本实用新型涉及煤层瓦斯基础参数测定技术领域，特别是涉及一种煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪。
背景技术：
煤层瓦斯基础参数是一切矿井瓦斯防治和煤层气开发工作的基础，煤层瓦斯含量和压力作为两个最重要的煤层瓦斯基础参数，可直接用于煤矿井下区域和局部突出危险性预测、区域防突措施效果检验，同时可用于突出和高瓦斯煤层采掘工作面(包括石门、井筒揭煤工作面等)瓦斯抽采达标评判。国内外大量学者关于煤与瓦斯突出机理的研究表明，煤层瓦斯压力是煤与瓦斯突出启动和发展的直接动力，其对煤矿井下突出预测和防治工作有着直接的指导作用。
目前的煤层瓦斯含量直接测定依据《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》(GB/T 23250-2009)，一般需要48h以上的时间方可获得测定结果，这显然难以满足现代化高效矿井瓦斯治理工作的需要。
由于煤层瓦斯压力的井下直接测定存在操作复杂、测试周期长、对现场条件要求高、容易受人为因素影响等因素制约，往往难以快速获得准确的煤层瓦斯压力值，因此，通过直接测试煤层瓦斯含量等指标间接获得煤层瓦斯压力符合现场采掘工作面突出预测的需求，是未来发展的趋势。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪，解决目前难以对煤矿井下煤层瓦斯含量和压力进行精确高效测定的问题。
本实用新型提供一种煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪，煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪包括主机和煤样罐，主机包括测定管路、流量传感器、显示屏、键盘、电池、充电数据共用串口和控制器，测定管路上设置流量传感器，测定管路的一端经传送管路连接煤样罐，控制器信号连接流量传感器、显示屏、键盘和充电数据共用串口，电池电连接充电数据共用串口。
进一步的，测定管路包括第一测定管路和第二测定管路，流量传感器包括第一流量传感器和第二流量传感器，第一流量传感器的量程小于第二流量传感器的量程，第一测定管路上设置第一流量传感器，第二测定管路上设置第二流量传感器，第一测定管路的一端或者第二测定管路的一端经传送管路连接煤样罐，控制器信号连接第一流量传感器、第二流量传感器。
进一步的，煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪还包括标准筛，标准筛由第一筛子和第二筛子组成，第一筛子的筛孔小于第二筛子的筛孔。
进一步的，第一筛子的筛孔为1mm，第二筛子的筛孔为3mm。
进一步的，充电数据共用串口信号连接有打印机。
与现有技术相比，本实用新型的煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪具有以下特点和优点：
本实用新型的煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪，操作方便，实用性强，只需要筛取1至3mm的煤样50g，在煤矿井下现场10min内即可精确测定煤层瓦斯压力P和煤层真实瓦斯含量W，大大缩短了煤层瓦斯压力P、煤层真实瓦斯含量W的测定周期，革新了传统的煤层瓦斯压力和含量的测定原理及方法；可快速直接用于区域突出危险性预测及区域防突措施效果检验，可快速进行检验采掘工作面(包括石门、井筒揭煤工作面等)瓦斯抽采是否达标；可现场快速测定出煤层压力指标，该指标是煤与瓦斯突出启动的直接动力，丰富和完善了以往的现场突出预测指标体系，提高了煤与瓦斯突出危险性预测工作的科学性。
结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本实用新型实施例煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪的结构示意图；
图2为本实用新型实施例煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪中主机部分的结构示意图；
图3为本实用新型实施例煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪的测定方法的流程图；
其中，1、主机，11、第一流量传感器，12、第二流量传感器，13、液晶显示屏，14、键盘，15、电池，16、充电数据共用串口，2、煤样罐，3、标准筛，4、打印机，5、传送胶管，6、充电数据线。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实施例提供一种煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪，煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪包括主机1和煤样罐2等部件。主机1用于采集煤样罐2中煤样在不同时刻的瓦斯解吸速率大小，进而依据其所采集的瓦斯解吸速率数据快速反演出煤层瓦斯含量和煤层瓦斯压力大小。煤样罐2用于盛装利用标准筛3筛取的粒径为1～3mm的煤样，煤样罐2上标定有刻度线，煤样装至刻度线位置处时，煤样罐2内的煤粉重量为50g。主机1包括测定管路、流量传感器、液晶显示屏13、键盘14、电池15、充电数据共用串口16和控制器，控制器信号连接流量传感器、液晶显示屏13、键盘14和充电数据共用串口16。电池15电连接充电数据共用串口16，充电数据共用串口16经充电数据线6连接外部电源为电池15充电，电池15为煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪提供电能。
测定管路包括第一测定管路和第二测定管路，流量传感器包括第一流量传感器11和第二流量传感器12，控制器信号连接第一流量传感11器、第二流量传感器12。第一流量传感器11的量程小于第二流量传感器12的量程，本实施例中，第一流量传感器11的量程为0至30标准毫升/分钟，第二流量传感器12的量程为0至60标准毫升/分钟，优先使用第一流量传感器11测量，在超过第一流量传感器11量程时改为用第二流量传感器12测量，以提高流量传感器的测量精度。第一测定管路上设置第一流量传感器11，第二测定管路上设置第二流量传感器12，第一测定管路的一端或者第二测定管路的一端经传送胶管5连接煤样罐2。
本实施例的煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪还包括标准筛3，标准筛3由第一筛子和第二筛子组成，第一筛子的筛孔小于第二筛子的筛孔，其中，第一筛子的筛孔为1mm，第二筛子的筛孔为3mm。标准筛3用于在煤矿井下现场筛取粒径为1至3mm的煤样。
本实施例的煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪还包括打印机4，充电数据共用串口16经充电数据线6连接打印机4。打印机4用于打印煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪测定的煤层瓦斯压力P和煤层真实瓦斯含量W。
本实施例还提供一种煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定方法，应用上述的煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪，包括以下步骤：
步骤一、采集待测煤层参数
煤矿井下采集待测煤层的煤样，实验室测得待测煤层的吸附常数a值、待测煤层的吸附常数b值、干基灰分Ad、水分Mad、孔隙体积K1和相对视密度
步骤二、参数输入
煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪在使用前，先检查测定仪是否正常，并在地面时向煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪输入待测煤层的吸附常数a、待测煤层的吸附常数b、干基灰分Ad、水分Mad、孔隙体积K1和相对视密度
步骤三、打钻取样测定瞬时瓦斯流量
煤矿井下在预定的打钻位置打钻，钻取预定取样深度处的煤样，在打钻过程中预定取样深度处的煤样暴露后立即按测定仪键盘14中的“计时”键，通过煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪计时。比如，当钻孔钻进至深度L时，视为深度L处的煤体暴露，立即按测定仪键盘14中的“计时”键，此时测定仪主机1开始计时；当钻孔钻进至深度2L时，立即用标准筛3在钻孔孔口接取钻屑获得煤样。钻取预定取样深度处的煤样后，利用标准筛3筛取1至3mm粒径的煤样倒入煤样罐2中至刻度线处，煤样为50g，并拧紧煤样罐2的罐盖。将煤样罐2经传送胶管5连接测定管路的一端，由煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪测得不同时刻(t1、t2……tn)对应的瞬时瓦斯流量(V1、V2……Vn)，其中，先由第一流量传感器11检测瞬时瓦斯流量，若液晶显示屏13显示超量程，则再由第二流量传感器12检测瞬时瓦斯流量，以提高流量传感器的测量精度，液晶显示屏13显示实时流量数据后，按测定仪键盘14中的“测试”键，测定仪便开始以下步骤的自动分析计算；
步骤四、获得常压条件下单位质量煤粉的可解吸瓦斯含量A和反映瓦斯解吸速率的常数B
煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪由数组(t1，V1)、(t2，V2)……(tn，Vn)根据如下公式回归分析获得A和B：
式中，V为不同时刻的瞬时瓦斯流量数据(V1、V2……Vn)，m为煤样罐2中的煤粉质量，t为煤样的暴露时间(t1、t2……tn)；
步骤五、获得单位质量煤样的常压不可解吸瓦斯含量Xb
煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪根据下式计算得到Xb：
步骤六、获得单位质量煤样的吸附瓦斯含量Xa
煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪根据下式计算得到Xa：
Xa＝A+Xb；
步骤七、获得煤层瓦斯压力P和煤层真实瓦斯含量W(含游离瓦斯量)
煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪根据下式计算得到P和W并通过液晶显示屏13显示：
步骤八、通过打印机4打印煤层瓦斯压力P和煤层真实瓦斯含量W。
本实施例的煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定方法应用本实施例的煤矿井下煤层瓦斯含量与压力快速测定仪，操作方便，实用性强，只需要筛取1至3mm的煤样50g，在煤矿井下现场10min内即可精确测定煤层瓦斯压力P和煤层真实瓦斯含量W，大大缩短了煤层瓦斯压力P、煤层真实瓦斯含量W的测定周期，革新了传统的煤层瓦斯压力和含量的测定原理及方法；可快速直接用于区域突出危险性预测及区域防突措施效果检验，可快速进行检验采掘工作面(包括石门、井筒揭煤工作面等)瓦斯抽采是否达标；可现场快速测定出煤层压力指标，该指标是煤与瓦斯突出启动的直接动力，丰富和完善了以往的现场突出预测指标体系，提高了煤与瓦斯突出危险性预测工作的科学性。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。