【正文】 一定粒度的煤樣樣品置于密封容器中，測(cè)定其在相同溫度、不同壓力條件下達(dá)到吸附平衡時(shí)所吸附的甲烷等試驗(yàn)氣體的體積；然后，根據(jù) Langmuir單分子層吸附理論，通過(guò)理論計(jì)算求出表征煤對(duì)甲烷等試驗(yàn)氣體吸附特性的吸附常數(shù) a（ Langmuir體積， VL）、 b（ Langmuir壓力的倒數(shù)， 1/pL）以及等溫吸附曲線。 103 二、測(cè)試原理 方法要點(diǎn) 0102030400 1 . 6 3 . 2 4 . 8 6 . 4瓦斯壓力（ M P a ）吸附量（m3/t）T e s tL a n g m u i r吸附壓力 Pi 吸附量 Vi 壓力表 怎么測(cè)？ 吸附態(tài) 游離態(tài) P 104 二、測(cè)試原理 儀器裝置 105 二、測(cè)試原理 GB／ T 19560— 2023 與 GB／ T 19560— 2023區(qū)別 平衡水煤樣 煤樣處理 干燥煤樣 He 死體積測(cè)定 抽真空、 He Langmuir體積 VL 吸附常數(shù) 吸附常數(shù) a Langmuir壓力 PL 吸附常數(shù) 吸附常數(shù) b b=1/PL 儲(chǔ)層溫度、原煤基 分析基 標(biāo)態(tài)、可燃基 106 三、 樣品制備 煤樣制備及相關(guān)測(cè)試 a）煤礦現(xiàn)場(chǎng)采集煤層全厚煤樣，除去矸石雜質(zhì)，四分法縮分成 1kg，按標(biāo)準(zhǔn)要求裝袋。 b）按照 GB／ T 474制取粒度為 mm～ mm(60目～ 80目 )的煤樣 200 g。 c）按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定 Mad， Aad， Vdaf， TRD等參數(shù)。 107 三、 樣品制備 平衡水煤樣制備 a）稱取空氣干燥基煤樣，樣量不少于 35 g。 b）將稱量后的煤樣置于器皿中，均勻加入適量蒸餾水。 c）將裝有樣品的器皿放人濕度平衡的干燥器中，干燥器底部裝有足最的硫酸鉀過(guò)飽和溶液，每隔 24 h稱量一次，直到相鄰兩次稱量變化不超過(guò)試樣質(zhì)量的 2％。 108 三、 樣品制備 平衡水煤樣制備 d）平衡水分計(jì)算公式： 式中： Mc—— 樣品的平衡水分含量，％， G1 —— 平衡前空氣干燥基樣品質(zhì)量，單位為克 (g) G2—— 平衡后樣品質(zhì)量，單位為克 (g)； Mad —— 樣品的空氣干燥基水分含量，％。 109 四、 測(cè)試前準(zhǔn)備工作 吸附罐、充氣罐體積測(cè)定 吸附罐剩余體積（死體積）測(cè)定 實(shí)測(cè)法： 計(jì)算法： 打開(kāi)氦氣瓶 ， 向系統(tǒng)充入 一定量 的氦氣 ， 使其壓力值達(dá)到 2 MPa～ 3 MPa， 平衡后測(cè)定實(shí)際壓力 。 利用氣態(tài)方程計(jì)算空間體積 。 110 五、 吸附等溫線的測(cè)定 抽真空 充氣罐（定量罐）充瓦斯 吸附罐充瓦斯（定量） 打開(kāi)閥門，向吸附罐及其管路系統(tǒng)抽真空，真空值到達(dá) 4Pa時(shí)停止。 打開(kāi)調(diào)節(jié)閥門，向參考缸充人甲烷氣體或其他試驗(yàn)用氣體，記錄每次充氣前后的氣體壓力。 打開(kāi)參考缸閥門，向吸附罐系統(tǒng)充人甲烷氣體或其他試驗(yàn)用氣體，壓力調(diào)節(jié)到目標(biāo)壓力附近，吸附平衡時(shí)間 12h，記錄參數(shù)。 老標(biāo)準(zhǔn)要求 7h。 111 六、 相關(guān)計(jì)算 煤樣體積計(jì)算 式中： Vs—— 煤樣的體積， (cm3)； p1 —— 平衡后壓力， (MPa)； p2—— 參考缸初始?jí)毫Γ?(MPa)； p3—— 樣品缸初始?jí)毫Γ?(MPa)； n —— 平衡后溫度， (K)； T2—— 參考缸初始溫度， (K)； T3—— 樣品缸初始溫度， (K)； V1—— 系統(tǒng)總體積， (cm3)； V2—— 參考缸體積， (cm3)； V3—— 樣品缸體積， (cm3)； Zl—— 平衡條件下氣體的壓縮因子； Z2—— 參考缸初始?xì)怏w壓縮因子； Z3—— 樣品缸初始?xì)怏w的壓縮因子。 112 六、 相關(guān)計(jì)算 sf VVV ?? 0自由空間體積計(jì)算 式中： Vf—— 自由空間體積， (cm3)； V0—— 樣品缸總體積， (cm3)； Vs—— 煤樣的體積， (cm3)。 113 六、 相關(guān)計(jì)算 ??? ii nV iiiii RTZVPnnZRTPV ??? 21 nnn i ??各點(diǎn)吸附量 式中： ni—— 氣體的摩爾數(shù)， (mol)； nl—— 平衡前樣品缸內(nèi)氣體的摩爾數(shù)， (mol)； n2—— 平衡后樣品缸內(nèi)氣體的摩爾數(shù)， (mol)； Vi—— 吸附氣體的總體積， (cm3)； Gc—— 煤樣質(zhì)量， (g)。 吸附摩爾數(shù)： ci GV /?吸附量吸附體積： 吸附量： 114 六、 相關(guān)計(jì)算 吸附常數(shù)計(jì)算 bpabpVpppVVVpVpVp LPL bVLLLLL ????? ??????? ?? 1 1,a式中： p —— 氣體壓力， (MPa)； V —— 在壓力 p條件下吸附量， (cm3/g)； VL—— 最大吸附容量，又稱 Langmuir體積， (cm3/g)； pL—— Langmuir壓力， (MPa)。 a —— 吸附常數(shù)，表示最大吸附量， (cm3/g)； b —— 吸附常數(shù)， 1/PL， (MPa1)。 115 六、 相關(guān)計(jì)算 等溫吸附性繪制 bpabpVpppVVVpVpVp LPL bVLLLLL ????? ??????? ?? 1 1,a對(duì) Langmuir方程的線性化處理： ApBVpVpV pVp LLL VpBVALLL?????? ?????? ,1pABV ppaabV pbpabpV abBaA 111,111111 ?????? ????? ??????Langmuir方程 經(jīng)典 Langmuir方程 怎么求得 a， b值呢？ 116 六、 相關(guān)計(jì)算 等溫吸附性繪制 p / V = 0 . 0 2 4 3 p + 0 . 0 1 4 500 . 0 40 . 0 80 . 1 20 . 1 60 . 20 1 . 6 3 . 2 4 . 8 6 . 4pp/VT e s t線性 ( T e s t ) 111111??????? BAaBbAa ，bpabpV ??1A1 B1 117 第七章：煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)指標(biāo)測(cè)定 Δh K q、 S 一、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo) Δh2 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo) Δh2 Δh2：表示一定質(zhì)量的鉆屑在特定時(shí)間內(nèi)瓦斯解吸量大小的指標(biāo)。 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo) Δh2 Pa 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1 （ mL/g? ） 鉆屑量 S （ kg/m） （ L/m） 200 6 119 一、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo) Δh2 煤破壞類型越高， Δh2 越大 Δh2與突出危險(xiǎn)性的關(guān)系 不同破壞類型煤△ h2隨時(shí)間的變化關(guān)系 1,2,3,4,5分別為 Ⅰ ,Ⅱ ,Ⅲ ,Ⅳ ,Ⅴ 類煤 0 10 20 3010203040t/mi nΔh2/mm120 一、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo) Δh2 突出煤的 Δh2 比非突出煤大 Δh2與突出危險(xiǎn)性的關(guān)系 煤孔鉆屑煤樣△ h2隨時(shí)間的變化關(guān)系 1,2,突出； 3,4,非突出 t/mi nΔh2/mm0 2 4 6 8 1010203040506070121 一、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo) Δh2 測(cè)試步驟 煤樣罐（ 10g） 解吸室 水柱計(jì) 三通閥 兩通閥 儀器準(zhǔn)備 調(diào)平、打開(kāi)三通 打鉆、接樣 Φ42mm， 2,4,6,8,10m 篩分、裝樣 1~3mm， 2min內(nèi)裝樣 測(cè)定 3min計(jì)時(shí)， 5min結(jié)束 122 二、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo) K1 tWQK ??1Q：解吸量； W：損失量； K1意義：瓦斯解吸曲線的斜率。 原理 WtKQ 1?初始解吸階段，總解吸量與時(shí)間的 1/2次方呈線性關(guān)系，遵循下列方程： ?tan211 ?????nttWQ n12121tan Kttntt Q n ???????123 二、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo) K1 儀器與操作步驟 儀器準(zhǔn)備 調(diào)平、開(kāi)機(jī)待機(jī) 打鉆、接樣 Φ42mm， 2,4,6,8,10m 篩分、裝樣 1~3mm， 2min內(nèi)裝樣 輸入 T0=1~2min， L0 測(cè)試、顯示 測(cè)試 5min，顯示 F0 124 二、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo) K1 預(yù)測(cè)、效檢指標(biāo)臨界值 125 三、鉆孔瓦斯涌出初速度 q 當(dāng)打眼結(jié)束后 2min時(shí)，瓦斯涌出流量可達(dá)到最大值，即 q＝ qH。因此，我們測(cè)定鉆孔瓦斯涌出初速度時(shí)，封孔測(cè)定工作必須在 2min內(nèi)完成，讀數(shù)時(shí)間在打眼后 2min進(jìn)行較為理想。 原理 L/minqt 0 t n t H tq nq H(min)鉆孔瓦斯涌出初速度變化曲線圖 126 三、鉆孔瓦斯涌出初速度 q ①采用 φ42mm煤電鉆在預(yù)測(cè)地點(diǎn)打孔，鉆孔打到預(yù)定深度后，將孔中鉆屑排凈，立即將鉆桿拉出鉆孔； ②用封孔器的排氣管將封孔器送到鉆孔預(yù)定位置，前方留出 1m的測(cè)量氣室長(zhǎng)度（過(guò)去 q： ， R： 1m）。 ③用打氣筒向封孔器充氣，使表壓力達(dá)到 。 操作過(guò)程 127 三、鉆孔瓦斯涌出初速度 q ④用 WTY突出危險(xiǎn)性預(yù)報(bào)儀與排氣管連接。 前述四項(xiàng)工作要求在 2min內(nèi)完成。 ⑤觀察流量計(jì)讀數(shù)約 3min，待流量計(jì)穩(wěn)定時(shí)讀取最高流量值； ⑥在測(cè)定流量之前，要預(yù)先估計(jì)所測(cè)流量的大小，以便選取合適的量程。 操作過(guò)程 128 三、鉆孔瓦斯涌出初速度 q 預(yù)測(cè)、效檢指標(biāo)臨界值 129 四、鉆屑量指標(biāo) S 打鉆過(guò)程中，由于應(yīng)力作用，鉆孔收縮，導(dǎo)致鉆屑量增大。 原理 步驟 (1)用 φ42mm麻花鉆桿打鉆，鉆進(jìn)速度要均勻，約 1m/min，鉆桿不得或高或低； (2)當(dāng)鉆進(jìn)到取樣位置時(shí)，在孔口收集每米鉆進(jìn)的全部鉆粉量。 (3)用彈簧稱或量杯稱量每米鉆孔鉆粉量的重量或體積。 臨界值 130 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. 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