CN109406750B - 一种煤层瓦斯含量直接测定损失量计算方法 - Google Patents

一种煤层瓦斯含量直接测定损失量计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤层瓦斯含量直接测定损失量计算方法，该方法针对煤层瓦斯含量测定不准问题，依据采取煤样工艺、煤层瓦斯吸附解吸规律及煤层取样形态，采用最小二乘法进行煤层瓦斯含量直接测定损失量计算，本发明计算模型简单，测定结果精度大大提高。

Description

一种煤层瓦斯含量直接测定损失量计算方法
技术领域
本发明涉及煤矿瓦斯防治领域，特别涉及一种煤层瓦斯含量直接测定损失量计算方法。
背景技术
从能源需求角度看，我国以煤炭为主的能源格局短时间内不会改变，煤炭比重较长时间内将保持在50％左右，且煤炭开采95％左右以地下井工开采为主。目前，煤炭开采以每年10～20m的速度向深部延伸，瓦斯灾害将日趋严重。煤层瓦斯抽采达标、煤与瓦斯突出防控都与煤层瓦斯密切相关，煤层瓦斯测定准确与否直接影响矿井采掘接替、防治工程量及灾害发生，瓦斯含量测定经过发展已有很多成果，但煤层瓦斯含量损失量计算精度仍需提高。
因此亟需一种煤层瓦斯含量直接测定损失量计算方法。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明依据采取煤样工艺、煤层瓦斯吸附解吸规律及煤层取样形态，采用最小二乘法进行煤层瓦斯含量直接测定损失量计算，测定结果精度大大提高，形成了一种煤体瓦斯含量直接测定损失量计算方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种煤层瓦斯含量直接测定损失量计算方法，包括以下步骤：
S1：依据现场采取煤样工艺，确定煤层暴露瓦斯损失时间，针对钻孔取芯采取煤样工艺，煤层暴露瓦斯损失时间分别为钻进到位停钻时间t1、开始取样时间t2、取样结束停钻时间t3及开始解吸时间t4；煤层瓦斯损失时间分别为孔底煤样暴露时间t10、煤样从煤层剥落时间t20、煤样完全暴露时间t30，损失时间t0＝t10+t20+t30，以下时间为分钟；
(1)孔底煤样暴露时间
Figure BDA0001895188570000021
(2)煤样从煤层剥落时间t20＝(t3-t2)/2
(3)煤样完全暴露时间t30＝t4-t3
(4)损失时间t0＝t10+t20+t30
S2：煤样在初始一段暴露时间内，累计解吸瓦斯量与煤样瓦斯解吸时间存在如下关系：W＝a(t0+t4)i，a、i分别为比例常数及解吸特征参数；
S3：煤层吸附解吸特征i值依据钻孔取芯钻取煤样形态确定，完整型取0.5，部分破碎型取0.4，粉状型取0.3；
S4：测定30分钟之内的煤层瓦斯解吸量，分别对应为W1、W2、W3，…、W30；煤层暴露瓦斯损失量为W0；30分钟之内煤层解吸瓦斯量依次为W0+W1＝a(t0+1)i、W0+W2＝a(t0+2)i、W0+W3＝a(t0+3)i、…、W0+W30＝a(t0+30)i，依据最小二乘法求得W0、a。
本发明相对现有技术，具有如下优点：计算模型简单，精度高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种煤层瓦斯含量直接测定损失量计算方法示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
本发明实施例提供的方法见图1，如图1所示，包括以下步骤：
1.一种煤层瓦斯含量直接测定损失量计算方法，包括以下步骤：
S1：依据现场采取煤样工艺，确定煤层暴露瓦斯损失时间，针对钻孔取芯采取煤样工艺，煤层暴露瓦斯损失时间分别为钻进到位停钻时间t1＝10:48、开始取样时间t2＝11:07、取样结束停钻时间t3＝11:10及开始解吸时间t4＝11:22；煤层瓦斯损失时间分别为孔底煤样暴露时间t10、煤样从煤层剥落时间t20、煤样完全暴露时间t30，损失时间t0＝t10+t20+t30＝25.4；
(1)孔底煤样暴露时间
Figure BDA0001895188570000041
(2)煤样从煤层剥落时间t20＝(t3-t2)/2＝1.5
(3)煤样完全暴露时间t30＝t4-t3＝12
(4)损失时间t0＝t10+t20+t30＝25.4
S2：煤样在初始一段暴露时间内，累计解吸瓦斯量与煤样瓦斯解吸时间存在如下关系：W＝a(t0+t4)i，a、i分别为比例常数及解吸特征参数；
S3：煤层吸附解吸特征i值依据钻孔取芯钻取煤样形态确定，现场取样34.2g，现场取样结果为部分破碎型，i值取为0.4；
S4：测定30分钟之内的煤层瓦斯解吸量，分别对应为W1＝42、W2＝67、W3＝95，…、W30＝435；煤层暴露瓦斯损失量为W0；30分钟之内煤层解吸瓦斯量依次为W0+42＝a(t0+1)0.4、W0+67＝a(t0+2)0.4、W0+95＝a(t0+3)0.4、…、W0+435＝a(t0+30)0.4，依据最小二乘法求得W0＝44.23ml，a＝78.76，则该煤层瓦斯含量为44.23/34.2＝1.29m3/t，结果可依据井下大气压力和温度换算成标准状态下瓦斯含量，此处省略。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种煤层瓦斯含量直接测定损失量计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：依据现场采取煤样工艺，确定煤层暴露瓦斯损失时间，针对钻孔取芯采取煤样工艺，主要记录钻机从煤壁开始钻进到煤样开始解吸四个阶段时间，具体分别为：钻机从煤壁开始钻进时记录时间为0值，到取样位置停钻时间记录为t1，取煤样装置开始取样时间记录为t2，取煤样结束停钻时间记录为t3，煤样井下开始解吸时间记录为t4；煤层瓦斯损失时间分别为孔底煤样暴露时间t10、煤样从煤层剥落时间t20、煤样完全暴露时间t30，损失时间t0＝t10+t20+t30，以下时间单位为分钟：
(1)孔底煤样暴露时间
Figure FDA0002774461460000011
(2)煤样从煤层剥落时间t20＝(t3-t2)/2
(3)煤样完全暴露时间t30＝t4-t3
(4)损失时间t0＝t10+t20+t30
S2：煤样在初始一段暴露时间内，累计解吸瓦斯量与煤样瓦斯解吸时间存在如下关系：W＝a(t0+t4)i，t0为损失时间，即t0＝t10+t20+t30，a、i分别为比例常数及解吸特征参数；
S3：煤层吸附解吸特征i值依据钻孔取芯钻取煤样形态确定，完整型取0.5，部分破碎型取0.4，粉状型取0.3；
S4：测定30分钟之内的煤层瓦斯解吸量，分别对应为W1、W2、W3，…、W30；煤层暴露瓦斯损失量为W0；t0为损失时间，即t0＝t10+t20+t30；30分钟之内煤层解吸瓦斯量依次为W0+W1＝a(t0+1)i、W0+W2＝a(t0+2)i、W0+W3＝a(t0+3)i、…、W0+W30＝a(t0+30)i，依据最小二乘法求得W0、a。
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