYPERLINK\l"br11"6HYPERLINK\l"br11"6HYPERLINK\l"br12"6I煤层瓦斯含量井下快速测定方法12本文件规定了煤层瓦斯含量井下快速测定的术语和定义、原理、方法以及结果评价等。本文件适用于井下干式取样的煤层瓦斯含量测定。规范性引用文件文件。GB/T217煤的真相对密度测定方法GB474煤样的制备方法GB/T482煤层煤样采取方法GB/T3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求GB/T6949煤的视相对密度测定方法GB/T15663.8煤矿科技术语第8部分：煤矿安全GB/T23250煤层瓦斯含量井下直接测定方法GB41022煤矿瓦斯抽采基本指标AQ1018—2006矿井瓦斯涌出量预测方法MT/T752煤的甲烷吸附量测定方法（高压容量法）33术语和定义GB/T15663.8界定的以及下列术语和定义适用于本文件。.1.2煤层瓦斯含量井下快速测定方法undergroundrapiddeterminationmethodforcoalseamgascontent能够在井下直接测定并得出测定结果的煤层瓦斯含量测定方法。3煤层瓦斯含量井下快速测定仪undergroundrapiddeterminationinstrumentforcoalseamgascontent3.3煤样第1min瓦斯解吸速度gasdesorptionrateofcoalsampleatthefirstminute从脱离煤体解吸瓦斯开始，单位质量煤样第1ꢀmin的瓦斯解吸速度。4测定原理1斯含量。煤层瓦斯含量与煤样第1min瓦斯解吸速度的线性关系用公式（1）表示：ꢀ=ꢁꢂ+ꢃ1式中：W——煤层瓦斯含量，单位为立方厘米每克（m/gV——煤样第1min瓦斯解吸速度，单位为立方厘米每分钟每克（cm/min·g1ꢀα,β——常数。55测定方法.1通用要求α样瓦斯解吸速度测定，然后采用线性回归方法确定α常数。55.2、常数确定.2.1基本要求55.2.1.1应针对所测煤层分采区确定、常数。.2.1.2当煤变质程度发生较大变异时，应重新确定该变异区域的αβ常数。5.2.2测定装置由吸附罐、真空泵、甲烷充气罐、解吸量管、标定量管及平衡瓶等组成，并符合下列要求。a)吸附罐：内径不小于60cm，装煤量不小于4001.5MPa压力下能够保持气密性。ꢀꢀꢀb)压力传感器：量程0～5MPa，精度优于1.5c)解吸量管有效容积不小于8003刻度线位于上部，最小刻度为2cm。d)标定量管有效容积不小于8003刻度线位于下部，最小刻度为2cm。α常数测定装置如图1所示。4791135681012131421PPn172019181615标引序号说明：1——吸球；2——软管夹；2345678911111111112——软管；——解吸量管；——负压传感器；——真空泵阀门；——解吸阀门；——吸附罐压力传感器；——放空阀门；0——充气阀门；1——标定阀门；2——充气罐压力传感器；3——标定量管；4——平衡瓶；5——平衡瓶阀门；6——充气罐；7——吸附阀门；8——吸附罐；9——真空泵；0——水槽。图1α常数测定装置55.2.3准备工作.2.3.1煤样采集与制备55.2.3.1.1煤样采集按GB/T482的规定进行。.2.3.1.2煤样制备按GB4741mm～3mm400g。ꢀꢀꢀ555.2.3.2煤样真相对密度按GB/T217的规定进行。.2.3.3视相对密度测定按GB/T6949的规定进行。.2.3.4吸附罐容积测定吸附罐容积包括吸附罐自身的容积和压力表、接头、阀门、连通管的容积之和，测定按MT/T752的规定进行，测定步骤为：a)关闭充气阀门、标定阀门、放空阀门和解吸阀门，打开抽真空阀门和吸附阀门对空吸附罐及其管路抽真空，最终压力应不大于Pa；b)调整平衡瓶高度，使平衡瓶液面、标定量管液面在0刻度线平齐；c)关闭抽真空阀门，打开标定阀门，让量管中的空气进入空吸附罐中，量管液面上升稳定后，调整平衡瓶高度使其液面与标定量管液面平齐，此时标定量管最终液面刻度值即为空吸附罐容积。重复3次，取其平均值作为吸附罐容积。35.2.3.5充气罐容积测定执行。5.2.3.6吸附罐剩余容积测定（2）和公式（3）计算：·ꢂ=ꢂ−ꢂꢄꢅꢆꢇꢆ=20ꢄꢅ×ꢈꢉꢊ20式中：d——吸附罐剩余容积，单位为立方厘米（cms——吸附罐容积，单位为立方厘米（cmc——煤样真体积，单位为立方厘米（cmG——吸附罐内煤样质量，单位为克（g）；d——蒸馏水在20℃时的密度，单位为立方厘米每克(g/cm3)；TRD2——煤样真相对密度，无量纲。2005.2.4煤样充入甲烷量测定利用充气罐向装有煤样的吸附罐充入甲烷，充入吸附罐内甲烷量的测定步骤为：a)称取制备好的粒径为1mm～3mm400ꢀꢀꢀ抽至罐内压力不大于Pa；b)向充气罐内充入浓度不低于99%的甲烷气体，绝对压力为；c)打开充气阀门和吸附阀门，其余阀门保持关闭，通过充气罐向吸附罐充入一定量的甲烷气体，关闭充气阀门，记录充气罐绝对压力P和室温t。按公式（4）计算充入吸附罐标准状态下的2s甲烷量。ꢌ1ꢍ1ꢌ2273.15×ꢂ0ꢋꢆ=−ꢍ2273.15+ꢎꢅ×0.101325式中：Qc——充入吸附罐的标准状态下甲烷量，单位为立方厘米（cm3P,P——吸附罐充气前和充气后的充气罐绝对压力，单位为兆帕（MPa）；12Z,Z——P、P和室温t时充气罐内甲烷的压缩系数，单位为兆帕分之一（MPa1212s0——充气罐容积，单位为立方厘米（cms——充气时室温，单位为摄氏度（℃）。5.2.5煤样吸附甲烷量测定赋存在吸附罐剩余容积中，称为吸附罐的游离甲烷量。煤样吸附甲烷量测定步骤为：a)吸附罐充入甲烷7hP和室温t，ꢀ3s标准状态下吸附罐的游离甲烷量按公式（5）计算：4273.15×ꢂꢄꢋꢄ=33273.15+ꢎꢅ×0.1.1325式中：Qd——标准状态下吸附罐的游离甲烷量，单位为立方厘米（cmd——吸附罐剩余容积，单位为立方厘米（cm3——吸附平衡后吸附罐的气体压力，单位为兆帕（MPa）；Z——吸附平衡压力P及室温t时甲烷的压缩系数，单位为兆帕分之一（MPa33ss——充气时室温，单位为摄氏度（℃）。b)煤样吸附甲烷量按公式（6）计算：ꢋ=ꢋ−ꢋꢄꢏꢆ式中：Qa——标准状态下吸附罐中煤样的甲烷吸附量，单位为立方厘米（cmQc——充入吸附罐的标准状态下甲烷量，单位为立方厘米（cm3Qd——标准状态下吸附罐的游离甲烷量，单位为立方厘米（cm5.2.6煤样游离甲烷量测定煤样游离甲烷量是指吸附平衡时赋存在煤样孔隙内的游离甲烷量。煤样孔隙容积按公式(7)计算，煤样游离甲烷量按公式(8)计算：1120∅=−20ꢐꢉꢊꢈꢉꢊ2020ꢇ×∅ꢅ273.15×ꢌꢅꢍ3273.15+ꢎꢅ×0.101325ꢋꢑ=×式中：——煤样孔隙率，无量纲；ARD0——煤样视相对密度，无量纲；TRD0——煤样真相对密度，无量纲；Qf——煤样游离甲烷量，单位为立方厘米（cmG——吸附罐内煤样质量，单位为克（g）；d——蒸馏水在20℃时的密度，单位为立方厘米每克(g/cm3)；s——吸附平衡后吸附罐的气体压力，单位为兆帕（MPa）；Z——吸附平衡压力P及室温t时甲烷的压缩系数，单位为兆帕分之一（MPa33ss——充气时室温，单位为摄氏度（℃）。5.2.7煤样甲烷含量测定煤样甲烷含量按公式（9）计算：ꢋ+ꢋꢀꢅ=ꢏꢑꢇ——煤样甲烷含量，单位为立方厘米每克（cm/g）；Qa——标准状态下吸附罐煤样吸附甲烷量，单位为立方厘米（cmQf——标准状态下煤样游离甲烷量，单位为立方厘米每克（cm5G——吸附罐内煤样质量，单位为克（g）。5.2.8煤样甲烷解吸速度测定煤样完成煤样充入甲烷量的测定（5.2.4）并吸附平衡7h后，按以下步骤测定煤样甲烷解吸速度：a)将解吸量管的液面调整至0刻度线；b)0.1MPa关闭放空阀门、打开解吸阀门，煤样解吸出来的甲烷进入解吸量管中；与此同时开始记录解30s测定一次量管内的气体体积Vt和液面水柱高度h（i=1,2,ꢀii3,……）；c)解吸测定时间达到30min或5min内解吸量管不再有气泡冒出时结束解吸测定；ꢀꢀd)煤样甲烷解吸速度按公式（9）计算；273.151−0.00981ꢓꢔ2×ꢂꢔꢔ−1×60ꢂꢎ=×101.3×273.15+ꢈꢀꢔ−ꢎꢔ−1×ꢇ式中：t——时间煤样甲烷解吸速度，单位为立方厘米每分钟每克（cm/min.g）；W——量管内水温，单位为摄氏度（℃）；p1——大气压力，单位为千帕（kPa）；h——t时刻量管内水柱高度，单位为毫米（mm）；ip——T对应的水的饱和蒸汽压（取值参考GB/T23250中附录H），单位为千帕（kPa）；2WV——t时间解吸量管内气体体积读数，单位为立方厘米（cmii1——时间解吸量管内气体体积读数，单位为立方厘米（cmi——第次读取量管内气体体积的时间，单位为秒（s）；——第i-1次读取量管内气体体积的时间，单位为秒（s）。e)将测得的数据绘制成解吸时间-解吸速度曲线，如图2所示：图2煤样甲烷解吸速度曲线VV进行拟合，获得与甲烷含量对应的第1min甲烷解吸速度Vꢀ15.2.9α和β常数测定按以下步骤测定α和β常数：6a)5.2.4～5.2.8的步骤不少于5W所对应的第1min甲烷解吸速度iꢀV1ib)W与V散点图，线性拟合得到α和β常数，如图3所示。Si1i图3W-V散点图s1555.3煤层瓦斯含量测定.3.1仪器及辅助设备.3.1.1井下快速测定仪应符合GB/T3836.1的规定，且满足以下要求。a)安全性能防爆标志：ExibI；防护等级：IP54。b)测定范围与精度流量测定范围：5cm/min～700cm/min精度：±0.5%F.S；瓦斯含量测定范围：0～50mc)工作环境环境温度：-10℃～40℃；环境相对湿度：≤98%；环境压力：60kPa～110kPa；ꢀꢀ可用于有甲烷和煤尘等粉尘颗粒物的矿井。d)功能要求瓦斯含量测定时间不超过30min，直接在井下显示测试结果；具有测试煤样瓦斯解吸速度、并实时显示测试曲线功能；具有历史数据查询功能；具有基本信息输入、参数修改、计算结果重算功能；具有数据储存、读取、传输功能。e)电源及工作时间产品连续工作时间不应少于10h；产品应有电源电压显示、欠压提示、欠压自动关机功能。5.3.1.2煤样罐，容积不小于100cm1.5MPa压力下保持气密性。7555.3.1.3标准分析筛，网孔1mm、3mm各一个。ꢀꢀ.3.1.4电子天平或弹簧秤，量程不小于10001g。ꢀꢀꢀ.3.1.5仪器连接示意图如图4所示。231E□□□□□□□□□标引序号说明：123——煤样罐；——连接软管；——煤层瓦斯含量井下快速测定仪。图4图仪器连接示意图55.3.2钻孔及采样要求.3.2.1采样钻孔布置按GB/T23250的规定执行，并满足同一地点取样钻孔数量应不少于2个，取样点间距宜为5m～10m。ꢀꢀ5.3.2.2采样方式按GB/T23250的规定执行，应采用具有定点取样功能的方法采集钻屑煤样。55.3.2.3采样深度.3.2.3.1巷道瓦斯预排瓦斯宽度按AQ1018—2006附录D取值，并应不小于ꢀm；在石门或岩石巷道采样时，穿层钻孔长度应不小于5ꢀm。5.3.2.3.2煤层残余瓦斯含量测定时，采样深度应符合GB41022的规定。5.3.2.4采样时间采样时间不应超过5min。5.3.2.5采样记录采样时，应同时收集以下有关参数：a)采样地点：矿井名称、煤层名称、采样位置、采样点埋深（地面标高、煤层底板标高）；b)钻孔参数：钻孔方位、钻孔倾角、采样深度；c)编号：煤样罐号、样品编号。85.3.3仪器操作555.3.3.1开机并完成自检，将采样地点、钻孔参数、编号等信息输入仪器中，稳定30min；.3.3.2用电子天平或弹簧秤称量空煤样罐质量；.3.3.3取采样钻孔钻进至预定取样深度后，按5.3.3.2开始收集钻屑煤样并启动仪器自动计时，筛分1ꢀmm～3mm粒径煤样装入煤样罐中；555.3.3.4用电子天平或弹簧秤称量装样后煤样罐质量，煤样罐装样前后的质量差即为煤样重量；.3.3.5煤样装罐结束后，连接到仪器的进气口上，启动仪器测试功能；.3.3.6仪器自动测定煤样瓦斯解吸速度和1αβW。5.4测定报告55.4.1测定报告应通过仪器与计算机通讯传输测定数据，直接打印。.4.21β量W6测定结果评价66.1评价原则.1.1应根据测定过程中记录的钻孔施工、采集深度、采样时间、煤样状态、仪器参数完整性及设备的运行状况等情况对测定结果进行评价。6.1.2评价结果分为合格、参考和不合格。6.2合格结果合格结果应符合以下条件：a)采样深度符合5.3.2.3的要求；b)采样时间符合5.3.2.4的要求；c)煤样量不少于煤样罐容积的90%；d)煤样罐、仪器设备不漏气，气路无堵塞；e)应具有实测的α、常数，并满足5.2.1的要求。6.3参考结果满足以下条件为参考结果：a)不符合6.2b)不符合c)煤样潮湿但没有出现淋水，手捏不成团的样品；d)煤样瓦斯解吸量小，现场解吸瓦斯时间不足ꢀmin。6.4不合格结果满足以下一项或多项的为不合格结果：a)不满足6.2中b）项的要求；b)不满足中e）项的要求；c)煤样淋水，手捏成团的样品；d)仪器设备漏气或气路堵塞，无法进行瓦斯解吸量测定；9e)有严重操作失误。6.5评价结果应用666.5.1评价为“合格结果”的，其测定结果可靠。.5.2评价为“参考结果”的，其测定结果仅具参考性。.5.3评价为“不合格结果”的，其测定结果不可靠。10钢丝绳用润滑剂LubricantsforropesNB/SH/T0387—2023NB/SH/T0387—2023钢丝绳用润滑剂1范围种添加剂所制得的钢丝绳浸渍和表面防护的润滑剂。用润滑脂和维护油。2规范性引用文件文件。GB/T259石油产品水溶性酸及碱测定法GB/T265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法GB/T2361防锈油脂湿热试验法GB/T3536石油产品闪点和燃点的测定克利夫兰开口杯法GB/T4510石油沥青脆点测定法弗拉斯法GB/T4929润滑脂滴点测定法GB/T21856化学品快速生物降解性二氧化碳产生试验SH/T0081防锈油脂盐雾试验法NB/SH/T0164石油及相关产品包装、储运及交货验收规则SH/T0204润滑脂抗磨性能测定法（四球机法）SH/T0229固体和半固体石油产品取样法SH/T0331润滑脂腐蚀试验法SH/T046919947407号齿轮润滑脂333术语和定义下列术语和定义适用于本文件。钢丝绳用润滑剂lubricantsfor应用于各种气候条件下工作的钢丝绳及负载拉索的润滑与防护的油脂。常温环境钢丝绳用润滑剂lubricantsforinenvironment应用于常温条件下钢丝绳的润滑剂。1NB/SH/T0387—202333333333333333寒冷环境钢丝绳用润滑剂lubricantsforincoldenvironment应用于寒冷环境下钢丝绳的润滑剂。极寒环境钢丝绳用润滑剂lubricantsforincoldenvironment应用于极寒环境下钢丝绳的润滑剂。高温环境钢丝绳用润滑剂lubricantsforinhightemperatureenvironment应用于高温环境下钢丝绳的润滑剂。普通钢丝绳用润滑剂lubricantsforordinary应用于环境良好，负载轻，运动速度低的钢丝绳的润滑剂。重型起重机钢丝绳用润滑剂lubricantsforheavycrane应用于重型起重机钢丝绳的润滑剂。港机钢丝绳用润滑剂lubricantsforportmachinery应用于港口岸桥、塔吊等设备和其他近海潮湿环境下钢丝绳的润滑剂。工程机械钢丝绳用润滑剂lubricantsforconstructionmachinery应用于工程机械上钢丝绳的润滑剂。.10.11.12.13.14.15.16渔业海工钢丝绳用润滑剂lubricantsforsteelforfisheryMarineengineering应用于海洋、淡水渔业、海上工程钢丝绳的润滑剂。电梯钢丝绳用润滑剂lubricantsforelevator应用于电梯钢丝绳的润滑剂。钢芯铝绞线用润滑剂lubricantsforsteelaluminumstranded应用于钢芯铝绞线润滑和防护的润滑剂。环保型钢丝绳用润滑剂environment-friendlylubricantsfor以植物油脂、合成油脂为主要成分，在自然环境下能被降解，环境友好的钢丝绳用润滑剂。纤维芯用润滑剂lubricantsforfiber应用于钢丝绳纤维芯的润滑剂。钢丝绳维护油maintenanceoilforcontainingvolatilesolvent含挥发性溶剂的钢丝绳维护用润滑剂。钢丝绳维护脂maintenancesolventformaintenance不含挥发性溶剂的半流体的钢丝绳维护用润滑剂。2NB/SH/T0387—202344分类和标记.1产品分类本文件将钢丝绳用润滑剂分为钢丝绳生产用润滑剂和钢丝绳维护用润滑剂两大类。91列出了不同品种的特征指标和主要用途。挥发性溶剂），表1列出了不同品种的特征指标和主要用途。表1钢丝绳用润滑剂分类分类品种特征指标润滑性和防锈性极压抗磨性能主要用途普通钢丝绳使用普通钢丝绳用润滑剂重型起重机钢丝绳用润滑剂应用于高强度起重机应用于近海潮湿环境下钢丝绳的润滑保护港机钢丝绳用润滑剂抗盐雾性能工程机械钢丝绳用润滑剂渔业海工钢丝绳用润滑剂极压抗磨性能抗盐雾和油膜强度应用于工程机械钢丝绳的润滑钢丝绳生产用润滑剂应用于水下渔业、海上工程钢丝绳的润滑保护电梯钢丝绳用润滑剂钢芯铝绞线用润滑剂润滑性防锈性应用于电梯钢丝绳的润滑保护应用于钢绞线的润滑保护应用于有生物降解性要求的钢丝绳用润滑剂环保型钢丝绳用润滑剂可自然降解，环境友好浸湿性和防锈性纤维芯用润滑剂钢丝绳维护油应用于钢丝绳纤维绳芯的润滑剂防锈性好、渗透性好附着力强、防锈性好和极压润滑性好应用于润滑性要求高的钢丝绳的维护应用于重负荷钢丝绳的维护钢丝绳维护用润滑剂钢丝绳维护脂4.2产品标记钢丝绳用润滑剂应标记为：产品名称品种名称标准号。示例：钢丝绳用润滑剂港机钢丝绳用润滑剂NB/SH/T03872023。5要求和试验方法.1一般要求5钢丝绳用润滑剂应满足以下一般要求：a）应防止钢丝、纤维芯的腐蚀；b）应减少钢丝绳结构内部和外部的摩擦，即具有良好的润滑性；3NB/SH/T0387—2023c）有好的包覆性能；d）是防水的，并且不含有在水中易乳化的复合物；e）不易出现明显脆裂；f）无沙砾、研磨物质、故意增重的物质、水、氯化物或类似不纯洁物；g）的任何添加剂或复合物；h）绳的纤维芯有损害的添加剂或复合物。5.2特殊要求钢丝绳用润滑剂还应满足以下特殊要求。a）材料的状态在溶解之前溶剂蒸发之后实质应是相同的。b）状态，即其应具有热可逆性。要特别注意的是，加热温度不宜过高或加热持续时间不宜过长，否则会导致润滑剂降低性能。5.3钢丝绳生产用润滑剂的技术要求和试验方法钢丝绳生产用润滑剂的通用技术要求和试验方法应符合表2绳生产用润滑剂还应满足表3中滴点和脆点的要求。4NB/SH/T0387—20235NB/SH/T0387—2023表3不同使用环境的钢丝绳生产用润滑剂滴点和脆点的技术要求和试验方法质量指标项目常温寒冷70极寒