[發明專利]通過解吸率快速確定煤層瓦斯含量的方法

有效

• 申請號: 201810284290.5
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108458951B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 安豐華;陳向軍;袁宇;袁軍偉;王林;王立國;陳立偉;陳海棟
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N7/16
• 分類號: G01N7/16;G01N1/08
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

通過解吸率快速確定煤層瓦斯含量的方法，包括以下步驟：a、現場取樣；b、現場解吸測試；c、解吸率測定；d、計算可解吸瓦斯量；e、計算煤樣原始瓦斯含量。本發明能夠準確方便的獲得煤層原始瓦斯含量。此方法避免了解吸模型推算誤差導致的瓦斯含量測定誤差，且不需要進行殘存量測定，所需設備簡單，方法更為方便。在相同地質單元，煤層煤樣構造破壞、工業分析等條件一致時，可不需要重復測定吸附平衡壓力p1下解吸率，更為便捷。

技術領域

本發明屬于煤礦瓦斯治理、煤層氣資源勘探、開采的理論和應用研究技術領域，尤其涉及通過解吸率快速確定煤層瓦斯含量的方法。

背景技術

煤層瓦斯含量主要測試方法有直接測定方法和間接測定方法。其中，間接測定方法是利用瓦斯含量與其它參數之間關系推算瓦斯含量。最為常用的是利用瓦斯含量公式及測得的瓦斯壓力進行推算，但是瓦斯壓力測定周期較長，且測定準確性一直是個難題。直接測定方法多是利用鉆孔取樣，將瓦斯含量分為取樣過程中瓦斯損失量、現場解吸量和殘存量三個部分。這種方法受限于瓦斯損失量由解吸模型推算而來，受解吸模型適用性影響，且需要有專業設備進行殘存量測定。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種通過解吸率快速確定煤層瓦斯含量的方法，該方法便于操作、測定數值快捷準確。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：通過解吸率快速確定煤層瓦斯含量的方法，包括以下步驟：

a、現場取樣；

b、現場解吸測試；

c、解吸率測定；

d、計算可解吸瓦斯量；

e、計算煤樣原始瓦斯含量。

步驟a和b的具體過程為：在需要測定煤層瓦斯含量的地點進行鉆孔取樣，在鉆孔鉆至煤層時開始計時，稱重后裝入帶有壓力表的煤樣罐中，然后進行現場解吸測試，記錄現場解吸測試開始進行時的時間為t1,開始瓦斯解吸測定后，記錄時間點t2，同時記錄t1至t2時間段內煤樣的瓦斯解吸量。

步驟c的具體過程為：將煤樣罐放于與煤層溫度相同的恒溫水浴中進行吸附平衡，記錄平衡壓力為p1，然后打開煤樣罐測定并記錄在t1、t2時刻煤樣的瓦斯解吸量、。

步驟d的具體過程為：根據瓦斯含量方程計算煤樣在吸附平衡壓力p1下煤層瓦斯含量和標準大氣壓p0下煤層瓦斯含量，

（1）

式中：p為瓦斯壓力，MPa；p0為標準大氣壓力，0.1MPa；a為吸附常數，表明煤的最大吸附量，m³/t；b為吸附常數，MPa-¹；W為煤樣水分，%；A為煤樣灰分，%；為煤樣孔隙率，%；為煤樣假密度，t/m³；

p1替換公式（1）中的p，從而可得到吸附平衡壓力p1下可解吸瓦斯量，式中 為瓦斯含量，mL/g；為煤樣吸附平衡壓力，MPa。

步驟e的具體過程為：

（1）先計算吸附平衡壓力p1下解吸率

通過下式可得t1、t2時刻解吸率n1、n2

（2）

（3）

（2）現場解吸煤樣解吸率

根據不同瓦斯壓力下煤樣解吸率與時間關系一致的原理，可得現場解吸煤樣在t1、t2時刻解吸率同樣為n1、n2；

（3）現場解吸煤樣瓦斯含量計算

現場解吸煤樣的瓦斯含量可通過下式計算：