[發明專利]煤層可解吸瓦斯含量的直接快速測定方法

有效

• 申請號: 200610095077.7
• 申請日: 2006-08-30
• 公開（公告）號: CN101135621A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 胡千庭;文光才;鄒銀輝;趙旭生;張慶華;李秋林;康建寧;呂貴春;雷紅艷;吳教錕;馮康武
• 申請（專利權）人: 煤炭科學研究總院重慶分院
• 主分類號: G01N7/14
• 分類號: G01N7/14;G01N1/08;G01N1/28;G06F19/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所
• 代理人: 徐先祿

技術領域

本發明涉及煤層可解吸瓦斯含量的直接快速測定方法。

背景技術

煤層瓦斯是造成煤與瓦斯突出、瓦斯異常涌出以及瓦斯爆炸等重大瓦斯災害的主導因素，準確撐握煤層瓦斯的賦存分布規律是防治瓦斯突出和治理瓦斯的前提，故煤層瓦斯含量的快速準確測定至關重要。

通常，煤層原始瓦斯含量的測定方法主要有兩種，即間接法和直接法。國內外最常用的煤層瓦斯含量間接測定法是根據現場實測煤層原始瓦斯壓力，實驗室測定煤的吸附常數及進行工業分析等，用通用公式計算出煤層瓦斯含量。間接法測定煤層瓦斯含量也是目前普遍采用的方法，但間接法測定需在煤礦井下實測煤層原始瓦斯壓力，煤層原始瓦斯壓力測定工藝較復雜，測點的選擇布置、封孔工藝、各漏氣環節的處理等都有嚴格的技術要求，無論那個環節處理不慎均可導致測壓結果失效或不可靠，例如測定煤層原始瓦斯壓力測點選擇應避開地質構造帶、采掘巷道影響帶等，針對具體煤層而言不可能布置大量或較多測點進行測量，不能大面積整體準確掌握煤層瓦斯賦存情況；其次，間接法測定時需要一定的巷道、鉆孔和封孔工程，需要特殊的封孔材料及專用封孔裝備等，測定工程量較大，同時還需進行大量的實驗室工作測定煤的吸附常數及進行工業分析等，測定成本較高；再次，間接法測定周期較長，一般為20～45天左右，對生產可能造成一定的影響，不利于現場應用。另外，間接法現場測定工藝復雜、并且還有大量的實驗室工作，多數煤礦不具備該方面的技術人員和設備，只能由專業的科研院所進行測定，故掌握礦井瓦斯賦存規律測點布置不可能很多，遠遠不能夠適應當前開采深度加大，瓦斯涌出量異常的局面。

近年來一些國家一直在研究探索其它的煤層瓦斯含量測定方法，如中國的煤炭科學研究總院重慶分院等多家科研單位分別研究了多種補償模式及其適用條件，主要采用地質勘探期間地面鉆孔取煤芯或在井下直接取煤粉測定煤層瓦斯含量，但因其補償時間和補償模型存在問題導致其測定值偏小，沒有在煤礦生產過程中得到普遍應用。

通常，瓦斯含量包括常壓可解吸瓦斯含量和常壓不可解吸瓦斯含量(即常壓吸附殘存量)，前人的研究無論是間接法或直接法測定的煤層瓦斯含量均是以上兩部分含量之和。通常，煤礦企業測定煤層瓦斯含量主要用于突出危險性評價和礦井瓦斯涌出量預測等，而煤層常壓可解吸瓦斯含量才真正反應煤層的突出危險性、煤層可解吸瓦斯含量才真正決定礦井煤層瓦斯涌出量的大小，常壓不可解吸瓦斯含量對瓦斯突出或瓦斯涌出基本沒有影響，由于煤質不同常壓不可解吸瓦斯含量有很大差異，有時采用常壓不可解吸瓦斯含量預測反而會起到相反的作用，導致預測瓦斯涌出量的較大誤差或預測突出危險的誤判，故測定煤層可解吸瓦斯含量對預測突出危險性及預測瓦斯涌出量更有意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種煤層可解吸瓦斯含量的直接快速測定方法，該方法能直接快速地測定和計算出煤層可解吸瓦斯含量，為礦井瓦斯治理提供準確的依據，可用于煤層突出危險性工作面及區域預測、預抽瓦斯效果評價以及礦井煤層瓦斯涌出量預測等。

本發明所指的“煤層可解吸瓦斯含量”是指單位質量的煤在20℃和一個大氣壓下直接測定和計算出的煤層自然解吸瓦斯含量，不包括常壓不可解吸瓦斯含量(即不包括“常壓吸附殘存量”)，單位為m³/t，其表達基準為原煤基。

可解吸瓦斯含量(Q_m)的值等于“瓦斯損失量”(Q₁)、“煤芯瓦斯解吸量”(Q₂)、“粉碎瓦斯解吸量”(Q₃)三者之和。

“瓦斯損失量”(Q₁)是指單位質量的煤芯從原始位置開始脫離煤體到被裝入煤樣筒之前這段時間內，在鉆孔和巷道中所解吸出的瓦斯量。通過鉆孔將煤芯從煤層深部取出，及時放入煤樣筒中密封，然后，在井下測量煤樣筒中煤芯的瓦斯解吸速度及瓦斯解吸量，并以此來計算煤芯裝入煤樣筒密封之前的瓦斯損失量。

“煤芯瓦斯解吸量”(Q₂)是指煤芯從裝入煤樣筒開始到被粉碎之前，所解吸出的瓦斯量。將煤樣筒帶到地面實驗室，然后，測量從煤樣筒中的煤芯釋放出瓦斯量，與井下測得的瓦斯解吸量一起計算出煤芯瓦斯解吸量。

“粉碎瓦斯解吸量”(Q₃)是指在一個大氣壓力下，煤芯在粉碎過程中和粉碎后一段時間內所解吸出的瓦斯量。將煤樣筒中的部分煤芯裝入密封的粉碎裝置中加以粉碎，測量在粉碎過程中及粉碎后一段時間(約15min)內所解吸出瓦斯量(粉碎時間由煤芯硬度而定)，并以此為基準計算出全煤芯在粉碎后的瓦斯解吸量。