[发明专利]煤层原生CO气体含量的测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿山技术领域，尤其涉及一种煤层原生CO气体含量的测定方法。

背景技术

在煤自然发火的预测、预报方面主要采用间接法，通过采集气样分析并与测定的指标性气体比对确定煤自燃的状态。CO(一氧化碳)气体因其浓度大、灵敏度高、产生温度低，是常用且有效的指标性气体。然而，现场实践表明，煤自然发火不是井下CO气体的唯一来源，部分煤层也会赋存吸附一定量的CO气体。因此，某些矿井在开采过程中很可能出现煤没有自燃而出现CO气体超限的现象，对煤自燃状态的判定和矿井的正常生产工作造成影响，频繁的误判更会让现场人员思想上产生麻痹，给矿井火灾防治工作造成更大的隐患。

在矿井火灾防治的研究和现场分析中，以往一般认为煤层CO气体的产生是由于煤层自然发火所引起，从而忽视了煤层赋存吸附CO气体的解吸释放等原因，给煤矿安全生成造成很大威胁。目前，还没有一种专门的煤层原生CO气体测定方法，某些尝试性的测试手段不确定性大、重复性低、效果差，因此有必要采用专门的可靠方法对煤层原生CO气体含量进行准确测定。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤层原生CO气体含量的测定方法，可以准确的对煤层原生CO气体含量进行测定。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种煤层原生CO气体含量的测定方法，该方法包括：

采用湿式钻孔采样法取得煤样，并将煤样装入已检查气密性的全程一体式密闭样品罐中；

装入煤样后，在井下利用该密闭样品罐并使用常压自然解吸脱气法，获得井下CO解吸量；

再利用常压充氮解吸法测定密闭样品罐中的煤样粉碎前后的CO解吸量；

采用气压变化原理校正测定到的井下CO解吸量以及煤样粉碎前后的CO解吸量，再通过煤样暴露时间确定测定过程中CO损失量；

将校正后的井下CO解吸量、煤样粉碎前后的CO解吸量以及CO损失量之和作为煤层原生CO气体含量。

进一步的，所述采用湿式钻孔采样法取得煤样，并将煤样装入已检查气密性的全程一体式密闭样品罐中包括：

在石门或岩石巷道可打穿层钻孔采取煤样，在钻杆钻进的过程中不间断注水；

在新暴露的煤巷中利用煤芯采取器或其他定点取样装置定点采集煤样，并装入已检查气密性的全程一体式密闭样品罐；其中，煤样的粒径不超过密闭样品罐孔径的1/2。

进一步的，所述装入煤样后，在井下利用该密闭样品罐并使用常压自然解吸脱气法，获得井下CO解吸量包括：

采用排水集气法，将CO解吸速度测定仪与该密闭样品罐连接，并由通气口以预设流量持续注入氮气若干时间，并对气体进行收集；

对收集的气体进行自然吸解：每间隔一定时间记录量管读数及测定时间，连续观测预定时间或解吸量小于预定值为止；根据量管读数获得井下CO解吸量。

进一步的，所述利用常压充氮解吸法测定密闭样品罐中的煤样粉碎前后的CO解吸量包括：

在煤样粉碎前后，均在质量流量计控制下采用常压充氮解吸法实现脱气，再采用排水集气法收集气体并采集气样，直到通过色谱仪无法测得气体中含有CO气体为止，从而获得煤样粉碎前后的CO解吸量。

进一步的，所述通过煤样暴露时间确定测定过程中CO损失量包括：

根据煤样暴露时间并结合法或幂指数法确定测定过程中的CO损失量。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，煤样采集过程中采用钻进过程中不断注水的湿式钻孔取样，可以减少采样过程中煤与空气的直接接触及所含气体的损失；并且，测定过程中采用全程一体式密闭样品罐，即在井下采样脱气、煤样破碎前后的常压充氮解吸的过程中都使用同一个密闭样品罐，这样可以减量避免煤样与空气中的氧气相接触，减小误差和错误发生的可能；另外，对煤样的解吸脱气采用常压充氮解吸的方法，可以有效避免外界空气进入密闭样品罐中，氮气的使用一方面进一步保证了煤样不会被氧化，另一方面也有利于煤样中气体的解吸。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种煤层原生CO气体含量的测定方法的流程图。

具体实施方式