[发明专利]一种煤层瓦斯含量井下快速测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤层瓦斯含量测定方法，尤其是一种煤层瓦斯含量的井下快速测定方法。

背景技术

煤层瓦斯含量是矿井瓦斯储量计算与瓦斯涌出量预测的重要基础参数之一，也是煤与瓦斯突出区域预测、区域防突措施效果检验(《防治煤与瓦斯突出规定》，2009)以及煤矿瓦斯抽采是否达标的重要指标之一(《煤矿瓦斯抽采基本指标》，AQ 1026-2006)，其准确、快速测定至关重要。

目前，煤层瓦斯含量测定方法有两种：直接法、间接法。直接法依据《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》(GB/T 23250-2009)进行，煤层瓦斯含量由三部分组成：①井下自然解吸瓦斯量—在井下现场采集煤样，并快速装入煤样罐，利用瓦斯解吸速度测定仪测定；②损失瓦斯量—利用图解法计算；③残存瓦斯量—利用真空脱气装置实验室测定；可以看出，直接法工艺复杂，设备要求高，一般需48小时以上的时间方可获得结果。间接法是依据《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》(AQ/T 1047-2007)现场测定煤层瓦斯压力，实验室测定吸附常数(a、b值)、工业分析指标(水分、灰分、挥发分)、煤的孔隙率及容重，通过公式计算得出煤层瓦斯含量；间接法耗时较长，一般需20天以上的时间，且部分矿井不具备井下直接测定煤层瓦斯压力的条件。

综上所述，上述方法无法满足现代化矿井瓦斯治理的需求，探索一种煤层瓦斯含量井下快速测定方法迫在眉睫，意义重大。

发明内容

本发明的目的：提供一种煤层瓦斯含量井下快速测定方法，以解决现有技术的缺陷。

本发明的技术方案是：一种煤层瓦斯含量井下快速测定方法，如图1所示，包括以下步骤：

①.在煤巷掘进工作面施工直径42mm、孔深14m的钻孔。

对煤与瓦斯突出矿井而言，煤巷掘进工作面突出预测通常采用钻屑指标法，预测指标包括钻屑瓦斯解吸指标K₁或Δh₂(K₁为煤样自煤体脱离暴露在大气中第1分钟内每克煤样的瓦斯解吸量，Δh₂为从钻孔揭开某一采样段起，在煤样平衡压力卸除后的第4～5分钟的时间段内的瓦斯解吸量)、钻屑量S。在突出预测过程中，利用同一钻孔同步测试K₁、Δh₂、S与煤层瓦斯含量W，具体方法如下：

在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深14m的钻孔。钻孔应尽可能布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2～4m处，如图2所示。

②.钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m测定K₁和Δh₂值，并选取实测数据的最大值作为该钻孔各项指标的最终测值。

③.钻孔钻进至14m时，采用直接法测定煤层瓦斯含量W。

④.运用灰关联方法确定S、K₁或Δh₂与煤层瓦斯含量W的关联程度，选取W作为母因素，X₀，S、Δh₂、K₁分别作为子因素X₁、X₂、X₃，进行灰关联分析，具体步骤如下：

(1)求灰色绝对关联度ε_0i，令