瓦斯採取器

瓦斯採取器

煤田地質勘探鑽孔中採取煤心及所含瓦斯,以便測定煤層瓦斯含量及瓦斯成分的專用取樣工具。

介紹

在編制詳查和精查地質報告時,要提供煤層瓦斯資料,作為礦區規劃、礦井開採設計和制訂通風安全技術措施的依據,而在勘探階段要獲得煤層瓦斯資料只能依靠鑽孔瓦斯採樣。1958年,中國撫順煤炭研究所(今煤炭科學研究總院撫順分院前身)在蘇聯阿列克辛闊取煤器(簡稱阿氏雙管)的基礎上,研製成功(58)型集氣式瓦斯採取器,並在各煤田地質勘探隊推廣使用。後來,一些勘探隊將該採取器集氣室的結構移植到其它類型的取煤器上,從而形成多種型式的瓦斯採取器。由於集氣式瓦斯採取器存在操作麻煩、密封性差、送樣不便等缺點,1978年撫順煤炭研究所在103煤田地質勘探隊試驗、推廣了一種以測量煤層瓦斯解吸速度為基礎的確定煤層瓦斯含量的新方法,簡稱解吸法。該方法具有所用儀器設備簡單、採樣成功率高、送樣方便、測定成果穩定可靠等優點,被全國煤田地質勘探隊廣泛採用。

集氣式瓦斯採取器

在雙管單動煤心採取器內管的上部增加一個集氣室構成。其使用方法是,①將組裝好的內管和集氣室倒立放置(鑽頭朝上),並灌滿鹽水,排盡其中的空氣,以保證所采瓦斯樣的代表性;②先在內管和內鑽頭之間安放隔膜,把內管口封閉,再裝好外管,然後將全套鑽具緩慢下入孔內;③開始鑽進後,煤心把隔膜頂破進入內管,並逐漸把內管中的鹽水擠入集氣室,由煤心中泄出的瓦斯也隨鹽水一起進入集氣室,瓦斯集聚在集氣室的上部,多餘的鹽水由集氣室下部的排水口排出;④鑽煤回次結束後,將瓦斯採取器提出孔外,迅速取出內管和集氣室並用堵頭將兩端封好,運往化驗室進行瓦斯測定。

煤層瓦斯含量解吸測定法

①鑽孔見煤後,用普通取煤器採取煤心,提出孔口後,立即從所採煤心中選擇有代表性的含瓦斯煤樣裝入密封罐,在現場用解吸測定儀測定煤樣瓦斯解吸量及其在兩小時內隨時間的變化,即測出瓦斯解吸速度,結合煤樣暴露的時間,推算出採樣過程中損失的瓦斯量。

②將裝有煤樣的密封罐送到化驗室,經煤樣粉碎前脫氣和粉碎後脫氣兩步,測出煤樣中殘留的瓦斯量。採樣過程中損失的瓦斯量與煤樣在密封罐內進行解吸速度測定時泄出的瓦斯量之和,為解吸瓦斯量,再加上殘留的瓦斯量,即為煤樣的總瓦斯量。將具體條件下測定的煤樣總瓦斯量換算為標準狀況下的瓦斯體積,並除以煤樣的可燃質質量,即為每克可燃質中含有的瓦斯量。這種方法的關鍵是損失瓦斯量的推算。其理論依據是:煤樣中的瓦斯,在常溫、常壓下自由泄出的體積,在開始的一定時間內與煤樣暴露時間的平方根成正比。利用瓦斯解吸儀測出煤樣瓦斯解吸量的變化並繪出曲線 (橫坐標為時間的平方根)之後,將開始的直線性較好的一段往前延伸,結合實測的煤樣暴露時間,即可推算出損失瓦斯量。這裡,煤樣的暴露時間是指從開始提升鑽具到煤樣裝罐密封為止,由於在孔內的一段時間不是常溫、常壓狀況,因而按實際時間的1/2計算。損失瓦斯量的推算,為用普通煤心採取器採取含瓦斯煤心創造了前提條件,從而使瓦斯採樣操作大為簡化。送化驗室的煤樣裝在體積小、重量輕的密封罐內,這比送內管和集氣室輕便得多。

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