[发明专利]负压环境下取样的煤层瓦斯含量测试方法

权利要求书

1.负压环境下取样的煤层瓦斯含量测试方法，其特征在于：包括以下具体步骤，

⑴、采样：采用负压抽出式定点取样，称重后立即装入煤样罐中，在采样过程中，记录取样开始至装罐前，煤样在负压环境中暴露的时间t₀；

⑵、瓦斯解吸量现场测定：煤样装入煤样罐后，先将穿刺针头插入罐盖上的胶垫圈，再拧紧罐盖，并通过针头将煤样罐与解吸仪连接，采用传统方法测量煤样解吸瓦斯量随时间的变化，并记录最终现场解吸量V₂，现场解吸完成后取出针头，将煤样罐送至实验室进行分析；

⑶、负压环境下煤样的瓦斯解吸规律测定：通过测试负压环境下煤样的瓦斯解吸规律，再根据取样时间，对取样过程中的瓦斯损失量进行补偿；利用在瓦斯含量测试地点采取的煤样，在实验室中使用负压解吸装置测试负压环境下煤样的瓦斯解吸规律；

⑷、损失瓦斯量推算：根据测得的负压环境下煤样的瓦斯解吸规律，推算取样时间t₀内的损失量V₁；

⑸、残存瓦斯量实验室测定：在实验室中，煤样在密封状态下加热并真空脱气，测试抽第一次脱气量V₃；再用球磨机将煤样粉碎后脱气，确定第二次脱气量V₄，脱气的同时进行气体成分分析，脱气结束进行称重和工业成分分析；

⑹、根据上述V₁、V₂、V₃和V₄，及煤样重量m，最后采取计算方法，即可以确定煤层瓦斯含量X₀。

2.根据权利要求1所述的负压环境下取样的煤层瓦斯含量测试方法，其特征在于：所述负压解吸装置包括甲烷钢瓶、抽气泵、充气罐、恒温水浴、煤样罐、真空泵、顶部敞口的储水容器、量筒、密闭容器和玻璃管，储水容器内盛装有水，玻璃管竖直设置，玻璃管的下端伸入到储水容器内的水面下，玻璃管的上端与密闭容器固定连接，密闭容器通过真空管与真空泵连接，煤样罐的出口连接有解吸管，解吸管通过玻璃管下端向上伸入到密闭容器内，解吸管上设有临近煤样罐的第一压力表和第一截止阀，储水容器上侧部设有溢流管，溢流管的出水口伸入到量筒内，真空管上设有第二截止阀；煤样罐放置在恒温水浴内；

甲烷钢瓶的出口通过第一充气管与充气罐的进口连接，第一充气管上设有第三截止阀，充气罐的出口通过第二充气管与煤样罐的进气口连接，第二充气管上设有第二压力表和临近煤样罐的第四截止阀，抽气泵通过抽气管与第二充气管连接，抽气管上设有第五截止阀，抽气管上通过真空硅管连接有真空计。

3.根据权利要求2所述的负压环境下取样的煤层瓦斯含量测试方法，其特征在于：所述步骤⑶的具体操作过程为：把现场采取的煤样，保持煤样中原有成分不变，称重后装入煤样罐内，把煤样罐放入恒温水浴中，调整水浴温度为取样地点温度；

关闭第三截止阀和第四截止阀，打开第五截止阀，开启抽气泵对充气罐内进行抽真空，通过真空计的指示将充气罐内部压力抽至10Pa以下，并可确定充气罐的自由体积；然后关闭第五截止阀，打开第三截止阀，拧开甲烷钢瓶的阀门，使高压甲烷气进入充气罐，关闭第三截止阀，稳定后读出充气罐的压力值P₁；缓慢地打开第四截止阀，使充气罐中甲烷进入煤样罐，待煤样罐内压力达到设定压力时，立即关闭第四截止阀，从第二压力表读出充气罐压力P₂、测出室温                                                ，带入已知公式可以计算充入煤样罐内的瓦斯量Q；重复对煤样罐进行充气，直至煤样吸附甲烷至取样地点的煤层瓦斯压力；

开启第二截止阀，然后通过真空泵抽气使水柱进入密闭容器内，关闭第二截止阀使密闭容器中产生负压，负压大小通过调整玻璃管的长度进行改变，并使储水容器内的水正好不溢出溢流管；接着当开启第一截止阀时，煤样罐内的煤样中的瓦斯在负压环境下解吸出来，液面变动较小，瓦斯在恒定负压下解吸，解吸出来的瓦斯通过解吸管进入到密闭容器内的水面上，密闭容器内的压力增加，玻璃管内水柱下降，水被压入到储水容器内，再通过溢流管流入到量筒内，量筒的水量即为瓦斯的解吸量；通过上述测试可以得到煤样在负压环境下的瓦斯解吸规律。