[发明专利]一种煤层硫化氢含量的测定方法

摘要

针对煤层硫化氢含量及相关测定技术的研究在国内尚未有相关报道，本发明提供了一种煤层硫化氢含量的测定方法，属于采矿工程技术领域。该方法为先在新暴露的掘进工作面钻屑取样；然后现场对所取煤样解吸，由水中氢离子的浓度来确定硫化氢解吸量；根据硫化氢气体解吸规律推算煤样采集过程的硫化氢损失量；然后用色谱分析法测定解吸后煤样中硫化氢残存量。根据所取煤样质量，硫化氢现场解吸量、损失量、残存量计算煤层硫化氢含量。该方法操作简单、实用性强，成本较低，能够直接测量煤层中硫化氢含量。

主权项

一种煤层硫化氢含量的测定方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)钻孔取样在新暴露的工作面煤壁上，钻孔取样，收集煤屑，并记录采集煤样开始时间t1；所述的钻孔方法为：钻孔直径为42±10mm或根据实际情况选取钻孔直径，钻至深度为15m或以上的原始煤体；(2)测定解吸量将采集的煤样迅速装入煤样罐密封并记录时间t2，然后现场用解吸仪分别测定煤样罐中煤样在不同时间ti时的煤样累计解吸气体量，解吸前解吸仪中水的pH值，解吸结束后解吸仪中水的pH值和由解吸仪中排出水的pH值、解吸仪中水的体积和由解吸仪中排出水的体积，以及解吸时的大气压和水温；所述解吸仪分别测定煤样罐中煤样在不同时间ti时的煤样累计解吸气体量方法为：解吸时间为60‑120min，解吸开始后的前10min，每1min记录一次解吸仪量管的读数，之后每2min记录一次读数，60min后每5‑10min记录一次读数；解吸结束后，根据解吸前解吸仪中水的pH值以及解吸后解吸仪中水的体积和pH值、解吸仪中排出水的体积和pH值，可确定电离的H+的摩尔浓度和H+的物质的量，由于解吸过程中水中增加的H+与水稀释的硫化氢气体物质的量相同，因此，解吸结束时解吸仪吸附的硫化氢物质的量n为解吸仪量管中水与解吸仪中排出水的H+的物质的量之和；转换为标准状态下煤样硫化氢气体解吸量V0＝22.4×n；并且，解吸结束时解吸仪测定的煤样累计解吸气体量为V总，则V0/(V总+V0)为硫化氢在解吸气体中的体积分数N；解吸测定结束后将煤样罐再次密封，送实验室测定煤样硫化氢残存量；(3)损失量计算将步骤(2)中测得的不同解吸时间的累计气体解吸总量Vgi按常温常压下的气体换算成标况下的气体的通用公式换算成标准状态下的体积V1i；V1i=273.2×(P0-9.81hw-Ps)×Vgi1.013×105(273.2+tw)---(4)]]>式中：V1i‑不同时间下标准状态下的累计气体解吸总量，mL；Vgi‑不同时间下累计气体解吸总量，mL；P0‑测定解吸量过程中的大气压力，Pa；hw‑不同时间下解吸仪量管内水柱高度，mm；Ps‑hw下饱和水蒸汽压力，Pa；tw‑解吸仪量管内水温，℃；煤样测定解吸量前在空气中的暴露时间为t0，t0＝t2‑t1；ti所对应的煤样实际解吸时间为t0+ti；画图绘制全部测点[(t0+ti)0.5，V1i]，绘制得到的解吸规律曲线的延长线在纵坐标轴上的截距即为解吸气体损失量V损；则标准状态下煤样损失硫化氢气体量V1＝V损×N；(4)残存量测定标准状态下煤样残存硫化氢气体量V2可通过煤样罐中硫化氢气体浓度与煤样罐中气体体积的乘积确定；(5)煤样硫化氢含量煤样可燃基中硫化氢含量X为标准状态下煤样硫化氢气体解吸量V0、标准状态下煤样损失硫化氢气体量V1和标准状态下煤样残存硫化氢气体量V2三者之和与煤样可燃质质量之比。