煤層瓦斯基本參數(shù)測定方案

1、煤層瓦斯基本參數(shù)測定方案二零一三年八月目錄1 煤層瓦斯壓力測定11.1 測壓操作步驟21.2 瓦斯壓力測定結(jié)果32 煤層瓦斯含量測定32.1 測定方法及過程32.2 煤層瓦斯含量測定結(jié)果43 煤層透氣性系數(shù)測定63.1 測定原理63.2 測定方法73.3煤層透氣性系數(shù)計算結(jié)果84 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)的測定84.1 測定原理84.2 測定方法95 煤的破壞類型測定106 煤的堅固性系數(shù)測定106.1 儀器設(shè)備106.2 煤樣制取106.3 測定步驟116.4 數(shù)據(jù)計算117 瓦斯放散初速度測定127.1 儀器設(shè)備127.2 煤樣制取127.3 測定步驟127.4 數(shù)據(jù)計算138 煤層瓦斯吸附常

2、數(shù)測定138.1 煤樣制取148.2 測定步驟148.3 試驗結(jié)果輸出169 煤層瓦斯鉆屑指標測定169.1 鉆屑量測定169.2 鉆屑瓦斯解吸指標測定16煤層瓦斯基本參數(shù)的測定主要包括煤層瓦斯壓力、含量、透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、煤的破壞類型、堅固性系數(shù)、放散初速度、瓦斯吸附常數(shù)、煤層瓦斯鉆屑指標、鉆孔瓦斯涌出初速度和瓦斯抽采參數(shù)的測定。煤層瓦斯基本參數(shù)的測定，可以為礦井瓦斯防治和瓦斯抽采提供基礎(chǔ)參數(shù)支持，同時可以指導瓦斯管理，采取有效的瓦斯治理安全技術(shù)措施，合理使用煤礦瓦斯治理的資源，減少瓦斯管理及治理費用的浪費，確保煤礦的安全生產(chǎn)。1 煤層瓦斯壓力測定煤層瓦斯壓力測定的鉆孔布置在

3、巖石巷道內(nèi)，均為穿層鉆孔，封孔方式和測壓方法嚴格執(zhí)行煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測定方法（AQ/T 1047-2007）的有關(guān)規(guī)定。采用注漿封孔測壓法，封孔材料為水泥漿加速凝劑、膨脹劑等，利用壓風將密封罐內(nèi)的水泥漿注入鉆孔內(nèi)，測壓方式為被動測壓法，即鉆孔封孔完成后，等待被測煤層瓦斯的自然滲透達到瓦斯壓力平衡后，測定煤層瓦斯壓力。首先在距被測煤層一定距離的巖巷內(nèi)打孔，孔徑一般取直徑75mm以上，鉆孔最好垂直煤層布置，成孔后在孔內(nèi)安設(shè)測壓管，然后對鉆孔進行封孔（>10m）；封孔后，安設(shè)壓力表開始測壓。前兩個小時每30分鐘記一次壓力指示值，測壓的前三天，需要每天記錄一次壓力表的指示值；以后每隔兩

4、天記錄一次壓力表的指示值。當壓力表的壓力指示值連續(xù)四天沒有變化時，其壓力即為煤層原始瓦斯壓力，壓力測定結(jié)束，即可進行煤層透氣性系數(shù)測定。封孔方式采用水泥砂漿封孔，穿層鉆孔的封孔方式示意圖如圖1所示： 下向孔 上向孔1煤層 2鉆孔 3水泥砂漿 4測壓管 5擋盤 6注漿管 7返漿管8壓力表 9三通 10球閥 11放水器 12注漿泵 13水泥砂漿池 14擋板圖1 測壓鉆孔注漿封孔示意圖封孔長度取決于封孔段巖性及其裂隙發(fā)育程度。巖石硬而無裂隙時可適當縮短，但不能小于5m；巖石松軟或有裂隙時應增加。成孔以后，將測壓管和注漿管連同圓楔形木塞一起置于測壓鉆孔之中，并將木塞在孔口緊固。水泥沙漿封孔一般采用壓縮

5、空氣作為動力把充填物送入測壓孔中，水泥與沙子的配比為1：2.5。為避免水泥沙漿凝固后出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，也可在普通水泥中按重量加入少量的水泥膨脹劑。封孔長度應在10m以上；經(jīng)24小時凝固，安設(shè)截止閥和壓力表開始測壓。鉆孔施工采用ZY750型液壓鉆機。鉆孔要穿過煤層，并進入煤層頂板或底板，穿入頂（底）板深度0.5m，具體操作時以鉆孔不再排煤粉，開始排巖粉為準。1.1 測壓操作步驟 當鉆孔即將見煤，穿透煤層以及清洗鉆孔，排除孔中積水和巖屑，都要詳細記錄參數(shù)（開孔及終孔時間、方位角、傾角、孔深、煤厚）。 測壓人員要及時組裝測壓管，盡快封閉測壓孔。測壓管的安裝長度視鉆孔深度而定，一般應盡可能靠近煤層。 測壓

6、人員將測壓管下至預定位置時，為了保證測壓管不漏氣，在管連接口處，纏上適量的生膠帶。 在孔口上打上防滑楔，以保安全。 注漿人員將攪拌均勻的水泥沙漿倒入噴漿罐內(nèi)，數(shù)量可占其容積的三分之二，將罐蓋壓緊，然后把注漿管插入鉆孔中 ，采用壓氣封孔時，借助噴漿罐將水泥沙漿由孔口向孔底逐漸充填，直至注滿為止。 待凝固24小時后，安裝壓力表。安裝時要仔細檢查壓力表密封墊圈是否合格，為可靠起見，最好也纏繞適量的生膠帶。 安裝壓力表后，及時觀察前二個小時壓力值變化，每30分鐘記錄一次。 在整個測壓過程中，前三天，每天記錄2至3次壓力值，以后每天要觀察記錄一次壓力值的數(shù)據(jù)，若發(fā)現(xiàn)有異常情況要及時分析處理。 如瓦斯壓力

7、連續(xù)三天無變化，則可認為這個穩(wěn)定壓力就是煤層瓦斯壓力。1.2 瓦斯壓力測定結(jié)果測壓鉆孔密封裝表后，定時觀察和記錄瓦斯壓力，并仔細檢查漏氣情況，觀測時間不少于2030d，如瓦斯壓力在3d內(nèi)變化小于0.015MPa，則可認為這個穩(wěn)定的壓力就是煤層瓦斯壓力。煤層瓦斯壓力測定結(jié)果記錄表如表1所示：表1 煤層瓦斯壓力測定記錄表序號鉆孔參數(shù)巖孔長度（m）煤孔長度（m）瓦斯壓力（MPa）測量時間備注方位（°）傾角（°）長度（m）2 煤層瓦斯含量測定煤層瓦斯含量是單位體積或重量的煤體中所含的瓦斯量（換算為標準狀態(tài)），常用m3/t或m3/m3作為計量單位。煤層瓦斯含量是煤層瓦斯的主要參數(shù)，直

8、接、準確測定煤層瓦斯含量，用于礦井采掘部署、開拓延伸設(shè)計、煤層瓦斯賦存規(guī)律研究、瓦斯涌出量預測、瓦斯抽采效果評價、煤層氣資源評價、突出危險性區(qū)域預測及區(qū)域驗證等方面。2.1 測定方法及過程采用DGC型瓦斯含量直接測定裝置測定瓦斯含量，測壓孔見煤后，停鉆取樣，開始測量瓦斯含量井下解析。具體測定過程如下： 打鉆遇煤前采樣人員到達采樣現(xiàn)場，準備好取芯鉆頭、取芯管HF-5型解析儀、煤樣罐、秒表、扳手、夾子、大氣壓力表、鐵桶或塑料桶一個（盛水）。 鉆孔遇煤后，采用直徑為73mm巖芯管采取煤芯。 鉆煤完后，煤芯提到孔口時，盡快地從煤芯管中取出煤芯，采取中間完整部分，裝入罐中密封?？刂七@段時間在2min之內(nèi)

9、。煤芯中混合有夾矸及雜物時給予剔除。注意煤樣不得用水清洗，保存原狀裝罐，也不要去壓實。煤樣距罐口留10mm的間隙最好，煤樣約400g左右。 將煤樣罐與HFJ-5型解吸儀連接進行現(xiàn)場解吸（如圖2所示），其步驟為：將儀器倒立，擰開灌水口塞子，用手指堵住出水口和進氣口，將儀器內(nèi)部量筒內(nèi)裝滿水至螺紋以上，排出筒內(nèi)氣泡后擰緊塞子，將儀器正立，松開手指，然后將儀器放置于巷道底板平整處或懸掛起來，將針頭插入煤樣罐，再將膠管與進氣口相連，即開始解析測量。此時氣體進入量管內(nèi)后，水通過排水口排出。在煤樣罐與解吸連接時打開秒表記錄時間，每分鐘記錄一次數(shù)據(jù)，直到30min結(jié)束。 當解吸過程中井下解吸儀需要換水時，不停

10、止秒表，用夾子夾住膠管，拔下，將備用的清水灌入，方法同第4步，然后插上膠管松開夾子繼續(xù)測定。當換水完畢后開啟閥門，到整數(shù)時間時讀數(shù)，這樣把關(guān)閉閥門期間累加解吸量平均到關(guān)閉閥門時間段上。 現(xiàn)場解吸完成后，拔出針頭，將取樣罐擰緊，泡在水中檢查是否有漏氣現(xiàn)象，若有滲漏，再擰緊，然后再檢查氣密性，直至不漏氣為止。瓦斯含量測定取樣和井下現(xiàn)場解析到此結(jié)束。 在上述采樣和解吸過程中要記錄采樣時間、采樣地點、采樣深度，記清鉆孔遇煤時間，鉆進時間，起鉆時間，鉆具提到孔口時間，煤樣裝罐時間，開始解吸測定時間，以及解吸測定時的氣溫，水溫和取樣點氣壓。 將煤樣罐送往煤礦化驗室進行實驗室瓦斯含量解吸，得出煤層瓦斯含量值

11、。圖2 HFJ-5型解吸儀與煤樣罐連接圖2.2 煤層瓦斯含量測定結(jié)果煤層瓦斯含量包括井下瓦斯解吸量、地面常壓瓦斯解吸量、常壓粉碎瓦斯解吸量和常壓吸附瓦斯量幾個部分。1、井下瓦斯解吸量井下鉆孔取芯后選取粒徑較大、保質(zhì)性好的煤塊快速裝入煤樣筒，讀取初值后快速與井下解吸儀連接開始解吸，然后每分鐘記錄一次讀數(shù)，直至30min后解吸結(jié)束，關(guān)閉煤樣筒閥門，讀取井下瓦斯解吸量為W21，根據(jù)瓦斯解吸速度、損失時間t結(jié)合解吸模型可進行損失瓦斯含量W1的計算。記錄取芯時間、取芯位置、取芯人員、鉆孔信息、煤樣粒度大小描述（五類），如表2所示：表2 瓦斯含量測定井下解吸測定結(jié)果表取樣地點煤樣編號取樣點溫度取樣點氣壓K

12、Pa煤樣重量g煤樣破壞類型停鉆時間開始取芯時間結(jié)束取芯時間井下解吸開始時間井下解吸解吸時間解吸量ml解吸時間解吸量ml解吸時間解吸量ml解吸時間解吸量ml191725210182631119274122028513212961422307152381624井下測試人員井下測試時間2、地面常壓瓦斯解吸量地面常壓瓦斯解析在實驗室內(nèi)進行，讀取初值，將解吸玻璃管與煤樣筒連接，開啟閥門開始解吸，當解吸到解吸量小于5ml/min時解吸結(jié)束，得出地面常壓解吸量為W22，W21與W22之和為粉碎前自然瓦斯解吸量W2。3、常壓粉碎解吸量將地面解吸儀解吸玻璃管（1000ml組）充工作液并檢測氣密性，將二次煤樣及時

13、倒入粉碎機料缽壓緊后與地面解吸儀連接，讀取初值開啟粉碎，粉碎至2min左右或解吸量較少時結(jié)束粉碎，讀取終值為粉碎瓦斯解吸含量W3，常壓吸附瓦斯量Wc可在瓦斯壓力為0.1MPa時采用朗格繆爾方程計算得到。最后可得煤層瓦斯含量為井下瓦斯解吸量、地面常壓瓦斯解吸量、粉碎瓦斯解吸量、常壓吸附瓦斯量和損失瓦斯量之和，即：W=W1+W2+W3+WC。表3 煤層瓦斯含量測定結(jié)果表序號取樣地點取樣時間W1W2W3WCW3 煤層透氣性系數(shù)測定煤層透氣性表示煤層瓦斯流動的難易程度，是衡量煤層瓦斯預抽難易程度的重要指標。3.1 測定原理我國井下直接測定煤層透氣性系數(shù)方法是中國礦業(yè)大學法徑向不穩(wěn)定流動理論。徑向流量法

14、測定煤層透氣性系數(shù)是以瓦斯在煤層中徑向流動理論為基礎(chǔ)而得出的煤層透氣性系數(shù)測定和計算方法，其基本假設(shè)為： 在鉆孔瓦斯流動范圍內(nèi)，煤層均質(zhì)且各向同性； 鉆孔垂直煤層（至少偏斜角不超過30°）貫穿煤層，在瓦斯流動場內(nèi)煤厚不變； 煤層頂?shù)装宀宦馇也缓型咚梗?打開鉆孔之前，孔內(nèi)瓦斯壓力為原始瓦斯壓力，打開后則始終保持大氣壓力； 瓦斯在煤層中的流動為等溫過程，且溫度等于煤層溫度； 瓦斯在煤層中的流動服從達西定律。 據(jù)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)和鉆孔瓦斯涌出規(guī)律，采用下述公式對煤層透氣性進行試算和驗算：A= qr0/(P02-P12)， B= 4tP01.5/(r02)F0=10-21 = A1.61

15、B（1/1.64）F0=110 = A1.39B（1/2.56）F0=10102 = 1.1A1.25B（1/4）F0=102103 = 1.83A1.14B（1/7.3）F0=103105 = 2.1A1.11B（1/9）F0=105107 = 3.14A1.07B（1/14.4）式中：F0時間準數(shù)，F(xiàn)0=B； 煤層的透氣性系數(shù)，m2/(MPa2·d)； P0煤層中的原始瓦斯壓力，MPa； P1測量時鉆孔中的瓦斯壓力，一般為0.1MPa； r0鉆孔半徑，m； q排放時間為t時，鉆孔單位面積煤壁上的瓦斯涌出量m3/(m2.d)，q= Q/(2r0L)； Q排放時間為t時， 鉆孔的瓦斯

16、流量，m3/d； L鉆孔見煤長度，一般取煤厚，m； t打開閥門后的時間，d； 煤層瓦斯含量系數(shù)，m3/(m3.MPa0.5)，；W煤層瓦斯含量，m3/m3；P確定煤層瓦斯含量時的瓦斯壓力，MPa。由于計算透氣性系數(shù)公式式子較多，須采用試算法來確定選取的計算式。即先選用其中任一個式子計算出值，然后將算出的值代人公式，校驗F0是否在選用公式的適用范圍內(nèi)。如在試用范圍，則選式正確，算出的值即為煤層透氣性系數(shù)；如不在適用范圍，則需重新選公式計算值，更新校驗F0值是否在選用公式的適用范圍內(nèi)。3.2 測定方法鉆孔徑向流量法測定煤層透氣性系數(shù)的具體做法是：首先垂直煤層打一貫穿煤層的鉆孔，密封鉆孔并測出煤層原

17、始瓦斯壓力。測完壓力后，打開閥門，使鉆孔內(nèi)壓力降至大氣壓力，測出各個時刻鉆孔自然瓦斯排放量，代入上述有關(guān)公式，求出值。在實際測定中，鉆孔徑向流量法的測定要求在降壓排瓦斯后的幾天內(nèi)進行，盡量延長測定時間，使流動場擴大，測出來的值逐漸穩(wěn)定，最后取其穩(wěn)定值作為測定地點煤層的透氣性值。測定煤層透氣性系數(shù)時應注意以下事項： 打測壓鉆孔時要注意有無噴孔，如有噴孔，應測定噴出煤量，然后折合計算鉆孔直徑； 測定鉆孔瓦斯流量時，可在不同時間多測幾個瓦斯流量值，以便分析煤層透氣性的變化規(guī)律。 鉆孔卸壓后到測定流量長時，鉆孔見煤長度可不取實測值（如鉆孔與煤層面斜交），而取等于煤厚；如時間短，L值可取為鉆孔見煤長度。

18、表4為煤層透氣性系數(shù)測定過程記錄表。表4 煤層透氣性系數(shù)測定記錄表孔號鉆孔參數(shù)時間（年月日時分）鉆孔見煤長度m原始瓦斯壓力P煤層瓦斯含量w上壓力表前瓦斯流量（m3/d）)方位（°）仰（俯）角（°）見煤時間過煤時間時間（距壓力表卸除后）瓦斯流量(m3/d)3.3煤層透氣性系數(shù)計算結(jié)果根據(jù)上述計算公式，在各測試點測定過程中取得的參數(shù)分別代入相應公式進行計算，可得出煤層透氣性系數(shù)。表5 煤層透氣性系數(shù)計算結(jié)果表測定地點煤層煤層透氣性系數(shù)（m2/（MPa2·d）4 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)的測定鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)及透氣性系數(shù)是表示煤層瓦斯流動和瓦斯抽放難易程度的重要指標，根

19、據(jù)其測定結(jié)果，將煤層劃分為3類，如表6所示。表6 煤層瓦斯抽放難易程度表類 別鉆孔流量衰減系數(shù)（d-1）煤層透氣性系數(shù)（m2/MPa2·d）容易抽放<0.003>10可以抽放0.0030.05100.1較難抽放>0.05<0.14.1 測定原理鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)表示鉆孔瓦斯流量隨著時間延續(xù)呈衰減變化關(guān)系，可作為評估開采層預抽瓦斯難易程度的一個指標。其測算方法是：選擇具有代表性的地區(qū)打鉆孔，先測其初始瓦斯流量Q0，經(jīng)過時間t后，再測其瓦斯流量Qt，然后以下式計算之，其衰減趨勢由負指數(shù)方程式結(jié)果表示：式中：100m鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)，d1； q0100m鉆孔初

20、始瓦斯流量，m3/(min.100m)； q1經(jīng)過時間t1的100米孔瓦斯流量，m3/(min.100m)； lnq0、lnq1為q0、q1的自然對數(shù)； e自然對數(shù)底，2.7； t時間，d。式中：v鉆孔瓦斯流動速度，m/min； L孔長，m； r 孔半徑，m； 瓦斯流量，由微風表測定，m3/min。4.2 測定方法為了測定鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)，利用測定瓦斯壓力的鉆孔，在測壓鉆孔封孔后上壓力表前，進行鉆孔瓦斯涌出量的測定。表7 鉆孔瓦斯流量測定結(jié)果表測定時間測定地點煤層鉆孔流量L/min卸表時間一次二次三次表8 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)計算結(jié)果表測定地點煤層煤層透氣性系數(shù)（m2/（MPa2·

21、;d）鉆孔流量衰減系數(shù)d-15 煤的破壞類型測定煤的破壞類型的劃分如表9所示：表9 煤的破壞類型分類表10 煤的破壞類型測定結(jié)果表觀測測點煤的破壞類型6 煤的堅固性系數(shù)測定煤的堅固性系數(shù)測定按照煤和巖石物理力學性質(zhì)測定方法 第12部分：煤的堅固性系數(shù)測定方法（GB/T 23561.12-2010）執(zhí)行。6.1 儀器設(shè)備搗碎筒，計量筒，分樣篩（孔徑20mm、30mm和0.5mm各1個），天平（最大稱量1000g，感量0.5g），小錘、漏斗、容器。6.2 煤樣制取 沿新暴露的煤層厚度的上、中、下部各采取塊度為10cm左右的煤樣兩塊。當在地面打鉆取樣時應沿煤層厚度的上、中、下部各采取塊度為l0cm的

22、煤樣兩塊。煤樣采出后應及時用塑料袋或塑料紙及膠帶包裹密封，使其保持自然含水狀態(tài)； 煤樣要附有標簽，注明采樣地點、層位、時間等； 在煤樣攜帶、運送過程中不應摔碰，不應產(chǎn)生人為摩擦； 把煤樣用小錘碎制成2030mm的小塊，用孔徑20或30mm的篩子篩選出介于2030mm的煤塊； 稱取制備好的試樣50g為一份，每5份為一組，共稱取3組。6.3 測定步驟 將搗碎筒放置在水泥地板或2cm厚的鐵板上，放入試樣一份，將2.4kg重錘提高到600mm高度，使其自由落下沖擊試樣，每份沖擊3次，把5份搗碎后的試樣裝在同一容器中； 把每組（5份）搗碎后的試樣一起倒入孔徑0.5mm分樣篩中篩分，篩至不再漏下煤粉為止；

23、 把篩下的粉末用漏斗裝入計量筒內(nèi)，輕輕敲打使之密實，然后輕輕插入具有刻度的活塞尺與筒內(nèi)粉末面接觸。在計量筒口相平處讀取數(shù)l（即粉末在計量筒內(nèi)實際測量高度，讀至毫米）。 當l30mm時，沖擊次數(shù)n，即可定為3次，按以上步驟繼續(xù)進行其他各組的測定。 當l<30mm時，第一組試樣作廢，每份試樣沖擊次數(shù)n改為5次，按以上步驟進行沖擊、篩分和測量，仍以每5份作一組，測定煤粉高度l。6.4 數(shù)據(jù)計算煤的堅固性系數(shù)按下式計算：f=20n/l式中： f堅固性系數(shù)；n每份試樣沖擊次數(shù)，次； l每組試樣篩下煤粉的計量高度，mm。測定平行樣3組（每組5份），取其算數(shù)平均值，計算結(jié)果取2位有效數(shù)字。表11 煤的

24、堅固性系數(shù)測定記錄表煤樣 編號煤種 類別試樣 編號沖擊次數(shù)n計量桶度數(shù)l/mm堅固性系數(shù)ff的平均值備注7 瓦斯放散初速度測定瓦斯放散初速度指標p是表示煤的放散瓦斯的能力。p所反映的是煤在常壓下吸附瓦斯的能力和放散瓦斯的速度，是反映煤層突出區(qū)域危險性的一種單項指標。瓦斯放散初速度的測定采用撫順煤科院生產(chǎn)的WT-1型瓦斯擴散速度測定儀進行，按照煤的瓦斯放散初速度（p）測定方法（AQ 1080-2009）執(zhí)行。7.1 儀器設(shè)備WT-1型瓦斯擴散速度測定儀，真空泵，甲烷瓶（濃度大于95%），分樣篩（孔徑0.2、0.25mm各一個），天平（最大稱量250g，感量0.5g），小錘，漏斗。7.2 煤樣制取

25、 在煤層新暴露面上采取煤樣250g，地面打鉆取樣時取新鮮煤芯250g。煤樣要附有標簽，注明采樣地點、層位、采樣時間等。將所采煤樣進行粉碎，篩分出粒度為0.20.25mm的煤樣。每一煤樣取2個試樣，每個試樣重3.5g。7.3 測定步驟 把2個試樣用漏斗分別裝入p測定儀的2個試樣瓶中； 啟動真空泵對試樣脫氣1.5h； 脫氣1.5h后關(guān)閉真空泵，將甲烷瓶與試樣瓶連接，充氣（充氣壓力0.1MPa）使煤樣吸附瓦斯l.5h； 關(guān)閉試樣瓶和甲烷瓶閥門，使試樣瓶與甲烷瓶隔離； 開動真空泵對儀器管道死空間進行脫氣，使U型管汞真空計兩端汞面相平； 停止真空泵，關(guān)閉儀器死空間通往真空泵的閥門，打開試樣瓶的閥門，使煤

26、樣瓶與儀器被抽空的空間相連并同時啟動秒表計時，l0s時關(guān)閉閥門，讀出汞柱計兩端汞柱差p1(mm)，45s時再打開閥門，60s時關(guān)閉閥門，再一次讀出汞柱計兩端差p2(mm) 。 前面工作順序同前五步，緊接著停止真空泵，關(guān)閉儀器死空間通往真空泵的閥門，打開試樣瓶的閥門，使煤樣瓶與儀器被抽空的空間相連并同時啟動秒表計時，60s時關(guān)閉閥門，讀出汞柱計兩端汞柱差p1 (mm)即可。7.4 數(shù)據(jù)計算瓦斯放散初速度指標按下式計算：p = p2p1式中：p瓦斯放散初速度，mm； p1l0s關(guān)閉閥門時汞柱計兩端汞柱差，mm；p260s關(guān)閉閥門時汞柱計兩端汞柱差，mm。同一煤樣的兩個試樣測出p值之差不應大于l，否

27、則需要再重新進行測定。表12 瓦斯放散初速度p測定結(jié)果測點煤樣1（mm）煤樣2（mm）平均值（mm）8 煤層瓦斯吸附常數(shù)測定煤體內(nèi)部存在著大量孔隙，具有很大的表面積，因此煤是一種天然吸附劑。瓦斯作為一種吸附質(zhì)，在某一恒定溫度下，吸附量與壓力關(guān)系較好地符合朗格繆爾方程：Q=a·b·P/(1+b·P)式中：Q壓力P下的煤的可燃質(zhì)吸附瓦斯量，cm3/g·r； P瓦斯壓力，MPa； a吸附常數(shù)，當P時，即為煤的可燃質(zhì)飽和吸附量cm3/g·r； b吸附常數(shù)， MPa-1。常數(shù)a、b即為煤的吸附常數(shù)，決定著煤樣在不同壓力下吸附瓦斯量的多少，因此煤的瓦斯吸附

28、常數(shù)是衡量煤吸附瓦斯能力大小的指標。a值的物理意義是當瓦斯壓力趨向無窮大時，煤的可燃質(zhì)極限瓦斯吸附量。煤對瓦斯吸附常數(shù)由重慶煤科院生產(chǎn)的HCA型高壓容量法瓦斯吸附裝置測定。8.1 煤樣制取 采集煤層全層樣品（或分層）的新鮮煤樣，除去矸石，并嚴密封裝。煤樣不得少于23kg，并有五塊以上外徑不小于35mm的煤塊，從采樣運輸?shù)街苽涑蓪嶒灻簶又g的時間不得超過一個月。 實驗煤樣應統(tǒng)一編號。將全部煤樣粉碎到3mm以下，分成兩份。一份粉碎到0.25mm以下，篩取其中0.20.25mm的煤樣約250g作為吸附試驗煤樣。另一份粉碎到0.15mm以下，縮取150250g為工業(yè)分析煤樣，并選取不少于5塊直徑大于3

29、5mm的塊煤作為視密度測定煤樣，余下煤樣分別按GB/T 217、GB/T 211、GB/T 212測定水份（Mad）、灰份（Aad）、揮發(fā)份（Vdaf）和真密度、視密度等。 制備好的煤樣在4550溫度下干燥24h后，冷卻至室溫，置于空氣中干燥后儲存于磨口試樣瓶中，試驗剩余煤樣視需要予以保留12年，以備校對檢查。8.2 測定步驟 稱樣。在電子天平中稱量煤樣50g左右精確到0.0001g。 烘干。將煤樣杯中稱好的煤樣置于真空干燥箱內(nèi)，設(shè)定真空干燥箱溫度為8085，啟動真空泵開始脫氣，當干燥箱內(nèi)的真空度保持在13Pa以下時，使煤樣在恒溫下烘干6h左右取出，立即放入干燥器內(nèi)冷卻保存。 裝罐。烘干并冷卻

30、后的煤樣應仔細裝入有編號的吸附罐內(nèi)，注意不得造成煤樣的拋撒與損失，煤樣裝入吸附罐后要輕敲震平，并在上面鋪蓋一襯有薄層脫脂棉的銅網(wǎng)，以防脫氣或解吸瓦斯時細煤末飛出，旋緊螺釘，用游標卡尺測量罐縫高度，測量時按90度取四個均勻分布的點，記錄四個罐縫高度值H1、 H2、 H3、H4并輸入電腦 “煤樣基本信息”模塊中。將高壓瓦斯氣體充入吸附罐中檢查氣密性。充入瓦斯壓力應高于試驗壓力4MPa以上，將充有高壓瓦斯的吸附罐置于水中，檢查各接頭位置及高壓閥門口、螺釘處均不應有氣泡冒出。 脫氣。將經(jīng)過氣密性檢查之吸附罐緩緩打開高壓閥門，放掉高壓瓦斯后與羅茨真空泵機組、脫氣氣路系統(tǒng)相聯(lián)接。關(guān)閉真空機組的大氣連通閥，

31、依次開啟真空計電源和真空機組，旋轉(zhuǎn)氣路系統(tǒng)的玻璃活塞，然后緩慢打開吸附罐高壓閥門進行脫氣，5分鐘后將吸附罐置于60超級恒溫水浴中。脫氣時間視不同煤樣、煤樣數(shù)量及泵的能力而定，但要求真空度小于4Pa后至少再連續(xù)脫氣4h。脫氣完成后關(guān)閉吸附罐高壓閥門，停止真空機組，并將真空機組與大氣連通，關(guān)閉真空計。 監(jiān)測管理軟件的基本數(shù)據(jù)錄入。將系統(tǒng)軟件的管理信息設(shè)置好后，即可執(zhí)行進入吸附試驗模塊、繼續(xù)執(zhí)行基本信息錄入。 低壓吸附試驗。將吸附罐置于30的恒溫水浴中繼續(xù)脫氣。先用自高壓純瓦斯瓶的減壓閥出口取一定量（約200cm3，氣樣袋應先用純瓦斯反復清洗二次以上）瓦斯后，與低壓吸附量管聯(lián)接，上下移動水準瓶使瓦斯

32、反復清洗量管及連接膠管三次以上，最后用升降器下移水準瓶使量管內(nèi)吸入約150cm3的純瓦斯。關(guān)閉吸附罐高壓閥門，將充入瓦斯的量管和經(jīng)過清洗的連接膠管與經(jīng)過脫氣的吸附罐相連。開啟量管上部活塞使之處于與吸附罐相連通狀態(tài)，移動水準瓶使水準瓶內(nèi)的液面與量管內(nèi)的液面保持一致，記錄量管內(nèi)的液面刻度，此刻度為量管初始體積。然后緩緩打開吸附罐的高壓閥門，此時量管內(nèi)的瓦斯將被吸入吸附罐內(nèi)，注意不斷移動水準瓶使其液面與量管內(nèi)的液面保持一致。低壓吸附之煤樣的吸附速度小于0.5cm3/h時，即可認為達到了吸附平衡。低壓吸附的平衡時間視煤樣的吸附性能而定，一般需要8小時左右。達到平衡后移動水準瓶使水準瓶液面與量管內(nèi)水面一

33、致后，讀取量管內(nèi)液面的刻度，此刻度為量管結(jié)束體積。初始體積與結(jié)束體積之差即為吸附罐自量管內(nèi)吸入的瓦斯氣體體積。同時記錄平衡時的室溫及大氣壓力。把記錄的數(shù)據(jù)添加到專用測試軟件抵押吸附試驗模塊中。 高壓吸附試驗。向完成低壓吸附測定后的吸附罐內(nèi)充入高壓瓦斯，壓力視試驗要求而定，一般不應低于4MPa。高壓吸附試驗部分的瓦斯吸附平衡監(jiān)測，使用配套的數(shù)據(jù)監(jiān)測管理軟件和數(shù)據(jù)采集儀共同完成，當煤樣吸附平衡時自動采集平衡壓力。將低壓吸附平衡后的吸附罐自恒溫槽內(nèi)取出并與高壓吸附量管聯(lián)接。量管內(nèi)的飽和食鹽水液面應處于“0”刻度位置，量管活塞處于接通吸附罐的位置，緩慢開啟吸附罐的高壓閥，并注意傳感器數(shù)值下降情況，壓力值下降約0.50.8MPa時，立即關(guān)閉高壓閥，將吸附罐重新置于恒溫槽內(nèi)平衡。移動水準瓶讀取量管內(nèi)的瓦斯解吸體積，此瓦斯量即為