[发明专利]测定岩石瓦斯含量的装置及其方法

说明书

本发明涉及测定岩石瓦斯含量的装置及其方法，属于瓦斯含量测定设备技术领域，装置包括设有四个阀口的主阀门以及与主阀门的四个阀口分别连通的充气罐、量筒、压力室和真空泵；在连接主阀门与充气罐之间的管路上设有第一阀门；在连接主阀门与量筒之间的管路上设有第二阀门；在连接主阀门与压力室之间的管路上设有第三阀门；在连接主阀门与真空泵之间的管路上设有第四阀门。本发明通过将由岩样制备的试样放入压力室内加压至井下岩石的地应力，然后对压力室抽真空，再向压力室充入瓦斯气体至压力达到井下瓦斯压力时，测定试样内的瓦斯含量，然后根据试样内的瓦斯含量与试样的质量之比，反推岩石的瓦斯含量。

技术领域

本发明属于瓦斯含量测定设备技术领域，涉及测定岩石瓦斯含量的装置及其方法。

背景技术

瓦斯是煤体伴生的气态地质体，因其具有流动性，所以使得瓦斯在煤层及围岩中赋存并不均匀。在长期的地质运动中，煤层中的大量瓦斯会逸散到其他地层及大气中。煤层不但是瓦斯生气层，也是瓦斯储集层。一般情况下，岩石内不含有瓦斯，但在灰岩等岩层裂隙非常发育、具有一定厚度的情况下，这些岩层也会储存大量瓦斯，成为瓦斯的储集层。当采掘活动扰动这些岩层时，储存在岩层中的瓦斯就会大量涌向采掘空间，造成瓦斯异常涌出。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供测定岩石瓦斯含量的装置及其方法，通过在主阀门的四个阀口分别设置充气罐、量筒、压力室、真空泵，为岩石瓦斯含量的测定提供了一种测定装置。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

测定岩石瓦斯含量的装置，包括设有四个阀口的主阀门以及与主阀门的四个阀口分别连通的充气罐、量筒、压力室和真空泵；所述量筒的底部插入装有液体的容器中且与其连通，所述量筒的顶部通过管路与主阀门连通，所述容器与空气连通；在连接所述主阀门与所述充气罐之间的管路上设有第一阀门；在连接所述主阀门与所述量筒之间的管路上设有第二阀门；在连接所述主阀门与所述压力室之间的管路上设有第三阀门；在连接所述主阀门与所述真空泵之间的管路上设有第四阀门；所述充气罐设有第一压力表和第一温度表；所述压力室设有第二压力表和第二温度表。

可选地，还包括与所述充气罐连通的气源装置。

可选地，在连接主阀门与压力室之间的管路上还设有第三压力表。

可选地，所述压力室的顶部设置有加压装置。

一种用于测定岩石瓦斯含量的方法，应用上述装置，包括以下步骤：通过将由岩样制备的试样放入压力室内加压至井下岩石的地应力，然后对压力室抽真空，最后充入瓦斯气体保证试样与气体充分混合，当压力室的压力达到井下瓦斯压力时，测定试样内的瓦斯含量，然后根据试样内的瓦斯含量与试样的质量之比，反推岩石的瓦斯含量。

可选地，包括以下步骤：钻孔取岩样，测量井下岩石的地应力P_G和井下瓦斯压力P；用所取的岩样制作质量为m的试样；测定装置中公用管路的标准体积V_p、充气罐的标准体积V_r、压力室的标准体积V_c；将试样放入压力室，然后对压力室加压至P_G，再对压力室抽真空，最后利用气体压力为P₁的充气罐向压力室充入瓦斯至压力室的压力达到井下瓦斯压力P，再记录充气罐的压力P₂、充气罐的温度t₀和压力室的温度t₁；由气体状态方程推导出试样中的气体体积ΔV；反推岩石的瓦斯含量

其中，ΔV＝V_t-V_f，

V_S为压力室的自由体积，单位为cm³；

V_t为充入压力室的瓦斯体积，单位为cm³；