煤層瓦斯含量採樣

煤層瓦斯含量採樣

在煤田地質勘探階段,為測定煤層中的瓦斯含量和成分而從鑽孔煤心中採集煤樣的工作。煤層瓦斯含量採樣,目前一般首先將從鑽孔取出的煤心及時裝入密封罐,取出一部分用解吸儀測定煤樣中瓦斯解吸量,分析其隨時間的變化規律。同時,根據煤樣的暴露時間計算採樣過程中損失的瓦斯量。然後,將仍裝有一部分煤樣的密封罐送到實驗室,用這一部分煤樣測定煤心中殘存的瓦斯含量。最後,用解吸瓦斯量(包括解吸量和損失量)與殘存瓦斯量的總和,除以煤心中可燃物質的重量,求出煤層中的瓦斯含量。

沿革

煤層瓦斯含量採樣方法的發展大體分為三個階段。第一階段,即20世紀50年代,主要套用瓦斯真空管取樣。第二階段,即20世紀60年代初,採用煤炭科學研究院撫順研究所在引進蘇聯瓦斯採取器基礎上研製的“撫研65型集氣式瓦斯採取器”。第三階段,即20世紀70年代末,開始採用解吸法測定煤層瓦斯含量。

採樣儀器設備

①密封罐。內徑大於煤心直徑10mm,容積足夠裝400g煤樣,在15標準大氣壓下可保持氣密性。②瓦斯解吸速度測定儀,簡稱解吸儀,量管體積800mm,最小刻度4mm,溫度計刻度0~50℃,分度1℃。③空盒氣壓計,依採樣點當地標高,分別選擇高原型或平原型。④16號胸骨穿刺針頭等。

採樣前準備工作

密封罐在使用前,用清水洗淨,烘乾或風乾,檢查氣密性 (加壓到3~4atm不得有漏氣現象)。解吸儀在使用前,用吸氣球將其量管內水面提升至零刻度點,關閉螺旋夾,放置十分鐘,量管內水面不動方為合格。

煤樣採取方法

使用普通煤心管鑽取煤心,一次取心長度不小於0.4m,煤樣重量需超過250g。在取煤提鑽過程中,向鑽孔反灌沖洗液,並保持沖洗液始終充滿鑽孔。提鑽應連續進行,如因機械故障提鑽中途停頓,在孔深200m以淺,不得超過五分鐘;在200m以深,也不得超過十分鐘。採樣時,應詳細記錄起鑽時間T1、鑽具提至孔口時間T、煤樣裝罐時間T、開始解吸時間T。T與T時間間隔不得超過十分鐘。對於柱狀煤心,取其中含矸少的部分; 對於粉狀及塊狀煤心,要剔除矸石、泥皮及鑽進中研磨燒焦部分。煤樣以自然狀態裝入密封罐(不得用水清洗、不得壓實),罐口保留1cm空隙。

解吸法取樣不適用於嚴重漏水鑽孔、噴瓦斯鑽孔和井下傾斜鑽孔,也不適用於測定岩石瓦斯含量的取樣。

瓦斯解吸速度的測定

用排氣管連線密封罐與解吸儀,從煤樣泄出的瓦斯進入解吸儀量管,用排水集氣法將瓦斯收集在量管內。隨後,每隔一定時間記錄量管刻度讀數及測定的時間,共觀測兩小時(開始觀測的頭一小時內,第一次間隔兩分鐘,以後每隔三五分鐘讀數一次;第二小時內,每隔一二十分鐘讀數一次),測定瓦斯解吸速度。

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