瓦斯放散初速度指标测定
煤的瓦斯放散初速度 范围
煤的瓦斯放散初速度范围煤的瓦斯放散初速度，是指煤在一定条件下释放瓦斯的快慢程度，是评价煤层突出危险性的一个重要指标。
煤的瓦斯放散初速度受到煤的微观结构、煤质、地质条件等多种因素的影响，因此不同煤种的瓦斯放散初速度会有所差异。
一般来说，煤的瓦斯放散初速度范围在0.01至0.50 mm/s之间。
一、煤的瓦斯放散初速度的影响因素1.煤的微观结构：煤的微观结构包括煤的孔隙结构、煤的化学成分、煤的矿物质组成等。
这些因素会影响煤的瓦斯吸附能力和释放速度。
2.煤质：煤质指煤的物理性质和化学性质，包括煤的密度、硬度、水分、灰分、挥发分等。
煤质的不同会导致煤的瓦斯放散初速度差异。
3.地质条件：地质条件对煤的瓦斯放散初速度也有影响，例如煤层厚度、煤层埋深、地应力等。
地质条件的变化会影响煤的应力状态和瓦斯释放规律。
二、煤的瓦斯放散初速度的测定方法煤的瓦斯放散初速度的测定方法主要有实验室测定和现场测定两种。
实验室测定主要包括真空脱气法、气相色谱法、差示法等；现场测定则主要采用矿井瓦斯浓度测定、瓦斯涌出量测定等方法。
三、煤的瓦斯放散初速度与煤层突出危险性煤的瓦斯放散初速度与煤层突出危险性密切相关。
一般来说，煤的瓦斯放散初速度越大，煤层的突出危险性越高。
因此，对煤的瓦斯放散初速度进行监测和控制是预防和减少煤层突出事故的重要措施之一。
四、煤的瓦斯放散初速度的应用煤的瓦斯放散初速度是评价煤层突出危险性的一个重要指标，也是煤层气开发和利用的重要参数之一。
通过对煤的瓦斯放散初速度的研究，可以为煤层气的开发和利用提供科学依据，降低煤层突出事故的风险，提高煤层气的开采效率。
总之，煤的瓦斯放散初速度是评价煤层突出危险性的一个重要指标，受到煤的微观结构、煤质、地质条件等多种因素的影响。
煤的瓦斯放散初速度范围在0.01至0.50 mm/s之间，测定方法主要有实验室测定和现场测定两种。
煤的瓦斯放散初速度与煤层突出危险性密切相关，对煤的瓦斯放散初速度进行监测和控制是预防和减少煤层突出事故的重要措施之一。
瓦斯基础参数测定相关制度
瓦斯基础参数测定相关制度为了规范矿井瓦斯基础参数测定作业流程，确保瓦斯基础参数测定的准确性及测点的布置合理性，特制定本制度。
一、防突实验室建设**煤矿防突实验室为矿井瓦斯基础参数测定的主体单位，隶属矿通防办，在矿总工程师领导下开展瓦斯参数的试验、测定工作。
仪器装备。
防突实验室必须配备以下试验设备。
同时各矿可根据实际情况增加试验设备，鼓励新装备、新工艺的引进、应用：DGC型瓦斯含量直接测定装置一台；HCA型高压容量法瓦斯吸附装置一台；MJC煤的坚固性系数f(值)测定装置两台；WFC-2瓦斯放散初速度自动测定装仪两台；MAC-2000全自动工业分析仪。
人员配备。
防突实验室至少配备两名实验员，具体负责地面实验仪器的操作、管理。
井下采样及其他测定工作由现场防突工负责。
业务培训。
防突实验室操作员、防突工必须进行培训，全面掌握设备操作规程和井下采样、测定工作的操作技能，经考核合格后方可上岗。
瓦斯基础参数测定规程中，必须严格执行操作规程，保证试验室工作的有序开展。
二、防突实验室业务职责(-)煤层基础瓦斯参数的测定。
负责矿井煤层瓦斯原始含量、可解析瓦斯含量、残余（残存）瓦斯含量、吸附等温曲线、吸附常数a、b值、原始瓦斯压力等相关瓦斯基础参数的试验测定。
（二）煤层区域突出危险性预测及区域防突措施效果检验指标煤层瓦斯放散初速度、坚固性系数的测定。
（三）负责对矿井突出测定仪器进行日常维护与保养。
实验室仪器由厂家定期保养、标校。
三、防突实验室业务流程（一）测定计划的制定：每月底由矿总工程师组织通防办、地测科等相关职能部门制定下月度瓦斯基础参数测定计划。
同时将月度计划下发防突实验室，并报送公司一通三防部备案。
（二）数据的测定：防突实验室根据月度计划实施测定工作，测定结果必须经通防办主任审核后报通风副总、总工程师签字确认，并形成试验报告及时报送相关领导及业务部门。
（三）数据的分析与采用通防办要安排专人负责防突实验室的管理，审查实验室测定分析结果，指导防突实验室的业务。
瓦斯初速度
瓦斯涌出初速度的指标和国标中的规定<<防突规定>>第七十六条采用复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，在近水平、缓倾斜煤层工作面应当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8～10m 的钻孔，测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。
钻孔应当尽量布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔开孔口靠近巷道两帮0.5m处，终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2～4m处。
钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。
测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测量室的长度为1.0m。
各煤层采用复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表6的临界值进行预测。
如果实测得到的指标q、S的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面预测为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。
表6 复合指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值钻孔瓦斯涌出初速度q（L/min）钻屑量 S （kg/m）（L/m）5 6 5.4第七十七条采用R值指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时，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8～10m的钻孔，测定钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量指标。
钻孔应当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。
钻孔每钻进1m收集并测定该1m段的全部钻屑量S，并在暂停钻进后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。
测定钻孔瓦斯涌出初速度时，测量室的长度为1.0m。
根据每个钻孔的最大钻屑量S max和最大钻孔瓦斯涌出初速度q max 按式(3)计算各孔的R值：R＝ (S max-1.8) (q max-4) (3)式中 S max—每个钻孔沿孔长的最大钻屑量，L/m；q max—每个钻孔的最大钻孔瓦斯涌出初速度，L/min。
瓦斯参数测定方法
煤层瓦斯含量的方法。方法的原理与地勘钻孔所用解吸法相同。 与在地勘钻孔中应用相比，该法在井下煤层钻孔应用的明显优点：
一是煤样暴露时间短，一般为3～5min，且易准确进行测定；
二是煤样在钻孔中的解吸条件与在空气中大致相同，无泥浆
和泥浆压力的影响。
5 瓦斯参数测试方法
瓦斯浓度
单位体积空气中所含有的瓦斯体积的体积百分数
称之为瓦斯浓度，常用%作单位，我们常说的瓦斯浓
度为1%表示的是井下每1m3大气中含有0.01m3的瓦斯。
矿井相对瓦斯涌出量 矿井绝对瓦斯涌出量
A)用于民用（甲烷浓度在30%-80%） 仅限于高浓度瓦斯的应用，但由于我国大部分煤矿地处偏远， 利用起来存在非常大的的局限性。 B) 工业瓦斯锅炉（甲烷浓度在30%-80%）。 该种方式采用的燃料的直接燃烧，燃料的利用效率相对较低， 且适合于离城市相对较近的煤矿。 C) 瓦斯发电（甲烷浓度在>4%） 投资低，建设周期短，就地消化，就地应用或远距离输送， 规模可大可小，灵活方便。 D) 地面抽采，做LNG或CNG（甲烷浓度>80%） 起步阶段，目前仅有中石油、中联煤两家公司正在开展该方 面的研发。 E)氧化销毁甲烷浓度<1%， 目前仅有几个示范项目，主要是风排。
[e
k t1
1]
式中
r0——钻屑开始解吸瓦斯时的解吸瓦斯速度； k——常数；
t1——煤样从脱离煤体至开始解吸测定所用时间。
5 瓦斯参数测试方法
5.井下煤层瓦斯含量测定方法—钻屑解吸法(C)
无论是钻屑解吸法A或B，均要计算取样损失量、残存 量这些测定在需要在专门的实验室完成，因此测定周期长。 为了实现井下煤层瓦斯含量快速测定，抚顺分院在1993～ 1995年期间提出了一种新的钻屑解吸法—钻屑解吸法(C)， 研制了WP-1型井下煤层瓦斯含量快速测定仪。 计算公式：
瓦斯参数测定
t+t0
min
从现场应用该法的来看，损失瓦量量 占煤样总瓦斯量的10%～50%。应尽量
减少煤样的暴露时间，尽量选取较大粒
度的煤样，以减小瓦斯损失量在煤样总 瓦斯量中所占的比重。
图1 瓦斯损失量计算图
5 瓦斯参数测试方法
(4)试验室煤样脱气及气体成分分析。经过解吸测定结束后的煤
样，在密封状态下应尽快送到试验室进行加热（95℃）真空脱气， 脱气完后将煤样粉碎，再进行一次脱气，最后进行气体组分分析。 脱气、粉碎和气体分析方法与测残存瓦斯含量时相同。
加热和真空脱气，方法同步骤（2），直到基本上无气体解吸为止。
(5)煤样称重与工业分析。 (6)煤中残存瓦斯量计算。根据2个阶段脱气的气体分析结果中的氧
含量，扣除混入的空气成分，即换算出了无空气基的煤层气体成分， 再根据两次脱气抽出的气体体积和成分、煤样重量和煤质分析结果， 就很容易算出单位重量煤（或可燃质）中含有的瓦斯量，即煤的残 存瓦斯含量。
t
q1 1 k Q2 t0 1 k
式中 Q2---煤样瓦斯损失量，ml/g； t0---煤样解吸前的暴露时间，min。
当k≥1时，无解，只适用于k<1的情况。 现场解吸瓦斯量、残存量计算与地勘解吸计算方法相同。
5 瓦斯参数测试方法
4.井下煤层瓦斯含量测定方法—钻屑解吸法(B)
中国矿业大学的俞启香教授提出了一种新的钻屑解吸法，简称钻
5 瓦斯参数测试方法
煤的可解吸瓦斯含量
煤自原始瓦斯含量与0.1 MPa瓦斯压力下的煤层残存瓦 斯含量之差称之为煤的可解吸瓦斯含量，其物理单位为m3/t 或cm3/g。煤的可解吸瓦斯含量大致代表单位重量的煤在开采 过程中在井下可能涌出的瓦斯量。
煤的瓦斯容量
《煤矿防突作业》新增试题
√
判断
×
判断
√
判断
×
判断
√
判断
×
判断
×
判断
√
判断
煤的瓦斯放散初速度指标是表 18 示含有瓦斯的煤体暴露时放散 瓦斯快慢的一个指标。
√
判断
测定煤的瓦斯放散初速度指标 19 时，应先对试样进行充气 1.5h，然后再脱气1.5h。
×
判断
测定煤的瓦斯放散初速度指标 20 时，对试样进行充气的瓦斯压 力为0.1MPa。
ABCD
多选
ABCD
多选
测量煤层瓦斯压力时，测定地 72 点一般应选择在（ ）。
AB
多选
73
采集煤样对煤层瓦斯含量进行 测量，应遵循（ ）。
A 对于柱状煤芯，采取中间不含 矸石的完整部分 B 对于粉状及块状煤芯，要剔除 矸石及研磨烧焦部分 C 不应用水清洗煤样 D 煤样保持自然状态装入密封罐 中，不可压实 A B C D A B C D A B C D A B C D 现场自然解吸瓦斯含量 损失瓦斯量 粉碎前脱气量 粉碎后脱气量 真空泵 纯甲烷瓶 煤样容器 玻璃管系统及水银压力计 上 中 下 两侧 二氧化碳CO2 氢气 甲烷 硫化氢
B
单选
比较直接法和间接法测定煤层 47 瓦斯含量，直接法的特点是（ ）。
A
单选
比较直接法和间接法测定煤层 48 瓦斯含量，间接法的特点是（ ）。
C
单选
49 井下自然解吸瓦斯量测定采用（
D
单选
直接测定煤层瓦斯含量时，对 50 煤样瓦斯损失量的说法正确的 是（ ）。
C
单选
用CWY30型钻孔瓦斯涌出初速度 测定仪时，若在一个档位指针 51 摆动达不到0.5刻度时，在（） s内调到低一级档位。 煤的瓦斯放散初速度指标Δ p是 从现场采取煤样后，在实验室 52 内进行吸附瓦斯，放散后，观 测50s内（ ）的变化值。
煤的瓦斯放散初速度指标(δp)测定方法
煤的瓦斯放散初速度指标(δp)测定方法煤矿企业因为生产需要频繁地进行煤的开采工作，而在此期间，瓦斯放散一直是煤矿工人所必须面对的巨大隐患。
为确保工人的安全，需要对瓦斯浓度进行把控与监测，以及及时的预测与有效的控制未来的危险事态，研究煤的瓦斯放散初速度指标是十分重要的。
下面介绍一种常见的测定煤的瓦斯放散初速度指标（δp）的方法。
一、实验仪器1、瓦斯桶装置；2、煤样；3、喇叭形采样器；4、细过滤纸和安装细过滤纸的夹子。
二、实验原理该实验是基于建立在弗兰克-兰方方程（Frank -Langmuir膨胀方程）上的。
据此，通过测量塞斯贝数，可推算出瓦斯放散初速度指标δP。
三、实验流程1、选择合适的煤样，制成晶体结构子样。
2、选择较好的瓦斯隔离实验室，安装瓦斯桶装置，调整好瓦斯桶的倾角，将样品放于瓦斯桶中。
3、用Doederlein泵向样品煤体中注入恒定流量的氮气，持续注入到样品100个层次的结束。
4、将喇叭形采样器放置于样品的瓦斯放散区，进行采样。
需要注意喇叭形采样器设计要合理，因此采样器口径要足够大，以保证采样不会受到煤样和瓦斯桶的任何不利影响。
5、测量样品瓦斯放散量，利用法拉第成键原理，通过对样品中瓦斯的吸附能力进行测量，进而得到δP。
四、实验注意事项1、必须选取合适的煤样，通过实验确定与煤系相关的物理和化学性质，以整洁清晰的实验数据各项指标均处于较好的水平。
2、瓦斯桶倾角需要合适、准确。
如若仅仅是为了取款而安排的位置，需要进行合理调整，避免出现细大的异常。
3、实验的样品要求朝向喇叭形采样器，采样时采样器口径要足够大，以保持采样的完整性。
通过本实验方法，即可测定出煤样的瓦斯放散初速度指标δP，根据此指标，可以对煤矿进行更加精准和有效的控制与预测，确保工人的安全。
瓦斯基础参数报告
山西煤炭运销集团野川煤业有限公司3号煤层瓦斯基础参数测定报告山西省煤炭工业局综合测试中心二零一零年八月报告名称：山西煤炭运销集团野川煤业有限公司3号煤层瓦斯参数测定报告完成单位：山西省煤炭工业局综合测试中心报告撰写：许江涛工程师技术审查：赵长春高级工程师王飞高级工程师形式审查：贾军萍高级工程师目录1. 矿井概况 (5)1.1位置与交通 (5)1.2 自然地理 (7)1.3地质构造 (7)1.4 煤层赋存及煤质 (7)1.5 瓦斯、煤尘和煤层自燃倾向性 (9)1.6 矿井开拓及生产概况 (11)1.7 矿井通风 (11)2 瓦斯基本参数测试 (13)2.1 煤层瓦斯含量测定 (13)2.3 煤层瓦斯含量分布规律 (17)2.4 煤层瓦斯含量分布预测图 (19)2.2 吸附常数测试 (20)2.3 孔隙率测试 (20)2.4 煤的坚固性系数测试 (21)2.5 煤的瓦斯放散初速度测试 (22)2.6 钻孔自然瓦斯涌出特征 (23)2.7 煤层瓦斯压力测试 (25)2.8 透气性系数测试 (26)3 结论和建议 (28)前言山西煤炭运销集团野川煤业有限公司高平市西北15km处的野川镇境内，行政区划隶属高平市野川镇管辖。
地理坐标为东经112°46′51〞～112°51′00″，北纬35°49′51〞～35°48′24″。
山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发[2009]44号文件，《关于晋城市高平市煤矿企业兼并重组整合方案的批复》将山西高平乔家沟煤业有限公司、山西高平北杨煤业有限公司（已关闭）、山西高平红岩沟煤业有限公司（已关闭）、山西高平窑沟煤业有限公司（已关闭）、山西高平柳树底煤矿等五处煤矿及部分空白资源重组成为：山西省煤炭运销集团野川煤业有限公司，井田面积11.0132km2，批准开采3-15号煤层，组合后矿井生产能力提高到90万吨/年。
为探明该矿煤层瓦斯赋存规律以及为将来瓦斯治理提供依据，2010年5月山西煤炭运销集团野川煤业有限公司委托山西省煤炭工业局综合测试中心对该矿3号煤层瓦斯基础参数进行测定。
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空脂密封良好。
• （4）测量误差应小于1mmHg。 • （5）Δp单位为mmHg，保留到个位。
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后向固定真空空间释放时，用压差△p（mmHg）表示的10
～60s时间内释放出瓦斯量指标。
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三、仪器设备
变容变压式瓦斯放散初速度指标测定仪 真空泵：抽气量>2L/min，且<5L/min，真空度<4Pa； 气袋：内装甲烷气源，压力0.1MPa，纯度>99.9%； 分样筛（孔径0.2mm、0.25mm各一个）、 天平（最大称量100g，感量0.05g）、 秒表、小锤 漏斗、真空脂、脱脂棉。
P1（mm），45s时再打开阀门，60s时关闭阀门，再一次读 出汞柱计两端差P2（mm）。
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ΔP= P1—P2
（1）
（2）同一煤样的两个试样测出ΔP值之差不应大于1，
否则需要重新进行测定。 将煤的瓦斯放散初速度测定数据记录到表1中。
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四、实验步骤
• 1、采样与制样
（1）采样。在煤层新暴露面上采取煤样250g，地面打钻取 样时取新鲜煤芯250g。煤样要附有标签，注明采样地点、 层位、采样时间等。 （ 2 ） 制 样 。 将 所 采 煤 样 进 行 粉 碎 ， 筛 分 出 粒 度 为 0.2 ～ 0.25mm的煤样。每一煤样取2个试样，每个试样重3.5g。
• 2、测定步骤
（1）把2个试样用漏斗分别装入瓦斯放散初速度指标测定 仪的2个试样瓶中； （2）启动真空泵对试样脱气1.5h；
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四、实验步骤
（3）脱气1.5h后关闭真空泵，将甲烷气袋与试样瓶连接， 充气（充气压力为0.1MPa）使煤样吸附瓦斯1.5h； （4）关闭试样瓶和甲烷气袋阀门，使试样瓶与甲烷气袋完 全隔离； （5）开动真空泵对仪器管道死空间进行脱气，使U型管汞真 空计两端汞面相平； （6）停止真空泵，关闭仪器死空间通往真空泵的阀门，打 开试样瓶的阀门，使煤样瓶与仪器被抽空的死空间相连并同 时启动秒表计时，10s时关闭阀门，读出汞柱计两端汞柱差
××学院
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一、实验目的
通过实验使学生了解煤的瓦斯放散初速度的意义 掌握煤的煤的瓦斯放散初速度值的测定方法
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二、实验原理
• 煤的瓦斯放散初速度指标也是煤矿突出矿井鉴定的重要指
标之一，也是突出预测单项和综合指标的重要组成部分。
• 实验采用3.5g规定粒度的煤样在0.1MPa压力下吸附瓦斯
表1 煤的瓦斯放散初速度测定结果
煤样 编号
矿井名称
煤层
测定 日期
采样地点
试样 组号
1 2
10s末读数 上下
P1 (mmHg)
60s末读数 上下
P2 (mmHg)
△P (mmHg)
△P 平均值 (mmHg)
备 注
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六、注意事项
•（1）对于变容变压式测定仪，在不装试样时，对放散空
间脱气使汞柱计液面相平，停泵并放置5min后，汞柱计液 面相差应小于1mm。气密性检查至少1个月进行1次。