DGC瓦斯含量直接測定裝置使用說明書

1、DGC瓦斯含量直接測定裝置 電023-67609528 QQ:475565241 ISO9001:2000認證企業(yè)中煤科工集團重慶研究院產(chǎn)品使用說明書DGC型瓦斯含量直接測定裝置 感謝您選購本產(chǎn)品！為了保證安全并獲得最佳效能，安裝、使用產(chǎn)品前，請詳細閱讀本使用說明書并妥善保管，以備今后參考。12DGC瓦斯含量直接測定裝置 電023-67609528 QQ:475565241 執(zhí)行標準： Q/MKC 355-2010 版 本 號： 3.2 出版日期： 2012.12目 錄1 概述12 產(chǎn)品性能13 工作原理34 安裝、使用及操作35 故障分析與

2、排除（見表1）106 運輸、貯存107 開箱及檢查11附錄A12附錄B13附錄C14附錄D181 概述DGC型瓦斯含量直接測定裝置（以下簡稱含量裝置）是一套實驗室結合井下使用的成套測定設備。由井下測定裝置和地面測定裝置組成，分為井下取芯與井下解吸系統(tǒng)、地面瓦斯解吸系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、煤樣粉碎解吸系統(tǒng)、水份測定系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，是目前精度最高、速度最快的煤層瓦斯含量（W）及可解吸瓦斯含量（Wa）測定設備，屬國家“十五”等多項科技攻關研發(fā)的國內(nèi)獨有專利技術，獲得2009年度中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學技術一等獎。該裝置具有測定工程量小、操作簡單、維護量小、使用安全等特點，依據(jù)GB/T23250煤層瓦斯含量井

3、下直接測定方法設計制造。產(chǎn)品型號的組成及代表意義如下：本產(chǎn)品井下測定裝置不存在直接對煤礦井下危險爆炸性氣體的安全威脅的電器設備。2 產(chǎn)品性能2.1 適用條件工作環(huán)境溫度（） 038工作相對濕度（） 95大氣壓力（kPa） 75134取芯管：適用于煤質(zhì)較硬且有一定角度上向孔煤層。在無破壞金屬絕緣和無干擾氣體的環(huán)境中。不適用于嚴重漏水鉆孔、瓦斯噴出鉆孔及巖芯瓦斯含量測定。2.2 主要技術指標2.2.1測定時間：<24h2.2.2井下取芯與井下解吸系統(tǒng)（1）取芯管取芯管直徑：73mm取芯深度：>30m取芯鉆孔傾角：>12°（2）井下解吸系統(tǒng)井下解吸管量程：800ml井下解

4、吸最小刻度：2ml空盒氣壓表：a.高原型（50102KPa）、b.平原型（80106KPa）、c.井下型（92134KPa）空盒氣壓表型號根據(jù)煤礦井下使用環(huán)境的實際大氣壓力選配。2.2.3地面瓦斯解吸系統(tǒng)電源：220V解吸管最小刻度：5ml解吸管有效量程：1000ml/根、1500ml/根解吸管誤差：1000ml：±5ml；1500ml：±10ml微型真空泵抽氣速率：3L/min 電子溫度計：050電子氣壓表：750hPa1340hPa2.2.4稱重系統(tǒng)最大稱量 2000g靈 敏 度 0.1g電源電壓 220v2.2.5煤樣粉碎解吸系統(tǒng)裝料粒徑：25mm出料粒徑：(40-1

5、80)目工作電源：220V，50HZ一次裝料量：500g/缽粉碎時間：(0-5)min電機功率：0.75kW2.2.6水份測定系統(tǒng)最大荷載： 50g分度值： 5mg最小樣本量：0.5g水份測定準確度：0.32.2.7數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件運行環(huán)境：本軟件運行系統(tǒng)為windows XP、win7 系統(tǒng)；軟件主要功能：用戶管理、瓦斯含量W值計算、殘存瓦斯含量Wc計算、瓦斯壓力換算、輸出報表和幫助。3 工作原理該測定裝置將煤層瓦斯含量分為：瓦斯損失量W1、常壓瓦斯解吸量W2、粉碎瓦斯解吸量W3和殘存瓦斯量Wc。通過向煤層施工取芯鉆孔，用井下取芯系統(tǒng)將煤芯從煤層深部取出，及時封入煤樣筒中；井下進行煤樣瓦斯解

6、吸速度測定以及損失時間的記錄，依據(jù)解吸規(guī)律進行瓦斯損失量W1的計算；把裝有煤樣的煤樣筒帶到實驗室進行常壓解吸，測量從煤樣筒中釋放出的瓦斯量W21, 與井下測量的瓦斯解吸量W22計算煤芯瓦斯解吸量W2；稱量煤樣總重后稱取二次煤樣進行常壓粉碎解吸，并以此計算粉碎瓦斯解吸量W3；則可解吸瓦斯含量Wa為：WaW1W2W3。采用朗格繆爾公式計算殘存瓦斯量Wc，則可得出煤層瓦斯含量W= Wa+Wc。4 安裝、使用及操作4.1 含量裝置安裝本套設備的安裝主要為地面實驗室的建設，地面實驗室需要面積為20m2左右的地面平房，內(nèi)部需經(jīng)過簡單裝修，配有空調(diào)或暖氣、水池、兩個高度為0.8m和一個高度為0.4m的鐵質(zhì)或

7、固定試驗平臺。配備220V和380V電源。因粉碎機工作過程產(chǎn)生一定的噪音，實驗室應遠離生活區(qū)或辦公區(qū)并配備相應的勞動保護用品。本套設備安裝即實驗室的建設需專人指導下進行，下面以一組解吸玻璃管的安裝為例進行說明，如圖1所示。（1）結構介紹。玻璃管：解吸玻璃管用于排液法進行氣體體積測定，一組包含兩根，分別為帶氣嘴玻璃管和不帶氣嘴玻璃管，帶氣嘴玻璃管的氣嘴為進氣嘴，并聯(lián)使用，用于增加解吸玻璃管量程。每根玻璃管上部有帶兩個氣嘴的玻璃活塞，分別為氣嘴1、氣嘴2、氣嘴3和氣嘴4。微型真空泵：微型真空泵用于排氣吸液，將工作液吸入解吸玻璃管內(nèi)。密封容器：密封容器為煤樣筒或粉碎機。（2）解吸玻璃管之間以及玻璃管

8、和微型真空泵之間的連接。用乳膠管將解吸玻璃管氣嘴2和氣嘴3連接、解吸玻璃管氣嘴4與微型真空泵吸氣嘴1連接、乳膠管與微型真空泵排氣嘴2連接。（3）玻璃管與密封容器的連接。將密封容器的出氣嘴與解吸玻璃管進氣嘴連接。 （a） （b）圖1 地面瓦斯解吸系統(tǒng)管路連接示意圖4.2 含量裝置使用本實驗室的使用需配備專人，要求為實驗室需配備專職人員一名，井下除打鉆人員外還需配備取芯人員2名，并且實驗前仔細閱讀各種實驗設備的說明書，掌握各種設備的使用方法及注意事項并且實驗室操作人員要進行培訓。含量裝置的使用流程如圖2所示。圖2 含量裝置使用流程圖4.3 含量裝置的操作4.3.1井下取芯及解吸系統(tǒng)操作4.3.1.

9、1下井前的準備工作井下取芯系統(tǒng)除打鉆工人外要配備至少2名人員，1人操作1人記錄；取芯系統(tǒng)主要為取芯管和井下解吸系統(tǒng)操作規(guī)程中的儀器及物品，下井前要進行清點以防遺漏。需將充氣后的密封裝置浸入清水中檢查氣密性。鉆機及鉆桿配套性：取芯方式分為巷幫取樣和迎頭走向取樣。采用取芯管取樣時：取芯管包括單層取芯管、雙層采煤管兩種型號；根據(jù)取芯管尺寸先施工預定深度的鉆孔，鉆孔直徑由取芯管外徑確定，如采用普通取芯管（外徑73mm）可施工直徑為90mm的鉆孔，可用于順煤層和穿層取樣。4.3.1.2井下準備工作到達取芯目的地后在鉆機調(diào)整或開孔過程中要準備好井下解吸系統(tǒng)，在煤樣取出前做好以下的準備工作：首先將井下解吸儀

10、底塞打開灌水至適當刻度（“0”刻度或以下附近），放入密封墊圈后擰緊底塞。在井下解吸儀灌水過程務必注意防止密封墊圈丟失；灌水時要底座口朝上，待灌水完畢并上緊底塞（手持底座進行底塞的旋緊）后要立即倒置井下解吸儀，使底座朝下并觀察井下解吸儀內(nèi)液面是否下降，若無下降則密封良好，若液面下降則檢查底塞是否加密封墊圈以及旋緊底塞。解吸儀灌水完畢將其懸掛并檢漏后，用乳膠管一端連接解吸儀進氣嘴（長度較長的氣嘴），出液嘴（長度較短氣嘴）待煤樣筒裝入煤樣后連接煤樣筒出氣嘴，讀取液面初值并記錄。打開煤樣筒蓋，準備煤樣的裝入；打開煤樣筒蓋上閥門檢查出氣嘴是否有堵塞現(xiàn)象，并將煤樣筒閥門始終處于開啟狀態(tài)，與“O”型密封圈一

11、起放置一旁以便隨時取用。打開礦用大氣壓力表蓋讓其暴露在空氣中，待讀數(shù)穩(wěn)定后讀取大氣壓力(KPa)和溫度計讀數(shù)()。井下解吸裝置連接圖如圖3所示。1管體；2進氣嘴；3出液嘴；4灌水通道；5底塞；6煤樣筒；7連接膠管；8吊耳圖3 井下解吸裝置連接圖4.3.1.3取芯管取樣取芯鉆孔先用開孔鉆頭施工，采用濕式鉆進；當鉆進到預定深度后退出鉆桿換用取芯管進行取芯；取芯過程水（風）量大小可根據(jù)煤層軟硬情況進行調(diào)整。取芯管送達孔底后，調(diào)整鉆進參數(shù)，進行取樣鉆進，同時用秒表記錄起鉆時間；鉆進至取芯管裝滿為止，記錄鉆進結果時間；快速退出取芯管，將所取煤樣進行適當分選，選取中間段、塊度較大煤樣裝進煤樣筒，并用秒表記

12、錄煤樣筒密封時間，取樣工作結束；之后進行下一輪取芯作業(yè)。仔細做好以下記錄：取芯時間、取芯位置、取芯位置埋深、取芯人員、鉆機及鉆頭型號、開孔時間及位置、開孔高度、開孔傾角及方位角、煤樣粒度大小、煤層厚度、取芯深度、鉆機鉆進到預定深度時停鉆時間、取芯開始時間、取芯結束時間、鉆桿退出鉆孔時間和開始解吸時間。4.3.1.4煤樣封裝及井下解吸煤樣取出后快速封入煤樣筒，封入煤樣筒煤樣選取粒徑較大且質(zhì)量大于500g，然后將煤樣筒出氣嘴用乳膠管與井下解吸儀連接。煤樣筒與井下解吸儀連接前準確讀初值，井下解吸儀液面（凹液面）刻度并作記錄作為初始刻度，連接瞬間待氣體涌出后迅速讀取液面刻度并打開秒表計時。然后每一分鐘

13、讀取液面刻度一次，直至30min結束。若解吸過程中解吸瓦斯體積達到井下解吸儀最大量程85%時，關閉煤樣筒閥門重新給井下解吸儀灌水后再開啟煤樣筒閥門按照操作步驟繼續(xù)解吸，并將換水時間內(nèi)的累加解吸量平均分配到換水時間上或開著煤樣筒閥門將達到井下解吸儀最大量程85%前一分鐘的量向后累加灌水所用時間解吸量后按操作步驟繼續(xù)解吸；井下解吸瓦斯量數(shù)據(jù)用以推算瓦斯損失量W1；井下解吸結束后解吸儀讀數(shù)終值與初始刻度讀數(shù)之差即為井下瓦斯解吸量W21。所讀讀數(shù)務必做好記錄填入相應已準備的表格。解吸完畢后關閉煤樣筒閥門，并放入清水中進行煤樣筒氣密性檢測，若出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象則該樣作廢，若無漏氣現(xiàn)象則放置一旁，待升井時一同帶

14、入實驗室。4.3.1.5多組煤樣的采取與解吸重復上述取樣與解吸操作進行下一次的取樣解吸；待全部取樣結束后收好工具放好升井。在升井或地面運輸過程中嚴禁煤樣筒相互撞擊，以免筒蓋或閥門松動漏氣！4.3.1.6注意事項盡可能地減少取樣時間；如實反映打鉆過程中的噴孔、頂鉆、排粉等情況；本次井下解吸系統(tǒng)操作過程中一定要注意煤樣筒的氣密性和井下解吸儀的防漏水性；煤樣筒在升井到達實驗室直至實驗室解吸開始過程中一定確保閥門處于關閉狀態(tài)；正確使用每個儀器，防止儀器損壞或丟失。4.3.2地面瓦斯解吸系統(tǒng)操作4.3.2.1.地面解吸系統(tǒng)組成地面解吸系統(tǒng)建立在地面實驗室內(nèi)，包括地面瓦斯解吸儀、煤樣筒和工具等。4.3.2

15、.2.來樣登記井下取芯與解吸人員升井后立即把裝有煤樣的煤樣筒帶入實驗室進行地面瓦斯解吸，并記錄到達實驗室和開始地面解吸的時間。4.3.2.3解吸前準備工作地面解吸裝置包括兩組解吸玻璃管（詳見4.1），并配有甲基橙（指示劑）的工作液；將煤樣筒出氣嘴連接到地面瓦斯解吸測量管（1500ml/根）上，開啟地面解吸裝置背光燈管，操作玻璃管操作手柄到吸水排氣檔，按動真空泵啟動按鈕進行排氣吸水，當液面到達適當位置（根據(jù)瓦斯解吸量確定）時停止，密切注視玻璃管內(nèi)液面情況，嚴禁將工作液吸入膠管和微型真空泵中，調(diào)節(jié)解吸管操作手柄到隔絕真空泵連通狀態(tài)，使解吸管處于密封狀態(tài)。解吸管密封性檢測：在打開煤樣筒閥門解吸開始前

16、觀察液面下降情況，若在1min內(nèi)玻璃量管內(nèi)液面無下降則氣密性良好，若存在要及時排除方可進行瓦斯解吸。4.3.2.4實驗室常壓解吸在確認調(diào)試完好后，緩慢打開煤樣筒閥門，隔一定時間間隔讀取一次瓦斯的解吸量，時間間隔的長短取決于解吸速度；并注意觀察解吸累計量的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)異常及時處理，或報廢。當單根解吸玻璃管內(nèi)液面低于1300ml時，關閉煤樣筒閥門進行換水，并重復上述操作步驟，直至5分鐘內(nèi)無瓦斯氣泡冒出為止（約40min）。記錄周圍環(huán)境的溫度、大氣壓力及測試人員等。測量結束后，記錄釋放出的瓦斯量W22，W22與井下瓦斯解吸量W21之和換算為標準狀況下單位質(zhì)量瓦斯體積即為常壓解吸瓦斯含量W2；解吸完

17、畢后轉(zhuǎn)入煤樣稱重操作系統(tǒng)。注意：當煤樣筒內(nèi)瓦斯解吸量較少，且井下溫度高于地面實驗室溫度時，容易產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象（地面解吸儀水槽內(nèi)的水通過膠管吸入煤樣筒），地面解吸時應密切注視解吸情況，防止工作液倒吸入煤樣筒內(nèi)。若存在倒吸現(xiàn)象則該樣解吸結束，進入下一步操作。4.3.2.5多組煤樣的解吸若有多組待解吸煤樣，可依次按照4.3.2.34.3.2.4進行解吸，直至全部解吸結束。4.3.3稱量系統(tǒng)4.3.3.1稱量系統(tǒng)組成稱量系統(tǒng)包括電子天平、大煤樣盆、小煤樣盆、煤樣勺等。4.3.3.2煤樣總重稱量電子天平使用見其說明書。將上述常壓解吸結束后的煤樣從煤樣筒倒入大煤樣盆，將矸石、水等非煤物質(zhì)剔除后進行煤樣總重G

18、稱量，并做好相關記錄。4.3.3.3粉碎二次煤樣稱量從煤樣盆中取兩份相等量的二次煤樣，記錄二次煤樣重量G2，煤樣的質(zhì)量一般取100200g（當煤樣是水煤樣時，存在粉碎過程中泥狀煤樣堵塞氣嘴現(xiàn)象，該情況下應減少粉碎煤樣量或?qū)庾爝M行相應處理。），選擇整芯或較大塊的煤樣，確保二次煤樣和全煤樣有相同的特性。若兩份二次煤樣測試結果相差30%以上，則再取第三份二次煤樣。若煤樣粒度較大（粒徑大于26mm），則用鐵錘在破碎試驗臺上粉碎到較小顆粒(最大粒度不超過26mm)后進行粉碎。測量每份二次煤樣的質(zhì)量G2后，逐份將煤樣裝入粉碎機料缽中粉碎解吸。4.3.4 煤樣粉碎解吸系統(tǒng)操作4.3.4.1系統(tǒng)組成及連接粉

19、碎系統(tǒng)包括振動臺、料缽、沖擊塊和工具。粉碎機電源控制建議使用空氣開關進行控制，防止存在短路損壞設備；粉碎機需進行地線接地并檢查電機轉(zhuǎn)動方向；嚴禁粉碎機電機反轉(zhuǎn)，嚴禁開蓋作業(yè)，嚴禁料缽未壓緊作業(yè)；4.3.4.2常壓粉碎解吸連接解吸玻璃量管（1000ml/根），其操作與地面解吸系統(tǒng)中解吸玻璃量管操作相同，檢查氣路部分的氣密性，保證氣路系統(tǒng)和料缽、蓋三者之間不漏氣。解吸玻璃量管氣密性按照4.3.2.3中檢測。粉碎機料缽氣密性檢測：料缽卡緊后將氣嘴與圖1中解吸玻璃管氣嘴1連接，將解吸玻璃管充水后處于工作狀態(tài)，將解吸玻璃管氣嘴1處于進氣放水狀態(tài)，待量管穩(wěn)定后若1min內(nèi)液面下降小于10ml則氣密性良好。

20、將稱量好的二次煤樣放入料缽內(nèi)，蓋好帶有密封圈的蓋子，并壓緊密封嚴實。將粉碎機定時器定時為35min，運行時觀測兩份粉碎煤樣的解吸瓦斯量體積W31或W32，當單根解吸玻璃管內(nèi)液面低于850ml時要重新排氣吸水后繼續(xù)測定。若兩份同質(zhì)量的煤樣瓦斯解吸量W31和W32相差小于30%，則取其平均值作為粉碎解吸瓦斯含量W3并作記錄；若二者相差大于30%，則要重新稱取第三份二次煤樣進行粉碎。煤粒在粉碎機粉碎35min左右，待粉碎至1min中瓦斯解吸量小于10ml時為止。粉碎結束后，將料缽內(nèi)煤樣倒出并用棉花將料缽和滑塊擦拭干凈，重復上述步驟進行另一份煤樣的粉碎，直至全部煤樣粉碎結束。在粉碎起始階段粉碎解吸瓦斯

21、量較大，容易將粉碎后的煤粉帶入地面解吸儀中，造成清洗困難，因此采用過濾器進行過濾。4.3.4.3煤樣保存將未粉碎煤樣、粉碎后的兩次煤樣分別裝入煤樣袋，并填寫標簽一同放入煤樣袋保存；標簽所填內(nèi)容包括：取芯時間、取芯地點、取芯深度、煤樣總重、粉碎二次煤樣重量及其粉碎解吸量等。4.3.4.4注意事項：粉碎機在使用過程中操作人員需配備必要的勞保設備，如耳塞等。切勿長時間粉碎！連續(xù)進行多份煤樣粉碎時應采取降溫措施（如水洗等）進行料缽及滑塊的冷卻，以免因溫度過高影響測定結果。二次煤樣應及時粉碎；粉碎機要采取固定和減震措施；操作過程要防止碰撞，避免設備損壞。一天內(nèi)同一個料缽的連續(xù)使用次數(shù)應控制在10次以內(nèi)，

22、且料缽使用壽命有限，若煤樣過多可采購多個料缽輪換使用。4.3.5 水份測定儀操作水份測定儀的操作說明詳見其使用說明書。4.3.6 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)操作規(guī)程數(shù)據(jù)處理采用“DGC型瓦斯含量直接測定裝置計算軟件”進行處理。該處理軟件采用硬件進行加密，因此運行計算軟件時要配合加密狗進行使用，軟件界面及功能如圖4所示。（1）軟件的安裝：將安裝光盤插入光驅(qū)，雙擊后打開，按照安裝要求進行安裝。安裝結束后插入加密狗雙擊運算主程序即可進入數(shù)據(jù)處理界面。（2）軟件主要功能：基本信息錄入、Wa值計算、壓力P計算、查詢、報表設置和系統(tǒng)幫助等。圖4 DGC型瓦斯含量直接測定裝置計算軟件（3）數(shù)據(jù)計算：進入W值計算數(shù)據(jù)輸入界

23、面，按照之前所記錄數(shù)據(jù)把兩個附表的實驗記錄表格數(shù)據(jù)填入計算程序并進行點擊計算。對照記錄數(shù)據(jù)確認無誤后，計算結束，做好數(shù)據(jù)保存工作。（4）注意事項：煤的破壞類型根據(jù)所取煤樣的塊度：棒狀、大塊、大小塊、碎塊和粉狀分別對應選擇、和；表中所填井下30min內(nèi)的瓦斯解吸量為累加解吸量。5 故障分析與排除（見表1）表1 常見故障及處理方法故障現(xiàn)象原因分析排除方法備 注井下取芯過程取芯管鉆進速度明顯變慢鉆頭磨鈍更換新的鉆頭煤樣筒漏氣“O”型密封圈錯位或斷裂校正密封圈位置或更換新密封圈關閉地面解吸儀通氣閥門后液面有下降現(xiàn)象粉碎機蓋或煤樣筒蓋未壓緊、解吸玻璃管手柄閥門未旋到正確位置、玻璃管塞子未涂密封油脂、乳膠

24、管聯(lián)接不牢固、未將手柄處于工作狀態(tài)擰緊粉碎機或煤樣筒蓋、檢查玻璃管手柄所處位置使其處于關閉狀態(tài)、將玻璃管塞子涂抹真空油脂、檢查乳膠管聯(lián)接處使其牢固粉碎機運轉(zhuǎn)不正?；蛴挟惓Ｂ曧懙葏⒄辗鬯闄C使用說明書所述常見故障及處理方法進行排除粉碎機料缽易于損壞使用過于頻繁可采購多個輪換使用6 運輸、貯存運輸過程中應避免強烈振動沖擊，運輸車船應遮蓬，轉(zhuǎn)運途中應在室內(nèi)貯存。精密儀器應存放于無腐蝕性氣體及通風良好、干燥的室內(nèi)倉庫。大氣壓力表嚴禁航空運輸！7 開箱及檢查a）開箱注意事項開箱后請按照說明書所列附件清點產(chǎn)品。b）隨產(chǎn)品文件及附件產(chǎn)品使用說明書相應的附件見發(fā)貨清單附錄A井下采樣及煤樣中氣體解吸速度測定記錄井下采樣記錄 煤樣編號采樣日期 年 月 日采樣地點 取樣形式：取芯 引射取樣采樣罐號 采樣深度開始退（停）鉆時間日 時