瓦斯参数测定(3)

5 瓦斯参数测试方法
— 停止真空泵，关闭仪器死空间通往真空泵的阀门，打开试样瓶的阀门，使煤样瓶与仪器被抽空的死空间相连并同时启动秒表计时，10s时关闭阀门，读出汞柱计两端汞柱差pl(mm)，45s时再打开阀门，60s时关闭阀门，再一次读出汞柱计两端差p2(mm) 。
(5) 瓦斯放散初速度计算：

— 瓦斯放散初速度指标按下式计算： ?p ?

p2 ? p1

— 同一煤样的两个试样测出△p值之差不应大于1，否则需要重新进行测定。

5 瓦斯参数测试方法
? 5.5 煤的坚固性系数f值测定
(1) 在煤层的上、下部各采集直径为100mm煤两块，重量约1.5～ 2.0kg，用塑料袋密封，作好标记送实验室。 (2) 将井下煤样用手工破碎成20～30mm粒度的煤样，分成50g一份，每5份为一组(250g)，共需3组(750g)。 (3) 将每份煤样放入捣碎筒内后，把2.4kg的重锤提高到600mm高度并使之自由落体，每份煤样落锤冲击3次。 (4) 每组煤样捣碎后，经过筛分，把粒度为0.5mm以下的粉煤倒

入计量筒内，轻轻敲打使之密实，插入具有刻度的活塞尺，量出粉煤高度(即粉末在计量桶内的实际高度，读至毫米)。

5 瓦斯参数测试方法
当l >30mm 时，冲击次数n，即为3次，按以上步骤继续进行其它各组测定；当l ≤30mm时，第一组试样做废，每份试样冲击次数n改为5次，按以上步骤进行冲击、筛分和测量，仍以5份作为一组，测定煤粉高度。 ⑤ 按下式计算每组煤的坚固性系数f值:
20

90 ￠66

175 600

160

式中 f——为煤的坚固性系数； n——每份试样的冲击次数，次； l——每组试样筛下粉煤计量高度，m； ⑥ 3组煤所测f值的算术平均值即为测定地点煤样的坚固性系数。

￠76

￠23

f 值测筒及落锤

5 瓦斯参数测试方法
? 5.6 煤层透气性系数测定
煤是一种多孔介质，在一定的压力梯度下，气体和液体可以在煤体中流动。煤层透气性是煤层对瓦斯流动的阻力，通常用透气性系数来表示。透气性系数越大，瓦斯在煤层中流动越容易。

煤层透气性系数λ在我国普遍用的单位是m2/MPa2.d。
物理意义：在1米长的煤体上，当压力平方差为1 MPa2时，通过1m2煤层断面，每日流过的瓦斯立方米数。1m2/MPa2.d 相当于0.025mD(毫达西)。

5 瓦斯参数测试方法
K计算公式(径向稳定流)

0.2 ? PaQL K? 2 2 F(P1 -P2 )
式中 K-----煤样的透气性系数，D(达西)； μ----在试验温度条件下，瓦斯的绝对粘度，10-3Pa· S；

P1、P2----煤样瓦斯入口和出口端的瓦斯压力，Mpa；
Pa-------大气压力，0.1Mp； Q--------瓦斯流量，cm3/s；

L--------煤样长度，cm；
F--------煤样断面积，cm2；

5 瓦斯参数测试方法
测定方法 (1)打钻测定煤层瓦斯压力。

(2)卸压测定钻孔瓦斯流量。
(3)测定煤层瓦斯含量系数。

(4)煤层透气性系数计算方法(径向非稳定流)
中国矿业大学在实验室用相似模拟试验方法进行试

验，并以相似准数表达了试验的结果。

5 瓦斯参数测试方法
径向不稳定流计算公式 A Y= F0 =B? ? 4 ? p1.5 qr1 0 A= 2 2 , B= p 0 -p1 ar12
F0=10-2～1， λ=A1.61B0.61
P0--煤层原始绝对瓦斯压力(表压力加0.1)，Mpa P1--钻孔中的瓦斯压力，一般为0.1Mpa；

λ--煤层的透气性系数，m2/Mpa2.d；
r1--钻孔半径，m； q---在排放时间为t时，钻孔煤壁单位面积的瓦斯流量，m3/m2· d；
q= Q 2? r1L

F0=1～10， λ=A1.39B0.39
F0=10～102 λ=1.1A1.25B0.25 F0=102～103， λ=1.83A1.14B0.137 F0 =103～105， λ=2.1A1.11B0.111 F0=105～107， λ=3.14A1.07B0.07

Q--时间t时测出的钻孔流量，m3/t； L--钻孔见煤长度，一般为煤层厚度，m； t--从钻孔卸压到测定钻孔瓦斯流量时间，d；

a--煤层瓦斯含量系数，

m3

1

m3 ?Mpa 2

a=X/ p

X--煤的瓦斯含量，m3/m3； P--确定煤瓦斯含量时的瓦斯压力，Mpa；

5

瓦斯参数测试方法
注意事项
(1) 打测压钻孔时要注意有无喷孔，如有喷孔，应测定喷出的煤量，然后折合计算孔径； (2) 测定钻孔瓦斯流量时，可在不同时间多测几个瓦斯流量值，以便分析距钻孔不同距离煤体透气性的变化规律； (3) 卸压后到测定流量时间长时，钻孔见长度可不取实测值(如钻孔与煤层面斜交)，而取等于煤厚；如时间短，则L值可取为钻孔见煤长度。

5 瓦斯参数测试方法
? 5.6 其它瓦斯参数测定 1.吸附常数a.b值
井下取样，送实验室做等温吸附测定。

2.孔隙率
井下采样，送实验室测定(真密度、视密度)

3.煤比表面积
1g煤所拥有的表面积，井下采样，送实验室测定

4.煤的瓦斯解吸速度
吸附平衡煤样卸压后，瓦斯吸附量与时间变化关系呈幂指数关系。