[發(fā)明專利]利用掘進(jìn)面瓦斯涌出參數(shù)反演的煤體瓦斯含量測(cè)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010289215.1
• 申請(qǐng)日: 2010-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN101975075A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒云龍;文光才;孫東玲;趙旭生;張慶華;韓文驥;鄧敢博;崔俊飛;唐韓英;覃木廣;談國(guó)文;寧小亮;李向東;宋志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院
• 主分類號(hào): E21F7/00
• 分類號(hào): E21F7/00;E21B49/00
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 謝殿武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦安全技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)一種利用掘進(jìn)面瓦斯涌出參數(shù)反演的煤體瓦斯含量測(cè)定方法。

背景技術(shù)

煤體瓦斯含量的測(cè)定工作是當(dāng)前煤礦安全生產(chǎn)中主要測(cè)定參數(shù)，是礦井巷道布置、通風(fēng)設(shè)計(jì)、抽采設(shè)計(jì)以及區(qū)域突出危險(xiǎn)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。

當(dāng)前瓦斯含量測(cè)定方法主要有間接測(cè)定法和直接測(cè)定法兩種。

間接法測(cè)定測(cè)定瓦斯含量是根據(jù)煤層實(shí)測(cè)瓦斯壓力和實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的煤層吸附常數(shù)值以及工業(yè)分析結(jié)果，并運(yùn)用朗格繆爾方程計(jì)算煤體瓦斯含量。即：

X=VpT0Tp0ξ+abp(1+bp)en(t0-t)·1(1+0.31W)·100-A-W100---(1)]]>

式中A、W——煤中的灰分和水分，％

a、b——煤的吸附常數(shù)；

t、t₀——煤層與實(shí)驗(yàn)溫度，℃；

p、p₀——煤層瓦斯絕對(duì)壓力與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣壓力，Mpa；

V——煤的空隙容積，m³/t；

n——系數(shù)，n＝0.02/(0.993+0.07p)；

ξ——瓦斯壓縮系數(shù)。

間接法測(cè)定煤體瓦斯含量的關(guān)鍵在于井下煤層瓦斯壓力的準(zhǔn)確測(cè)定，其可以有效的測(cè)定游離瓦斯。也正是這一技術(shù)特點(diǎn)，為我們測(cè)定煤體瓦斯含量帶來了眾多的不便。其主要不足在于：

①瓦斯壓力測(cè)量工藝極其復(fù)雜。瓦斯壓力測(cè)點(diǎn)的選擇布置、封孔工藝、各漏氣環(huán)節(jié)的處理等都是極為困難的，無論哪個(gè)環(huán)節(jié)處理的不慎均可導(dǎo)致測(cè)壓結(jié)果失效或不可靠。

②瓦斯壓力測(cè)量周期過長(zhǎng)。無論是主動(dòng)測(cè)壓法還是被動(dòng)測(cè)壓法，其測(cè)壓時(shí)間均在半個(gè)月以上，測(cè)定周期較長(zhǎng)。并且其測(cè)量?jī)x器在井下得不到有效的維護(hù)，影響了測(cè)量結(jié)果的可靠性。這些都不能滿足生產(chǎn)礦井對(duì)瓦斯含量測(cè)定的要求。

③測(cè)量成本太高。間接法測(cè)定煤體瓦斯含量還需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試分析，工程量極大、成本較高，不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)性的需要。

直接法測(cè)定瓦斯含量是通過取鉆粉或鉆芯來測(cè)定煤體在常壓下的可解吸瓦斯量Q₁再加上煤體再常壓下的不可解吸瓦斯量Q₂與取芯瓦斯損失量Q₃計(jì)算得到的。即：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃????????????????(2)

直接法測(cè)定煤體瓦斯含量，在很大程度上彌補(bǔ)了瓦斯含量間接測(cè)定方法的不足。為我們?cè)跍y(cè)定瓦斯含量提供了一定的便捷。但是，這種依靠鉆孔取芯來測(cè)量煤體的瓦斯含量也在存在一定的不足。

①工藝繁瑣。瓦斯含量直接測(cè)定技術(shù)的工藝雖然相對(duì)于間接法測(cè)瓦斯含量已經(jīng)有很大的改進(jìn)，但是其工藝依然繁瑣。無論是取芯還是瓦斯的解吸都在一定程度上影響了測(cè)定煤體瓦斯含量的速度，不利于利用瓦斯含量來進(jìn)行煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性的連續(xù)預(yù)測(cè)。