MD-2型煤鉆屑瓦斯解吸儀

一、MD-2煤鉆屑瓦斯解吸儀用途

在井下石門揭煤和采掘工作面打鉆，測(cè)定煤鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Δh₂、K₂和瓦斯解

吸速度衰減系數(shù)C，以測(cè)定工作面煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。

二、MD-2煤鉆屑瓦斯解吸儀原理和構(gòu)造

該儀器的原理為：在井下不對(duì)煤樣進(jìn)行人為脫氣和充氣的條件下，利用煤鉆屑中殘存瓦斯壓力（瓦斯含量），向一密閉的空間釋放（解吸）瓦斯，用該空間體積和壓力（以水柱計(jì)壓差表示）變化來(lái)表征煤樣解吸出的瓦斯量。

MD-2型煤鉆屑瓦斯解吸儀主體為一整塊玻璃加工而成。儀器構(gòu)造如圖1所示，有水柱1、解吸室2、煤樣瓶3和三通旋塞4、兩通旋塞5等組成。儀器外形尺寸270×120×34mm，重量約為0.8kg。

儀器配備有孔徑1mm和3mm分樣篩一套，秒表一塊，煤樣瓶10只。

三、MD-2煤鉆屑瓦斯解吸儀主要技術(shù)性能

1．煤樣粒度：           1~3mm；

2．煤樣重量：           10g；

3．測(cè)定指標(biāo)             Δh₂、K₁、C；

4．水柱計(jì)測(cè)定壓差： 200mm水柱；

5．儀器系統(tǒng)誤差：       ≤±1.46%；

6．儀器精密度：         ±1mm水柱；

MD-2型鉆屑瓦斯解析儀結(jié)構(gòu)示意圖

1-水柱計(jì)  2-解吸室  3-煤樣瓶    4-三通旋塞     5-二通旋塞

四、測(cè)定方法和步驟

1．  測(cè)定前的要準(zhǔn)備

① 給水柱計(jì)注水，并將兩側(cè)液面調(diào)整至刻度線；

② 檢查儀器的密封性能。一旦密封失效，需更換新的“O”型密封圈；

③ 準(zhǔn)備好配套裝備，如秒表、分樣篩等。

2．  煤鉆屑采樣

在石門揭煤工作面打鉆時(shí)，每打1m煤孔應(yīng)采煤鉆屑樣1個(gè)。在鉆孔進(jìn)入到預(yù)定采樣深

度時(shí)，啟動(dòng)秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)鉆屑排出孔時(shí)，用篩子在孔口收集煤鉆屑。經(jīng)篩分后，取粒度1～3mm（1mm篩，3mm篩下品）煤樣裝入煤樣瓶3中，煤樣應(yīng)裝至煤樣瓶標(biāo)志線位置（相當(dāng)于煤樣重量10g）。

采掘工作面打鉆時(shí)，每2米鉆孔采煤鉆屑樣1個(gè)。采樣方法和要求與石門揭煤工作面相同。

3．  測(cè)定操作步驟

①先打開(kāi)兩通旋曬，然后將已采煤樣的煤樣瓶放入解吸室2中，擰緊解吸室上蓋，打開(kāi)三通螺旋塞4，使解吸室與水柱1和大氣均連通，煤樣處于暴露狀態(tài)；

②當(dāng)煤樣暴露時(shí)間為3min時(shí)，逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)三通旋塞捏手，使解吸室與大氣隔，緊與水柱計(jì)連通，開(kāi)始進(jìn)行解吸測(cè)定，并重新開(kāi)始計(jì)時(shí)；

③每隔1min記錄下解吸儀水柱計(jì)壓差，連續(xù)測(cè)定10min。

五、鉆屑解吸指標(biāo)確定

1．鉆屑解吸指標(biāo)Δh₂

鉆屑解吸指標(biāo)為測(cè)定開(kāi)始后第2min末解吸儀水柱壓差計(jì)讀數(shù)。該指標(biāo)無(wú)需計(jì)算，直接從解吸儀水柱計(jì)上讀取；

2．衰減系數(shù)C

衰減系數(shù)C由下式計(jì)算：

C=Δh₂/2÷（Δh₁₀―Δh₂）/（10―2）=4Δh₂/（Δh₁₀―Δh₂）               （1）

式中：Δh₂——測(cè)定開(kāi)始后第2min末解吸儀水柱計(jì)壓差讀數(shù)，mm水柱；

      Δh₁₀——測(cè)定開(kāi)始后第10min末解吸儀水柱計(jì)壓差讀數(shù)，mm水柱；

         C——衰減系數(shù)，無(wú)因次。

3. 解吸指標(biāo)K₂值

解吸指標(biāo)K₂值為煤樣自煤體脫落暴露后，第1min內(nèi)每克煤樣的累積瓦斯解吸量。按下式計(jì)算：

K₁=(Q+W)/（t+3）^0.5                                                 （2）

式中：Q——煤樣解吸測(cè)定開(kāi)始后，tmin時(shí)解吸儀實(shí)測(cè)每克煤樣的累積瓦斯解吸量， mL/g;

    對(duì)MD-2型解吸儀Q由下式計(jì)算：

                    Q=0.0821Δh/10                                           (3)

0.0821——解吸儀結(jié)構(gòu)常數(shù)，mL/mm水柱；

   10——煤樣重量，g；

     t——解吸測(cè)定時(shí)間，min；

   W₂——解吸測(cè)定開(kāi)始前，煤樣在暴露時(shí)間內(nèi)損失瓦斯量，mL/g；

    3——煤樣暴露時(shí)間，min。

測(cè)定后先按公式（3）將水柱計(jì)讀數(shù)換算為解吸量Q，然后根據(jù)10min解吸測(cè)定的10組數(shù)據(jù)，用作圖法或小二乘法求出k₂和W₂。

六、指標(biāo)臨界值確定

鉆屑解吸指標(biāo)Δh₂、K₂和C的突出危險(xiǎn)性臨界值應(yīng)根據(jù)各礦煤層的實(shí)測(cè)資料確定。無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)，可參考下表所列數(shù)據(jù)。

突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)鉆屑解吸指標(biāo)臨界值

七、測(cè)定注意事項(xiàng)

1．   該儀器配備有10只煤樣瓶，煤樣瓶上刻線位置所標(biāo)志的煤樣重量為10g。為計(jì)算Δh值，可在每一個(gè)煤樣解吸測(cè)定后，用膠塞或紙團(tuán)將煤樣瓶口塞緊，帶到地面稱量煤樣重量（煤樣處于自然干燥狀態(tài)），然后按下式對(duì)測(cè)定值進(jìn)行修正。

Δh＝10Δh`/G

式中：Δh`——井下解吸儀實(shí)測(cè)水柱計(jì)壓差讀數(shù)，mm水柱；

Δh——修正后解吸儀水柱計(jì)壓差讀數(shù)，mm水柱；

 G——稱量煤樣重量，g。

    2．煤樣暴露時(shí)間為煤鉆屑自煤體脫落時(shí)起，到開(kāi)始進(jìn)行解吸測(cè)定的時(shí)間?？捎上率接?jì)算：

                t₀=t₂+t₃

式中：t₀——煤樣暴露時(shí)間，min；

t₂——煤鉆屑自煤體脫落起到排至鉆孔孔口所需的時(shí)間，min。

可由下式預(yù)計(jì)t=0.1L

L——取樣時(shí)鉆孔深度，m；

t₂——從孔口取煤鉆屑到開(kāi)始進(jìn)行解吸測(cè)定的時(shí)間，min。