[发明专利]利用掘进面瓦斯涌出参数反演的煤体瓦斯含量测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿安全技术领域，具体设计一种利用掘进面瓦斯涌出参数反演的煤体瓦斯含量测定方法。

背景技术

煤体瓦斯含量的测定工作是当前煤矿安全生产中主要测定参数，是矿井巷道布置、通风设计、抽采设计以及区域突出危险预测的基础。

当前瓦斯含量测定方法主要有间接测定法和直接测定法两种。

间接法测定测定瓦斯含量是根据煤层实测瓦斯压力和实验室测定的煤层吸附常数值以及工业分析结果，并运用朗格缪尔方程计算煤体瓦斯含量。即：

X=VpT0Tp0ξ+abp(1+bp)en(t0-t)·1(1+0.31W)·100-A-W100---(1)]]>

式中A、W——煤中的灰分和水分，％

a、b——煤的吸附常数；

t、t₀——煤层与实验温度，℃；

p、p₀——煤层瓦斯绝对压力与标准状态下的空气压力，Mpa；

V——煤的空隙容积，m³/t；

n——系数，n＝0.02/(0.993+0.07p)；

ξ——瓦斯压缩系数。

间接法测定煤体瓦斯含量的关键在于井下煤层瓦斯压力的准确测定，其可以有效的测定游离瓦斯。也正是这一技术特点，为我们测定煤体瓦斯含量带来了众多的不便。其主要不足在于：

①瓦斯压力测量工艺极其复杂。瓦斯压力测点的选择布置、封孔工艺、各漏气环节的处理等都是极为困难的，无论哪个环节处理的不慎均可导致测压结果失效或不可靠。

②瓦斯压力测量周期过长。无论是主动测压法还是被动测压法，其测压时间均在半个月以上，测定周期较长。并且其测量仪器在井下得不到有效的维护，影响了测量结果的可靠性。这些都不能满足生产矿井对瓦斯含量测定的要求。

③测量成本太高。间接法测定煤体瓦斯含量还需进行实验室测试分析，工程量极大、成本较高，不能适应经济性的需要。

直接法测定瓦斯含量是通过取钻粉或钻芯来测定煤体在常压下的可解吸瓦斯量Q₁再加上煤体再常压下的不可解吸瓦斯量Q₂与取芯瓦斯损失量Q₃计算得到的。即：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃                (2)

直接法测定煤体瓦斯含量，在很大程度上弥补了瓦斯含量间接测定方法的不足。为我们在测定瓦斯含量提供了一定的便捷。但是，这种依靠钻孔取芯来测量煤体的瓦斯含量也在存在一定的不足。

①工艺繁琐。瓦斯含量直接测定技术的工艺虽然相对于间接法测瓦斯含量已经有很大的改进，但是其工艺依然繁琐。无论是取芯还是瓦斯的解吸都在一定程度上影响了测定煤体瓦斯含量的速度，不利于利用瓦斯含量来进行煤与瓦斯突出的危险性的连续预测。