[发明专利]通过解吸率快速确定煤层瓦斯含量的方法

说明书

通过解吸率快速确定煤层瓦斯含量的方法，包括以下步骤：a、现场取样；b、现场解吸测试；c、解吸率测定；d、计算可解吸瓦斯量；e、计算煤样原始瓦斯含量。本发明能够准确方便的获得煤层原始瓦斯含量。此方法避免了解吸模型推算误差导致的瓦斯含量测定误差，且不需要进行残存量测定，所需设备简单，方法更为方便。在相同地质单元，煤层煤样构造破坏、工业分析等条件一致时，可不需要重复测定吸附平衡压力p1下解吸率，更为便捷。

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯治理、煤层气资源勘探、开采的理论和应用研究技术领域，尤其涉及通过解吸率快速确定煤层瓦斯含量的方法。

背景技术

煤层瓦斯含量主要测试方法有直接测定方法和间接测定方法。其中，间接测定方法是利用瓦斯含量与其它参数之间关系推算瓦斯含量。最为常用的是利用瓦斯含量公式及测得的瓦斯压力进行推算，但是瓦斯压力测定周期较长，且测定准确性一直是个难题。直接测定方法多是利用钻孔取样，将瓦斯含量分为取样过程中瓦斯损失量、现场解吸量和残存量三个部分。这种方法受限于瓦斯损失量由解吸模型推算而来，受解吸模型适用性影响，且需要有专业设备进行残存量测定。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种通过解吸率快速确定煤层瓦斯含量的方法，该方法便于操作、测定数值快捷准确。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：通过解吸率快速确定煤层瓦斯含量的方法，包括以下步骤：

a、现场取样；

b、现场解吸测试；

c、解吸率测定；

d、计算可解吸瓦斯量；

e、计算煤样原始瓦斯含量。

步骤a和b的具体过程为：在需要测定煤层瓦斯含量的地点进行钻孔取样，在钻孔钻至煤层时开始计时，称重后装入带有压力表的煤样罐中，然后进行现场解吸测试，记录现场解吸测试开始进行时的时间为t1,开始瓦斯解吸测定后，记录时间点t2，同时记录t1至t2时间段内煤样的瓦斯解吸量。

步骤c的具体过程为：将煤样罐放于与煤层温度相同的恒温水浴中进行吸附平衡，记录平衡压力为p1，然后打开煤样罐测定并记录在t1、t2时刻煤样的瓦斯解吸量、。

步骤d的具体过程为：根据瓦斯含量方程计算煤样在吸附平衡压力p1下煤层瓦斯含量和标准大气压p0下煤层瓦斯含量，

（1）

式中：p为瓦斯压力，MPa；p0为标准大气压力，0.1MPa；a为吸附常数，表明煤的最大吸附量，m³/t；b为吸附常数，MPa-¹；W为煤样水分，%；A为煤样灰分，%；为煤样孔隙率，%；为煤样假密度，t/m³；

p1替换公式（1）中的p，从而可得到吸附平衡压力p1下可解吸瓦斯量，式中 为瓦斯含量，mL/g；为煤样吸附平衡压力，MPa。

步骤e的具体过程为：

（1）先计算吸附平衡压力p1下解吸率

通过下式可得t1、t2时刻解吸率n1、n2

（2）

（3）

（2）现场解吸煤样解吸率

根据不同瓦斯压力下煤样解吸率与时间关系一致的原理，可得现场解吸煤样在t1、t2时刻解吸率同样为n1、n2；

（3）现场解吸煤样瓦斯含量计算

现场解吸煤样的瓦斯含量可通过下式计算：