DGC型瓦斯含量直接测定装置说明书

DGC型瓦斯含量直接测定装置目次1 概述 (1)2 产品性能 (1)3 工作原理 (3)4 安装、使用及操作 (3)5 故障分析与排除 (11)6 运输、贮存 (12)7 开箱及检查 (12)附录A (13)附录B (14)附录C (15)附录D (16)1 概述DGC型瓦斯含量直接测定装置（以下简称含量装置）是一套实验室结合井下使用的装置。

主要用于直接、快速地测定和计算出煤层可解吸瓦斯含量（Q m）、煤层瓦斯含量（Q），装置分为井下取芯与井下解吸系统、地面瓦斯解吸系统、称重系统、煤样粉碎解吸系统、水分测定系统、气体成分测定系统（选配）和数据处理系统几个部分；采用该装置进行可解吸瓦斯含量、瓦斯含量测定，具有测定周期短、费用低、工作量小、成功率高的优点，一般8小时内即可完成含量测定。

产品型号的组成及代表意义如下：本产品井下部分为取芯管取芯工艺，不存在直接对煤矿井下危险爆炸性气体的安全威胁的电器设备。

2 产品性能2.1 适用条件工作环境温度（℃）5～38工作相对湿度（％）≤90大气压力（kPa） 80～134取芯管：煤质较硬、施工钻孔便于取出煤芯的煤层、便于施工上向取芯钻孔的煤层压风连续定点取样装置：较软煤层、水平孔、向上孔或角度小于30°的下向孔石门揭开煤层前煤层瓦斯含量测定在无破坏金属绝缘和无干扰气体的环境中2.2 主要技术指标2.2.1测定时间：<24h2.2.2井下取芯与井下解吸系统（1）取芯管取芯管直径：￠73、￠90最大取芯深度：50m取芯钻孔倾角：>12°（2）压风连续定点取样装置钻杆直径：φ42、φ50最大取样深度：下向孔不小于20m，上向孔不小于60m 取样钻孔倾角：水平孔、上向孔、小于30°下向孔（3）井下解吸系统井下需解吸时间：30min井下解吸管量程：800ml井下解吸管精度：2ml2.2.3地面瓦斯解吸系统电源：220V解吸管精度：5ml解吸管有效量程：2000ml/组、3000ml/组微型真空泵抽气速率：3L/min温度计：(-50～0～50)℃电子气压表：977hPa～1340hPa2.2.4称重系统最大称量2000g灵敏度0.1g环境温度5～35℃电源电压220v（＋10％～－15％）功率5W2.2.5煤样粉碎系统装料粒径：≤26mm出料粒径：(80-200)目工作电源：380V，50HZ一次装料量：≤1000g/钵粉碎时间：(3-5)min电机功率：1.5kW2.2.6水分测定系统最大荷载：10g分度值：5mg微分标尺读数范围：(0～1)g水分测定准确度：±0.2g％温度调节范围：（75～160）℃电源及功耗： 220V 50HZ 260W2.2.7气体成分测定系统(根据用户需要选配)主要测定：O2、N2、CH4、CO2类型：双热导、微分子筛（5A）标气：一瓶，35%CH4、1%CO2、15%O2、49%N2载气：一瓶，高纯氢气2.2.8数据处理系统软件的安装：本处理软件为免安装版，双击运算主程序即可进入数据处理界面；软件运行环境：本软件操作系统为windows XP，office办公系统要求2003版本；软件主要功能：用户管理、Q值计算、输出报表、重新计算和帮助。

3 工作原理通过向煤层施工取芯钻孔，用井下取信系统将煤芯从煤层深部取出，及时放入煤样筒中密封；然后用井下解吸系统测量煤样筒中煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量，并以此来计算瓦斯损失量Q1；把煤样筒带到实验室然后在地面解吸仪上测量从煤样筒中释放出的瓦斯量, 与井下测量的瓦斯解吸量一起计算煤芯瓦斯解吸量Q2；将煤样筒中的部分煤样经称量系统称重后装入密封的粉碎系统加以粉碎，测量在粉碎过程及粉碎后一段时间所解吸出的瓦斯量（常压下），并以此计算粉碎瓦斯解吸量Q3；借助水分测定系统、气体成分测定系统和数据计算系统求取可解吸瓦斯含量：瓦斯损失量、煤芯瓦斯解吸量和粉碎瓦斯解吸量之和就是可解吸瓦斯含量，即Q m＝Q1＋Q2＋Q3。

根据《煤矿瓦斯抽采基本指标》计算常压残存量Q c，则可得出煤层瓦斯含量Q= Q m+Q c。

4 安装、使用及操作4.1含量装置安装本套设备的安装主要为地面实验室的建设，地面实验室需要面积为不小于20m2的地面平房，内部需经过简单装修，配有空调或暖气、水池、两个高度为60cm和一个高度为40cm 的铁质或固定试验平台。

本套设备安装即实验室的建设需专人指导下进行，如图2、3所示。

4.2含量装置使用本实验室的使用需配备专人，要求为实验室需配备专职人员一名，井下除打钻人员外取芯人员2名，并且实验前仔细阅读各种实验设备的说明书，掌握各种设备的使用方法及注意事项并且实验室操作人员要进行培训。

含量装置的使用流程图如图1所示。

图1 含量装置使用流程图4.3含量装置的操作4.3.1操作总则此总则为含量装置实验室操作规程总则，具体为地面解吸系统、煤样称量系统、粉碎解吸系统、水分测定系统、气体成分测定系统（选配）和数据处理系统的操作规程详见各独立操作规程。

4.3.1.1 实验前仔细阅读各种实验设备的说明书，掌握各种设备的使用方法及注意事项并且实验室操作人员要进行培训。

4.3.1.2 实验气体中含有易燃易爆甲烷和氢气，实验前必须打开实验室排气扇。

4.3.1.3 实验前准备：包括地面解吸装置例如实验液体的事先配制，量管中气体的排空。

4.3.1.4 解吸和取气：首先进行地面解吸仪解吸玻璃管的气密性检查，然后连接胶管，缓慢打开煤样筒阀门，按照实验室纪录表格记录解吸量Q22、实验室温度和大气压力。

4.3.1.5 选样称重：把全部煤样缓慢分散倒入煤样盆中，去掉矸石后再称量煤样净重，按照附表记录煤样净重。

选取煤样（选取有代表性的，尽量均匀选取各段），分成两部分，约100～200g，称重，按照附表纪录各煤样重量。

4.3.1.6 粉碎和取气：首先进行地面解吸仪解吸玻璃管的气密性检查，然后把煤样放入料钵并密封好料钵；设定粉碎时间为3～5分钟。

按照附表记录解吸量；关闭粉碎机，关闭气路阀门，打开粉碎罐倒出煤粉，并用脱脂棉擦拭干净料钵。

重复操作另一个样品。

4.3.1. 7 气体成分分析（选配）：打开实验室外载气瓶阀门，使载气压力稳定在0.4MPa，通气约5~10分钟后打开色谱仪总电源；对色谱仪进行温度设定，使色谱仪预热大约1小时后，再打开桥流开关；按照说明书要求进行色谱分析标定后进行气体成分分析；分析完毕先关闭系统，再关闭桥流开关、总开关、过45～60分钟后再关闭载气阀门。

4.3.1.8 水分测定：包括原煤的水分测定和煤芯的水分测定，原煤在取芯点附近按照取芯标准取芯。

4.3.1.9 含量计算：把两个附表的实验记录表格填入计算程序，计算出结果并保存。

4.3.2井下取芯系统操作4.3.2.1 井下取芯系统除打钻工人外要配备至少2名人员，1人操作1人记录；取芯系统主要为取芯管和井下解吸系统操作规程中的仪器及物品，下井前要进行清点以防遗漏。

4.3.2.2 取样钻孔的准备：①采用取芯管取样时：取芯管包括单层取芯管、双层采煤管和改进型双层三种型号；根据取芯管尺寸先施工预定深度的钻孔，钻孔直径由取芯管外径确定，如采用普通取芯管（外径73mm）可施工直径为90mm的钻孔；采用双层采煤管与改进型双层取芯管（外径89mm）可施工直径为108mm的钻孔。

②采用压风连续定点取样装置时：选择相配套钻机和钻头，进行。

4.3.2.3 取芯方式分为巷帮取样方式和迎头走向取样方式。

4.3.2.4 在取芯地点安装好钻机并保证正常工作并检查取芯管是否到位、钻杆是否能和取芯管联接，钻头（φ90和φ108两种）大小是否和取芯管外径配套、煤样筒和工具箱是否携带至井下。

4.3.2.5 确定取芯钻孔倾角、方位、钻头直径、开孔高度、取芯管及钻机型号并做好相关记录。

4.3.2.6 取芯钻孔先用开孔钻头施工，采用湿式钻进；当钻进到预定深度后退出钻杆换用取芯管采用水进行取芯；取芯过程水量大小可根据煤层软硬情况进行调整。

4.3.2.7 取芯管送达孔底后，调整钻进参数，进行取样钻进，同时用秒表记录起钻时间；钻进至取芯管装满为止，记录钻进结果时间；快速退出取芯管，将所取煤样进行适当分选，装进煤样筒，并用秒表记录煤样筒密封时间，取样工作结束；之后进行下一轮取芯作业。

4.3.2.8 仔细做好以下记录：取芯时间、取芯位置、取芯位置埋深、取芯人员、钻机及钻头型号、开孔时间及位置、开孔高度、开孔倾角及方位角、煤样粒度大小、煤层厚度、取芯深度、钻机钻进到预定深度时停钻时间、取芯开始时间、取芯结束时间、钻杆退出钻孔时间和开始解吸时间。

4.3.2.9 上述4.3.2.5~4.3.2.7针对取芯管取芯，对于压风连续定点取样装置参见其说明书。

4.3.2.10 注意事项：尽可能地减少取样时间；如实反映打钻过程中的喷孔、顶钻、排粉等情况。

4.3.3井下解吸系统操作4.3.3.1 井下解吸系统包括井下解吸仪、煤样筒(取芯)、矿用大气压力表（含温度计）、秒表、机械手表、连接胶管及扳手；下井前要仔细准备并反复检查上述携带物品，保证无遗漏且完好；需将密封装置充气放入清水中检查气密性。

4.3.3.2 井下取芯及解吸系统至少配备2名工作人员；到达取芯目的地后在钻机调整或开孔过程中要准备好井下解吸系统，在煤样取出前做好以下3～7的准备工作。

4.3.3.3 首先将井下解吸仪底塞打开灌水至适当刻度（根据煤层瓦斯含量大小确定），放入密封垫圈后拧紧底塞。

4.3.3.4 在井下解吸仪灌水过程务必注意防止密封垫圈丢失；灌水时要底座口朝上，待灌水完毕并上紧底塞后要立即倒置井下解吸仪，使底座朝下并观察底塞是否有漏水现象。

4.3.3.5 解吸仪灌水完毕并检漏后将其悬挂，用乳胶管一端连接解吸仪进气嘴，一端待煤样筒装入煤样后连接煤样筒出气嘴。

4.3.3.6 打开煤样筒盖，准备煤样的装入；打开煤样筒盖上阀门检查出气嘴是否有堵塞现象，并将煤样筒阀门始终处于开启状态，与“O”型密封圈一起放置一旁以便随时取用。

4.3.3.7 打开矿用大气压力表和温度计盖子让其暴露在空气中，待读数稳定后读取大气压力(KPa)和温度计读数(℃)。

4.3.3.8 煤样取出后立即装入煤样筒，安装好密封圈盖紧煤样筒盖，完毕后快速把煤样筒出气嘴连接到乳胶管的一端。

4.3.3.9 打开出气阀门前准确读数井下解吸仪液面（凹液面）刻度并作记录作为初始刻度，打开阀门瞬间待气体涌出后迅速读取液面刻度作为0min刻度并打开秒表计时，然后每一分钟读取液面刻度一次，直至30min结束；当解吸瓦斯体积达到井下解吸仪最大量程85%时，关闭解吸仪阀门重新灌水后继续解吸；30min内解吸瓦斯量用以推算瓦斯损失量Q1；解吸30min后解吸仪读数与初始刻度读数之差即为井下瓦斯解吸量Q21。