煤层原生co气体含量的测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及矿山技术领域，尤其涉及一种煤层原生C0气体含量的测定方法。
【背景技术】
[0002] 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。C0(-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C0气体的唯一 来源，部分煤层也会赋存吸附一定量的C0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C0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。
[0003] 在矿井火灾防治的研宄和现场分析中，以往一般认为煤层C0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C0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C0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C0气体 含量进行准确测定。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种煤层原生C0气体含量的测定方法，可以准确的对煤层 原生C0气体含量进行测定。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] 一种煤层原生C0气体含量的测定方法，该方法包括：
[0007] 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；
[0008] 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C0 解吸量；
[0009] 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C0解吸量；
[0010] 采用气压变化原理校正测定到的井下C0解吸量以及煤样粉碎前后的C0解吸量， 再通过煤样暴露时间确定测定过程中C0损失量；
[0011] 将校正后的井下C0解吸量、煤样粉碎前后的C0解吸量以及C0损失量之和作为煤 层原生C0气体含量。
[0012] 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：
[0013] 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；
[0014] 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。
[0015] 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：
[0016] 采用排水集气法，将C0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；
[0017] 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C0解吸量。
[0018] 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C0解 吸量包括：
[0019] 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C0气体为止，从而 获得煤样粉碎前后的C0解吸量。
[0020] 进一步的，所述通过煤样暴露时间确定测定过程中C0损失量包括：
[0021] 根据煤样暴露时间并结合V7法或幂指数法确定测定过程中的C0损失量。
[0022] 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】
[0023] 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。
[0024] 图1为本发明实施例提供的一种煤层原生C0气体含量的测定方法的流程图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明的保护范围。
[0026] 实施例
[0027] 图1为本发明实施例提供的一种煤层原生C0气体含量的测定方法的流程图。如 图1所示，该方法主要包括如下步骤：
[0028] 步骤11、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。
[0029] 本发明实施例中，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1/2〇
[0030] 步骤12、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。
[0031] 本发明实施例中，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。
[0032] 步骤13、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。
[0033] 本发明实施例中，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。
[0034] 步骤14、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。
[0035] 本发明实施例中，根据煤样暴露时间并结合V7法或幂指数法确定测定过程中的 CO损失量。
[0036] 步骤15、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。
[0037] 另外，还可以考虑常压不可解吸CO量，即将井下CO解吸量、煤样粉碎前后的CO解 吸量、CO损失量以及常压不可解吸CO量之和作为煤层原生CO气体含量。
[0038] 为了便于理解，下面结合一具体示例对本发明实施例的上述步骤做详细的说明。
[0039] 1、煤样的采集 [0040] 1)采样前准备
[0041] (1)所有用于取样的密闭样品罐在使用前必须进行气密性检测；气密性检测可通 过向密闭样品罐内注空气至表压1. 5MPa以上，关闭后搁置12h，压力不降或将其放入水中 无气泡产生方可使用。
[0042] (2)解吸仪在使用之前，将量管内灌满水，关闭底塞并倒置过来，放置lOmin量管 内水面不下降为合格。
[0043] 2)采集煤样
[0044] (1)采样钻孔布置
[0045] 同一地点至少应布置两个取样钻孔，取样点间距不小于5m。
[0046] (2)采样方式
[0047] 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 新暴露的煤巷中应首选煤芯采取器（简称煤芯管）或其他定点取样装置定点采集煤样。
[0048] (3)采样深度
[0049] 采样深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围，并满足以下要求：在采掘工作面 取样时，采样深度应根据采掘工作面的暴露时间来确定，但不应小于12m;在石门或岩石巷 道采样时，距煤层的垂直距离应视岩性而定，但不应小于5m。
[0050] (4)采样时间
[0051] 采样时间是指用于CO含量测定的煤样从暴露到被装人密闭样品罐密封所用的实 际时间，不应超过20s。
[0052] (5)