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词条 瓦斯解吸仪
释义

在井下石门揭煤和采掘工作面打钻,测定煤钻屑瓦斯解吸指标Δh2、K1值,以确定工作面煤与瓦斯突出危险性。

二、原理和构造

该仪器的原理为:在井下不对煤样进行人为脱气和充气的条件下,利用煤钻屑中残存瓦斯压力(瓦斯含量),向一密闭的空间释放(解吸)瓦斯,用该空间体积和压力(以水柱计压差表示)变化来表征煤样解吸出的瓦斯量。

MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪主体为一整块有机玻璃加工而成。仪器构造如图1所示,由水柱计1、解吸室2、煤样瓶3和三通旋塞4、两通旋塞5等组成。仪器外形尺寸为270×120×34mm,重量约为0.8kg。

仪器配备有孔径1mm和3mm分样筛一套,秒表一块,煤样瓶8只。

MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪结构示意图

1-水柱计 2-解吸室 3-煤样瓶 4-三通旋塞 5-两通旋塞

三、仪器主要技术性能

1、煤样粒度:1~3mm;

2、煤样重量:10g;

3、测定指标:Δh2、K1;

4、水柱计测定最大压差:200mm水柱;

5、仪器系统误差:≤±1.46%;

6、仪器精密度:±1mm水柱。

四、测定方法和步骤

1、测定前的必要准备

①给水柱计注水,并将两侧液面调整至零刻度线;

②检查仪器的密封性能。一旦密封失败,需更换新的“O”型密封圈;

③准备好配套装备,如秒表、分样筛等。

2、煤钻屑采样

在石门揭煤工作面打钻时,每打1m煤孔应采煤钻屑样1个。在钻孔进入到预定采样深度时,启动秒表开始计时,当钻屑排出孔口时,用筛子在孔口收入集煤钻屑。经筛分后,取粒度1~3mm(1mm筛上品,3mm筛下品)煤样装入煤样瓶3中。煤样应装至煤样瓶标志线位置(相当于煤样10g)。

采掘工作面打钻时,每2米钻孔采煤钻屑样1个。采样方法和要求与石门揭煤工作面相同。

3、测定操作步骤

①首先打开两通旋塞,然后将已采煤样的煤样瓶迅速放入解吸室2中,拧紧解吸室上盖,打开三通旋塞4,使解吸室与水柱计1和大气均连通,煤样处于暴露状态;

②当煤样暴露时间为3min时,迅速冷子管时针方向旋转三通旋塞捏手,使解吸室与大气隔绝,仅与水柱计连通,开始进行解吸测定,并重新开始计时;

③每隔1min记录下解吸仪水柱计压差,连续测定10min。

五、钻屑解吸指标确定

1、钻屑解吸指标Δh2

钻屑解吸指标为测定开始后第2min末解吸仪水柱计压差读数。该指标无需计算,直接从解吸仪水柱上读取;

2、解吸指标K1值

解吸指标K1值为煤样自煤体脱落暴露后,第1min内每克煤样的累积瓦斯解吸量。按下式计算:

…………………………………(1)

式中:Q——煤样解吸测定开始后,t min时解吸仪实测每克煤样的累积瓦斯解吸量,ml/g;

对MD-2型解吸仪Q由下式计算:

……………………………(2)

0.0821——解吸仪结构常数,ml/mm水柱;

10 ——煤样重量,g;

t ——解吸测定时间,min;

W1 ——解吸测定开始前,煤样在暴露时间内损失瓦斯量,ml/g;

3 ——煤样暴露时间,min。

测定后首先按公式(2)将水柱计读数换算为解吸量Q,然后根据10min解吸测定的10组数据,用作图法或最小二乘法求出K1和W1。

六、指标临界值确定

钻屑解吸指标Δh2、K1的突出危险性临界值应根据各矿煤层的实测资料确定。无实测资料时,可参考下表所列数据。

突出危险性预测钻屑解吸指标临界值

工 作 面
类 别 Δh2
(mm水柱) K1值(ml/min) 突出危险性

f≥0.35 f<0.35

石门揭煤
工 作 面 ≥20 ≥0.8 ≥0.6 突出危险工作面

<20 <0.8 <0.6 突出危胁工作面

采 掘
工 作 面 ≥20 ≥0.7 ≥0.5 突出危险工作面

<20 <0.7 <0.5 突出危胁工作面七、测定注意事项

1、该仪器配备有8只煤样瓶,煤样瓶上刻线位置所标志的煤重量为10g。为精确计算Δh值,可在每一个煤样解吸测定后,用胶塞或纸团将煤样瓶口塞紧,带到地面称量煤样重量(煤样处于自然干燥状态,然后按下式对测定值进行修正。

式中: ——井下解吸仪实测水柱计压差读数,mm水柱;

——修正后解吸仪水柱计压差读数,mm水柱;

G ——称量煤样重量,g。

2、煤样暴露时间为煤钻屑自煤体脱落时起,到开始进行解吸测定的时间。

可由下式计算:

式中: ——煤样暴露时间,min;

——煤钻屑自煤体脱落起到排至钻孔孔口所需的时间,min。

可由下式预计:

L ——取样时钻孔深度,m;

——从孔口取煤钻屑到开始进行解吸测定的时间,min

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更新时间:2025/3/21 17:48:58