瓦斯损失量计算方法的比较
井下钻屑解吸法以及种取样过程中的瓦斯损失量公式
附件1：井下钻屑解吸法，以及常见的8种计算取样过程中的瓦斯损失量公式1.1井下钻屑解吸法井下钻屑解吸法的原理：通过井下采集新鲜原始煤样，实测煤样瓦斯解吸量，根据负指数函数（kt 0V V e -=）规律推算取样过程煤样的损失瓦斯量，然后在实验室测定煤样的残存瓦斯量，最后根据煤样的取样过程中损失瓦斯量、井下瓦斯解吸量、残存瓦斯量和煤样重量计算煤层瓦斯含量。
井下钻屑解吸法测定步骤如下：(1)在新暴露的采掘工作面煤壁上，用煤电钻垂直煤壁打一个∮42mm 的钻孔，当钻孔钻预定位置时开始取样，并记录采样开始时间t 1；(2)将采集的新鲜煤样装罐并记录煤样装罐后开始解吸测定的时间t 2，用FHJ-2型瓦斯解吸速度测定仪（图1-1）测定不同时间t 下的煤样累计瓦斯解吸量Q t ，一般测定2个小时，解吸测定停止后拧紧煤样罐以保证不漏气，送实验室测定煤样残存瓦斯量。
(3)损失量计算将不同解吸时间下测得资料按下式换算成标准状态下的体积Q oi :w s i 0i 5273.2*p h p Q 1.013*10273t =+0(-9.81-)*Q *()(1-1) 式中 Q 0i —算成标准状态下的解吸瓦斯体积，ml ；Q i —不同时间解吸瓦斯测定值,ml ；P o —大气压力,Pa ；h w —量管内水柱高度,mm ；Ps —h w 下饱和水蒸汽压力,Pa ；t w —量管内水温，℃。
把不同时间的煤样累计解吸量Q t 换算为不同时间的瓦斯解吸速度V t ，对全部测点[(t 0+t),V i ]进行回归计算，求出k 和V 0，再由0-kt 02Q (1-e )V k =计算取样过程中的漏失瓦斯量。
(4)将解吸测定后的煤样连同煤样罐送实验室测定其残存瓦斯量、水分、灰分等；(5)根据换算成标准状态下的煤样损失瓦斯量、解吸瓦斯量、残存瓦斯量和煤的质量，可求出煤样的瓦斯含量。
众所周知，瓦斯含量由取样过程中损失瓦斯量、井下解吸瓦斯量和残存瓦斯量三部分组成，其中，井下解吸瓦斯量和残存瓦斯量均可实测得到，取样过程中的损失量需要通过井下测定数据推算获得。
煤层瓦斯含量测定方法及误差分析
煤层瓦斯含量测定方法及误差分析贾晓亮 , 崔洪庆(河南理工大学 安全学院 , 河南 焦作 454000 )[摘 要 ] 介绍了目前国内外测量瓦斯含量的各种方法 , 并逐一分析了各种方法的优缺点 。
实践证明 , 应用直接方法测定煤层瓦斯含量过程中存在许多技术问题 , 如推算瓦斯损失量数值偏低 , 误差随取样深度增加而增加等 , 分析了其存在这些问题的根本原因 , 为瓦斯参数测定提供依据 。
[关键词 ]瓦斯含量 ; 瓦斯损失量 ; 解吸法 ; 影响因数[中图分类号 ] TD71213[文献标识码 ] A[文章编号 ] 1006 26225 ( 2009 ) 022*******M ea surem en t M e thod s for Ga s C on t en t i n C o a l 2seam an d Error Ana ly s i sJ I A X i ao 2li ang, C U I Hong 2q i ng( 11Safe t y Co ll ege, H e nan U n i ve r sity of Sc i ence & Techno l o gy, J i aoz uo 454000 , Ch i na )A b stra c t: V a ri o u s m e a su rem e n t m e thod s fo r g a s con ten t a t hom e and ab oa rd cu rren tly a re in t roduced in th is p ap e r . M e r it and d e m e r it of eve ry m e th od is ana lyzed . P rac t ice p r oved tha t the re a re m any techn ica l p r ob lem s in app lying d irec t m e thod to m ea su ring g a s c on t en t in coa l seam. Fo r examp le, g a s lo s s amoun t ca l cu l a t ed is lowe r than ac t ua l va l ue an d its e r ro r inc r ea s e s w i th samp ling dep th .B a s ic cau se s of the p r ob l em s a r e ana l yzed, wh i ch p rovide ba s is fo r g a s p a r am e t e r m e a s u r em e n t . Key word s : g a s con t en t ; g a s lo s s amoun t ; de s o r p t ion m e t hod; influence fac t o r要有效地治理煤矿瓦斯 , 首先必须准确测量煤层瓦斯含量 , 推算煤层瓦斯涌出量大小 , 为矿井瓦 斯预测提供可靠的基础数据。
三、红层区隧道瓦斯涌出量估算方法和判别标准
红层区隧道瓦斯涌出量的估算方法和判别标准如下：
估算方法
红层区隧道瓦斯涌出量的估算方法比较复杂，需要根据实际情况采取不同的技术手段进行。
一般来说，可以采用以下几种方法进行估算：
（1）理论计算法：根据瓦斯生成量、渗透系数、孔隙度等参数，通过数学模型计算得到瓦斯涌出量。
（2）现场测量法：通过在隧道周围设置监测点、使用瓦斯检测仪等设备，在现场对瓦斯涌出量进行实时监测和测量。
（3）实验模拟法：通过在实验室中建立类似于隧道环境的瓦斯涌出模型，模拟瓦斯涌出过程，进而估算隧道瓦斯涌出量。
判别标准
在估算红层区隧道瓦斯涌出量的同时，还需要制定相应的判别标准，以便对瓦斯涌出的危险程度进行评估和控制。
一般来说，判别标准主要有以下几个方面：
（1）瓦斯涌出量的大小：瓦斯涌出量的大小是判断瓦斯危险程度的重要指标，常用的标准包括每秒钟涌出量、每小时涌出量等。
（2）瓦斯浓度的大小：瓦斯浓度也是评估瓦斯危险程度的重要因素，通常可根据相关规定和标准进行判定。
一般来说，瓦斯浓度超过0.2%就会产生爆炸危险。
（3）瓦斯来源的稳定性：对于红层区隧道而言，瓦斯来源的稳定性也是一个非常重要的判别因素，通过分析瓦斯来源的特点和地质情况，可以判断瓦斯涌出是否具有持续性和稳定性，进而采取相应的防治措施。
解吸法测定煤层瓦斯含量过程中瓦斯损失量3种推算方法对比
解吸法测定煤层瓦斯含量过程中瓦斯损失量3种推算方法对比分析张向阳，郭孟志，宋传杨，高留强（郑州煤业集团白坪煤业公司，河南登封452470）摘要：基于井下解吸法直接测定煤层瓦斯含量过程中瓦斯损失量的重要性，采取全钻粉煤样在实验室不同压力条件下测定其解吸规律，然后运用3种损失量计算方法对瓦斯损失量计算结果进行分析比较，结果表明：槡t法更加符合钻屑初始阶段瓦斯解吸规律，采用该方法计算煤样瓦斯损失量误差较小。
关键词：解吸法；瓦斯含量；瓦斯损失量中图分类号：TD712文献标志码：B文章编号：1003－496X（2012）08－0177－03Comparative Analysis of Three Kinds of Prediction Method of Gas Loss Amount DuringDeterming Coal Seam Gas Content Process By Desorption MethodZHANG Xiang－yang，GUO Meng－zhi，SONG Chuan－yang，GAO Liu－qiang（Baiping Coal Industry Company of Zhengzhou Coal Industry Group，Dengfeng452470，China）Abstract：Based on the importance of gas loss amount during directly determing coal seam gas content process by desorption method，the desorption laws of full drillings coal samples under the different pressure conditions of the laboratory were measured，and then three kinds of gas loss amount methods were used to analyze and compare the conclusion of gas loss amount．The results showed that槡t meth-od was more in line with the gas desorption law in the initial stage of drill cuttings，and it had a little error to calculate the gas loss a-mount．Key words：desorption method；gas content；gas loss amount煤层瓦斯含量是计算瓦斯储量与瓦斯涌出量的基础，也是预测煤与瓦斯突出危险性的重要参数之一［1］。
现场瓦斯损失量拟合举例
现场瓦斯损失量拟合操作举例
1、拟合公式的化简（以兰氏方程为原本）
Q+c=[(c+Q+e)t]/(t+b)
公式中：Q——现场瓦斯累计解吸量
C——损失瓦斯量
E——未测得瓦斯量
T——瓦斯解吸时间（min^0.5）
B——参数
简化后y=(a*x)/b-c;
//y——现场瓦斯累计解吸量, C——损失瓦斯量, a——未测得瓦斯量, x——瓦斯解吸时间（min^0.5）
2.在1stOpt软件中，拟合数据，以便获得参数a,b,c的值。
公式要用C语言的样式编写。
3.获取参数，查看拟合程度
（1）首先在origin里输入数据
（2）选中x,y两列，在菜单里点击scatter（散点）
（3），新建公式
（4）步骤1-8
（5）确定后对其进行拟合
（6）步骤
（7）点击fit
(8)右键单击对话框，点击属性
（9）根据要求对其进行修改
3.保存，以便更改。
瓦斯管路阻力损失计算公式推导(三)
瓦斯管道阻力损失计算公式推导一、 管道摩擦阻力的基本方程 1．一般方程H=λd L g V 22ρg=λd L 22V ρ （1）式中：H ――管道压力损失，Pa ； λ――管道的摩阻系数，无因次； Ｌ――管道长度，ｍ； d ――管道内径，m ； ρ――气体密度，kg/m ３； g ――重力加速度，m/s 2； V ――管道内的气体流速，m/s 。
以V=24d Qπ代入(1)式得：H=λd L 422216d Q πρ= 0.81057λ52d LQ ρ (2)式中：Ｑ――管道内气体流量，m 3/s 。
2．管道摩擦阻力的基本方程将(2)式中流量Q 的单位换算成m 3/h ，管道内径d 的单位换算成cm ，则： H ＝ 625.44λ52d LQ ρ (3)式中：H ――管道压力损失，Pa ； λ――管道摩阻系数，无因次； Ｌ――管道长度，ｍ；Q ――管道内的气体流量，m 3/h ；d ――管道内径，cm ； ρ――气体密度，kg/m ３。
(3)式即为管道摩擦阻力计算的基本方程。
二、 钢道摩擦阻力计算公式1．钢管的摩阻系数钢管的摩阻系数按下式计算：λ＝0.11(d ∆+Re68)0.25(4) 式中：λ――管道摩阻系数，无因次；Δ――管道内壁的当量绝对粗糙度（Δ＝0.017），cm ； d ――管道内径，cm ； Re ――雷诺数，无因次。
Re ＝νVd(5)式中： V ――管道内瓦斯平均流速，m/s ；d ――管道内径，ｍ；ν――瓦斯的运动粘度，m 3/s 。
以V=24dQπ代入(5)式得：Re ＝dQνπ4 (6) 式中：Ｑ――管道内瓦斯流量，m 3/s 。
将(6)式中流量Ｑ的单位换算成m 3/h ，管道内径d 的单位换算成cm ，则：Re ＝d Qνπ3600400 (7)将Re 代入(4)式得： λ＝0.11(d∆+1923Q d ν)0.25 (8)2.钢管摩擦阻力的计算公式将(8)式代入(4)式，则：H ＝68.8(d ∆+1923Q d ν)0.2552d LQ ρ (9)(9)式即为钢管摩擦阻力计算的基本公式，式中的流量Q 、密度ρ和运动粘度ν均为工况状况下的参数，但在实际计算过程中难以预先确定管道内每段的实际工况，特别是管内气体压力。
瓦斯流量、含量、涌出量、衰减系数
瓦斯流量、含量、涌出量、衰减系数瓦斯含量、涌出量、抽放量、衰减系数(一）1、单孔瓦斯流量（m3/min）（钻孔瓦斯抽放量）Q=K1.S=KπDL K1------瓦斯涌出速度或强度以（m3/min.m2）D----钻孔直径L-----钻孔长度K1值计算方法 K1=q0e-tq0-----钻孔瓦斯涌出初速度 m3/min.m2－钻孔瓦斯流量衰减系数t---时间q0计算方法 q0=aX[0.0004V ad2+0.16] m3/min.m2式中a取0.026X为煤层瓦斯含量V ad煤层挥发分或者：q0=0.59/1440 X钻孔瓦斯涌出衰减系数可以通过实测进行计算而得3、钻孔抽放时间决定因素①采掘布置允许的抽放时间，要达到抽采掘平衡②瓦斯抽放率。
与瓦斯涌出量有关系，国家有相应规定4、计算瓦斯含量两种方法：①直接法采用钻孔取芯的地质钻孔取煤样方法采用解吸仪进行计算。
②间接法。
利用实测某处瓦斯压力用公式反推瓦斯含量X=×n(t s -t) +（二）第一节：瓦斯含量计算1.1 主要原理是利用瓦斯压力计算瓦斯原始含量瓦斯压力利用和深度的关系公式：P=(2.03-10.13) H (开采垂深及压力系数)计算：开采垂深取550m,，压力系数取2.6通过间接法公式计算得在最低水平时：1#煤的瓦斯含量为：12.29m3/min第二节：区域抽采前的瓦斯含量2.1回采工作面瓦斯涌出量计算：q采＝q1+q2开采层相对瓦斯涌出量q1=K1×K2 ×K3 ×m(W0-W C)/MW0由上式可得；W C残存瓦斯含量由公式计算而得，它与原煤的水分、灰分有直接关系K1和K2和K3由围岩瓦斯涌出、工作面丢煤系数、采区内准备巷道预排瓦斯有关残存瓦斯量为：W C为4.2m3/t （1#）；2.25 m3/t（2#）；2.37m3/t（3#）q1=9.21m3/t邻近层瓦斯：开采1#煤时2#煤层涌入吨煤瓦斯量为：3.26m3/t√√开采1#煤层时，3#煤层涌入吨煤瓦斯量为：4.41m3/t开采1#煤层时，围岩涌入瓦斯量为：9.21×15%＝1.38m3/t邻近层总计：q2= 3.26+4.41+1.38＝9.05m3/t累计： q采＝18.26m3/t另外考虑瓦斯涌出不均匀性取回采工作面涌出系数为1.3总相对瓦斯涌出量为：1.3×18.26＝23.74m3/t（与产量大小无关）折合绝对瓦斯涌出量：23.74×910/1440＝15m3/min（与产量大小有直接关系）2.2掘进工作面瓦斯涌出量：（1）掘进煤壁瓦斯涌出量q3=D×V×q0 ×2(√L/V-1)=0.95m3/min（2）落煤瓦斯涌出量q4=S.V.r(W0-W c)＝0.59m3/min绝对瓦斯涌出量总计q掘＝1.54m3/min相对瓦斯涌出量总计1.54×1440/63.2=35.09m3/t(掘进的产量每天推算按63.2T)2.3采区的瓦斯涌出量计算（工作面和2个掘进面）q区=K’(∑q回Ai+1440∑q掘i)/A0此处K’ 瓦斯采区涌出不均匀系数1.3q回采面相对瓦斯涌出量Ai为采面平均日产量q掘为掘进面瓦斯相对涌出量A0为采区产量.与回采面的日产量相同.经计算二采区相对瓦斯涌出量为 34.03m3/t2.4矿井瓦斯涌出量计算（矿井以一个采区二个掘进面达产）瓦斯除了本身一个采面之外，和两个掘进面之外，另还要考虑其它采区涌入瓦斯q=K’’’’(∑q区Ai)/∑A i矿井相对涌出量为：1.3×(34.3×910)/910=44.24m3/t（考虑其它涌入系数）矿井绝对涌出量：44.24×910/1440=27.96m3/min2.5抽采率的确定：因矿井绝对瓦斯涌出量为27.96m3/min在20－40之间故选择矿井抽采率达到35%为目标。
关于解吸法测定煤层瓦斯含量中损失量计算的讨论
关于解吸法测定煤层瓦斯含量中损失量计算的讨论雷咸锐;李恒乐;侯海海【摘要】At present, as a method in mensurating coal seam gas content, the desorption has been widely applied in many mine areas. However, a lot of practices show that this method still exists some problems, especially in the aspect of gas loss compensation. This paper focuses on the analysis of the problems about loss calculation in mensurating coal seam gas by desorption, and advances a improved method.%目前,解吸法作为测定煤层瓦斯含量的方法在各个矿区都已得到广泛应用。
然而,大量的实践表明,此方法仍然存在着一些问题,特别在瓦斯损失量的补偿方面。
本文主要对解吸法测试煤层瓦斯含量时关于损失量计算出现的问题进行了分析,并提出了改进方法。
【期刊名称】《煤矿现代化》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】3页(P57-59)【关键词】解吸法;瓦斯含量;损失瓦斯量;改进【作者】雷咸锐;李恒乐;侯海海【作者单位】河南理工大学瓦斯地质研究所,河南焦作454003;河南理工大学瓦斯地质研究所,河南焦作454003;河南理工大学瓦斯地质研究所,河南焦作454003【正文语种】中文【中图分类】TD712.3煤层瓦斯含量是煤层瓦斯主要参数之一，是进行矿井通风设计、矿井瓦斯涌出量预测、煤与瓦斯突出预测、瓦斯抽采等工作的重要基础参数[1]。
然而，大量的实践证明，实测的许多瓦斯含量值显然并不准确，有些与实际相差甚远，甚至失去利用价值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
煤层瓦斯含量的测定中，瓦斯损失量［1］计算是 关键一步，计算的准确度将直接影响测定结果。用 图解法计算瓦斯损失量是最为常见的方法，然而，应 用图解法计算瓦斯损失量是否满足测定的准确度的 要求 就 需 要 和 其 他 的 方 法 加 以 比 较。最 小 二 乘 法［2］是计算瓦斯损失量的另一种方法，此方法借助 MATLAB 进行离散数据的曲线拟合并给出残差分析 使得计算过 程 简 化，精 度 提 高，可 与 图 解 法 进 行 比 较，在实际应用中可以取 2 种方法计算结果的最大 值。
据（ xi，yi） 中寻找出自变量 x 和因变量 y 之间的函数 关系 y = f（ x） 。由于实验数据一般比较离散，因此 并不要求 y = f（ x） 经过所有的点（ xi，yi ） ，而只要求 在给定 xi 上误差 δi = f（ xi ） － yi 按照某种标准最 小，通常采用欧氏范数 | δ | 2 作为误差量度的标准， 这就是最小二乘法。在选择了曲线的数学模型之后 使用最小二乘法选择曲线方程中的系数，一般通过 偏差的平方和对每个系数求偏导数，令偏导数为 0 来建立方程组，经过一系列推导得出系数公式，进而 求得系数［3］。 2． 2 最小二乘法原理
mm； p2 为温度为 t（ 井下温度） 时水的饱和蒸汽压，
kPa。
阳泉煤业（ 集团） 平定泰昌煤业有限公司 15# 煤
层瓦斯 解 吸 的 测 点 数 据 如 下： （ 60，0 ） ，（ 62，30 ） ，
（ 67，70 ） ，（ 72，122 ） ，（ 77，165 ） ，（ 82，193 ） ，（ 87，
China University of Mining and Technology，Xuzhou 221008，China） Abstract： When using the direct method to measure the gas content in coal seam，the most difficult to control and the largest error is gas loss quantity calculation． At present，using the graphic method and the least squares method to calculate the loss quantity of gas are the most commonly method． In this paper，two methods were used to calculate the gas loss quantity in measuring coal seam gas content，and the results were compared and analyzed． Then on the basis of statistical measured data，the influence of the two methods on the accuracy of gas loss quantity was analyzed and compared． Key words： graphic method； least squares method； gas loss quantity； direct method； gas content measurement
1． 2 图解法应用实例
为了计算方便，将不同解吸时间下测得的数据
按下式换算成标准状态下的体积。
V0
= 101．ຫໍສະໝຸດ 33273． 2 × （ 273．
2
+
t1 ）
（
p1
－ 0．
009
81h
－
p2 ）
V
式中： V 为 量 管 内 气 体 体 积，mL； p1 为 大 气 压
力，kPa； t1 为量管内的水温，℃ ； h 为量管内水柱高；
文献标志码：B
文章编号：1003 － 496X（ 2012） 09 － 0166 － 03
The Comparative Analysis of Gas Loss Quantity Calculation Method
LI Ying － chun1，2 ，YANG Sheng － qiang1，2 （ 1． State Key Laboratory of Coal Resource and Safety Mining，Xuzhou 221008，China； 2． School of Safety Engineering，
图解法和最小二乘法是计算瓦斯损失量最为常用的方法，采用这 2 种方法对煤层瓦斯含量测定
过程中的瓦斯损失量进行了计算，并进行了比较分析，然后在统计实测数据的基础上分析比较这
2 种方法对瓦斯损失量测定准确度的影响。
关键词：图解法； 最小二乘法； 瓦斯损失量； 直接法； 瓦斯含量测定
中图分类号：TD712
·166·
（ 第 43 卷第 9 期）
分析·探讨
瓦斯损失量计算方法的比较分析
李迎春1，2 ，杨胜强1，2
（ 1． 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏 徐州 221008； 2． 中国矿业大学 安全工程学院，江苏 徐州 221008）
摘 要：用直接法测定煤层瓦斯含量时，最难控制、误差也最大的就是瓦斯损失量的计算。目前，
1 图解法计算瓦斯损失量
1． 1 图解法的原理 图解法的原理： 以换算到标准状态下的瓦斯体
积 V0 为纵坐标，以解吸时间的平方根 T = 槡t0 + t为
横坐标，将全部测点绘在坐标纸上，测点的直线关系 线的截距即为瓦斯损失量。
基金项目：国家自然科学基金重点资助项目（ 50834005） ； 国际科技 合作项目（ 2008DFB70100）
积 V0 （ mL） 为纵坐标，将各测点数据描绘在坐标纸 上，如图 1。
由图 1 可得出直线关系线的截距为 980，即瓦
斯损失量为 980 mL。
分析·探讨
（ 2012 － 09）
·167·
图 2 瓦斯解吸量在时间点上的分布
图 1 瓦斯解吸点分布
2 最小二乘法计算瓦斯损失量
2． 1 数据分析模型 在科学实验的统计方法中往往要从一组实验数
220） ，（ 92，251 ） ，（ 97，278 ） ，（ 102，330 ） ，（ 107，
402） ，（ 112，450 ） ，（ 117，510 ） ，（ 122，652 ） ，（ 142，
733） ，（ 162，870） ，（ 180，1 000） 。 以 t（ min1/2 ） 为横坐标，以换算后的解吸瓦斯体