MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪
用途
用于井下直接测定采掘工作面,石门揭煤工作面和煤层区域性突出危险性的配套仪器。测定煤钻屑瓦斯解吸指标Δh2、k1值,以确定工作面煤与瓦斯突出危险性。
原理和构造
该仪器的原理为:在井下不对煤样进行认为脱气和充气的条件下,利用煤钻屑中残存瓦斯压力(瓦斯含量),向一密闭的空间释放(解吸)瓦斯,用该空间体积和压力(以水柱计压差表示)变化来表征煤样解吸出的瓦斯量。
MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪主体为一整块有机玻璃加工而成,仪器构造如图1所示,由水柱计1、解吸室2、煤样瓶3、和三通旋塞4、两通旋塞5等组成。仪器外形尺寸为1mm和3mm,重量约为0.8kg。
仪器配备有空径1mm和3mm分样筛一套,秒表一块,煤样瓶8只。
仪器主要技术性能
图1 MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪结构示意图
水柱计 2-解吸室 3-煤样瓶 4-三通旋塞 5-两通旋塞
注:
1.煤样粒度:1-3mm;2.煤样重量:10g;3.测定指标:Δh2、k1;4.水柱计测定压差:200mm水柱;5.仪器系统误差:±1.46%;6.仪器精密度:±1mm.
测定方法和步骤
测定前的必要准备
给水柱计注水,并将两侧液面调整至刻度线;
检查仪器的密封性能,一旦密封失败,需要换新的0型密封圈;
准备好配套装备,如秒表,分样筛等。
煤钻屑采样
在石门揭煤工作面打钻时,每打1m煤孔应采煤钻屑样1个,在钻孔进入到预定采样深度时,启动秒表开始计时,当钻屑排出孔时,用筛子在孔口收入集煤钻屑,经筛分后,取粒度13mm1mm筛上品,3mm筛下品煤样装入煤样瓶中,煤样应装至煤样瓶标志线位置相当于煤样10g。采掘工作面打钻时,每2米钻孔采煤钻屑样1个,采样方法和要求与石门揭煤工作面相同。
测定操作步骤
首先打开两通旋塞,然后将已采煤样的煤样瓶迅速放入解吸室2中,拧紧解吸室上盖,打开三通旋塞4,使解吸室与水柱计1和大气均连通,煤样处于暴露状态;
当煤样暴露时间为3min时,迅速逆时针方向旋转三通旋塞捏手,使解吸室与大气隔绝,仅与水柱计连通,开始进行解吸测定,并重新开始计时;
每隔1min记录下解吸仪水柱压差,连续测定10min。
五、钻屑解吸指标确定
1.钻屑解吸指标Δh2钻屑解吸指标测定开始后第2min末解吸仪水柱计压差读数,该指标无需计算。直接从解吸仪水柱上读取;
2.解吸指标K1值 解吸指标值为煤样自煤样体脱落暴露后,第1min内每克煤样的累积瓦斯解吸量,按下式计算:
K1=------------------------------------ (1)
式中;Q-煤样解吸测定开始后,t min时解吸仪实测每克煤样的累积瓦斯解吸量,ml/g;
对MD-2型解吸仪Q由下式计;
Q=0.0821Δh/10 ----------------------------------(2)
0.0821----解吸仪结构常数,ml/mm水柱;
10----煤样重量:g ;
t----解吸测定时间,min ;
W1----解吸测定开始前,煤样在暴露时间内损失瓦斯量,mi/g;
3----煤样暴露时间, min;
测定后首先按公式(2)将水柱计数换算为解吸量Q,然后根据10min解吸测定的10组数据,用作图法或小二乘法求出K1和W1。
六 指标临界值确定
钻屑解吸指标Δh2、k1的突出危险性临界值应根据各矿煤层的实测资料确定。无实测资料时,可参考下表所列数据。
突出危险性预测钻屑解吸指标临界值
工 作 面
类
别 Δh2
(mm水柱) K1值(m1/min ) 突出危险性
f0.35 f<0.35
石 门 揭 煤
工 作 面 20 0.8 0.6 突出危险工作面
<20 <0.8 <0.6 突出危险工作面
采
掘
工
面 20 0.7 0.5 突出危险工作面
<20 <0.7 <0.5 突出危险工作面
七.测定注意事项
1.该仪器配备有8只煤样瓶,装满煤样瓶所标志的煤重为约10g。为计算Δh值,可在每一个煤样解吸测定后,有胶塞或纸团将煤样口塞紧,带到地面称量煤样重量(煤样处于自然干燥状态,然后按下式对测定值进行修正。)