[发明专利]一种煤层瓦斯含量井下快速测定方法

摘要

本发明涉及一种煤层瓦斯含量井下快速测定方法，包括以下步骤：在煤巷掘进工作面施工直径42mm、孔深14m的钻孔；钻孔每钻进1m测定该段的全部钻屑量S，每钻进2m测定一次K₁或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；钻孔钻进至14m时，采用直接法测定煤层瓦斯含量W；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；进一步测度对煤层瓦斯含量W影响最大的指标，同时同步测定煤层瓦斯含量W；对上述两者测定数据进行回归分析，确定两者数学模型；实现煤层瓦斯含量井下快速测定。本发明可快速进行区域突出预测及区域措施效果检验；可快速检验突出煤层工作面瓦斯抽采是否达标；有效避免低指标突出事故。

主权项

一种煤层瓦斯含量井下快速测定方法，其具体步骤为：①.在煤巷掘进工作面施工直径42mm、孔深14m的钻孔；②.钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，每钻进2m测定一次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，其中K₁为一次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；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$X_i^0=\left(\begin{array}{ccccc}{x}_i\left(1\right)& x_i\left(1\right),x_i\left(2\right)& x_i\left(1\right),x_i\left(3\right)& x_i\left(1\right),x_i\left(4\right)& x_i\left(1\right))\end{array},=x_i^0\left(1\right),x_i^0\left(2\right),x_i^0\left(3\right),x_i^0\left(4\right)\right),$$\left|s_i\right|=\left|\begin{array}{c}3\\ k=2\end{array}{x}_i^0(k+\frac{1}{2}{x}_i^0\left(4\right)\right|,$$\left|\begin{array}{cc}{s}_i& s_0\end{array}\right|={|}_{k=2}^3\left(\begin{array}{cc}{x}_i^0\left(k\right)& x_0^0\left(k\right)\end{array}\right)+\frac{1}{2}\left(\begin{array}{cc}{x}_i^0\left(4\right)& x_0^0\left(4\right)\end{array}\right)|,$$0i=\frac{1+\left|s_0\right|+\left|s_i\right|}{1+\left|s_0\right|+\left|s_i\right|+\left|\begin{array}{cc}{s}_i& s_0\end{array}\right|}(i=0~4)$(2)求灰色相对关联度r_0i，先求出X_i(_i＝0～4)的初值像${X^{\′}}_i=\frac{x_i\left(1\right)}{x_i\left(1\right)},\frac{x_i\left(2\right)}{x_i\left(1\right)},\frac{x_i\left(3\right)}{x_i\left(1\right)},\frac{x_i\left(4\right)}{x\left(1\right)}\underset{\÷}{\÷},$$\left|{s^{\′}}_i\right|=\left|\begin{array}{c}3\\ k=2\end{array}{x}_i^{\′0}(k+\frac{1}{2}{x}_i^{\′0}\left(4\right)\right|$$\left|\begin{array}{cc}{s^{\′}}_i& {s^{\′}}_0\end{array}\right|={|}_{k=2}^3\left(\begin{array}{cc}{x}_i^{\′0}\left(k\right)& x_0^{\′0}\left(k\right)\end{array}\right)+\frac{1}{2}\left(\begin{array}{cc}{x}_i^{\′0}\left(4\right)& x_0^{\′0}\left(4\right)\end{array}\right)|,$i0~4)]]>(3)求灰色综合关联度ρ_0i，取θ＝0.5，ρ_0i＝θ ε_0i+(1－θ)r_0i (i＝0～4)(4)将关联度按由大到小的顺序排列构成关联序，反映出各子因素对母因素的影响力依次减弱，从而优选出最佳指标；根据上述步骤，计算得出各指标的综合关联度，确定对煤层瓦斯含量W影响最大的指标；⑤.进一步测度对煤层瓦斯含量W影响最大的指标，同时同步测定煤层瓦斯含量W；⑥.对上述两者测定数据进行回归分析，确定两者数学模型；⑦.实现煤层瓦斯含量井下快速测定。