直接法瓦斯含量测定结果准确性实验研究

李成武¹，王义林¹，王其江^1,2，高鑫¹

1. 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院2. 山东煤矿安全监察局

摘 要：直接法测瓦斯含量是煤层瓦斯含量测定的重要方法,对井下瓦斯含量快速测定具有非常重要的作用。在该方法中,损失量计算的准确与否对瓦斯含量测定的准确性具有较大影响。为了探讨该方法的准确性,模拟了煤矿井下直接法测瓦斯含量的测试条件,设计了煤的瓦斯解吸实验。依据现行的直接法测定瓦斯含量的国家标准进行了实验测试,设置了不同的瓦斯吸附压力来改变瓦斯含量,设置了不同的煤样暴露时间来改变瓦斯解吸的损失量。实验采用通用的煤瓦斯吸附解吸实验系统,取用山西凤凰山矿9号原煤,将其粉碎为5种粒度后均匀混合,分别进行了不同压力、不同煤样暴露时间的解吸实验。根据实验数据,采用国家标准规定的方法进行了损失量计算。计算结果表明,国家标准规定的损失量计算方法具有较大的误差,误差原因为:在煤的瓦斯解吸过程中,瓦斯解吸速度随时间变化其规律性并不一致,而单一的■规律或幂函数规律对解吸速度的变化考虑的并不全面。通过损失量计算及误差分析结果,结合瓦斯分子微观解吸扩散过程进行分析,将直接法测含量中瓦斯解吸过程分为3个阶段,分别是:符合线性规律的初期高速释放阶段、符合■规律的中期快速解吸阶段、符合幂函数规律的后期缓速放散阶段,并给出了不同阶段对应的解吸量与解吸时间的数学表达式。

关键词：瓦斯解吸规律;损失量;■规律;幂函数规律;分段模型;瓦斯压力;暴露时间;