安全工程专业实验教程4.2煤的瓦斯残存量测定

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1、××学院煤的瓦斯残存量测定一、实验目的了解瓦斯残存量的测定原理及实验设备掌握煤层瓦斯残存量测定方法和数据处理手段二、实验原理在负压的状态下，由于压力梯度的存在，煤体中瓦斯气体由高压向低压渗流，渗流速度受温度和破碎程度的影响。三、仪器设备（1）真空脱气装置1-超级恒温器；2-密封罐；3-穿刺针头；4-滤尘管；5-集水瓶；6-冷却管；7-水银真空计；8-隔水瓶；9-吸水管；10-排水瓶；11-吸气瓶；12-真空瓶；13-大量管；14-小量管；15-取气支管；16-水准瓶；17-干燥管；18-分隔球；19-真空泵；A-螺旋夹；B～F-单向活塞；G～K-三通活塞；L、M-120°三通活塞。三、仪

2、器设备（2）煤样罐：罐内径大于60mm，容积足够装煤样400g以上，在1.5MPa气压下保持气密性；（3）真空脱气装置；（4）球磨机，含球磨罐；（5）气相色谱仪：符合GB/T13610要求；（6）天秤：秤量不小于1000g，感量不大于1g；（7）超级恒温器，最高工作温度（95～100）℃；（8）水分快速测定仪。三、仪器设备真空脱气系统恒温水浴图真空泵四、实验步骤（1）煤样送到实验室后，对煤样进行试漏，把煤样罐浸入水中进行检测，观察是否漏气，不漏气者合格。（2）对真空脱气装置进行气密性检查，要求真空系统在最大真空度下放置240min，真空计水银液面上升不超过5mm，各含量管在水准瓶放低情况

3、下不上升。（3）煤样与脱气仪连接前，对仪器左侧真空系统抽气，达到最大真空度时停泵，观察真空水银液面，在10min内保持不下降合格。（4）关闭脱气仪的真空计，通过穿刺针头及真空胶管将煤样罐与脱气仪连接。四、实验步骤（5）粉碎前常温脱气：煤样首先在30℃恒温下脱气，直至真空计水银液面不动为止。每隔30min重新抽气，—直进行到每30min内泻出瓦斯量小于10cm3。（6）粉碎前加热脱气：常温脱气后，再将煤样加热至（95～100）℃恒温，重复a）进行脱气。脱气终了后，关闭真空计，取下煤样罐，迅速地取出煤样立即装入球磨罐中密封。（7）脱气过程中如集水瓶5积水过多妨碍气流通过时，应及时将积水排出。

4、排水时要防止将真空系统中瓦斯抽出。（8）煤样粉碎：球磨罐使用前进行气密性检查；煤样装罐时，如果块度较大，应事先将煤样在罐内捣碎至粒度25mm以下，然后拧紧罐盖密封；煤样粉碎到粒度小于0.25mm的重量超过80%为合格。四、实验步骤（9）脱气和称重：煤样粉碎后脱气按上述方法进行，本阶段脱气要一直进行到真空计水银柱稳定为止。然后，关闭真空计，取下球磨罐，待罐体冷却至常温后，打开罐体，称量煤样重量（称准到1g）按GB474《煤样的制备方法》缩制成分析煤样，另可按GB/T212《煤的工业分析方法》分析煤的Mad、Aad及Vdaf。（10）气体体积的计量。读取量管读数时，提高水准瓶，使量管内外液面

5、齐平；同时记录大气压力、气压表温度及室温，将观察结果写到脱气记录表中。五、数据分析通过气体组分分析，得出氧气浓度，根据空气中氧气的含量换算出煤层自然瓦斯成分，并将两次脱气的气体体积换算到标准状态下的体积。设第一个阶段脱气得到各种气体组分的浓度分别为：C(O2)、C(N2)、C(CH4)、C(CO2)、C(重烃)……，%。按下列公式计算各种气体组分无空气基的浓度。五、数据分析A(O2)=A(CH4)=A(CO2)=A(重烃)=×100×100×100×100五、数据分析A(N2)、A(CH4)、A(CO2)、A(重烃)——分别为扣出空气后各种气体组分的浓度，%，即作为煤层自然瓦斯成分。V0

6、=(P1--P2)×V′式中：V0——换算到标准状态下的气体体积，cm3；t1——实验室温度，O℃；P1——大气压力，kPa；t2——气压计温度，O℃；P2——在室温t2下饱和食盐水的饱和蒸汽压，kPa；V′——在实验室温度t1（O℃）、饱和水蒸气压或饱和食盐水压P2（kPa）条件下贮气瓶内气体体积，cm3。六、注意事项1.超级恒温水浴和球磨机使用完要及时关闭，实验结束时关闭真空泵，一定要使真空泵通大气；2.使用注射器前，一定要记得清洗三次，每次吸气不得小于20ml；3.实验过程中，当量管容纳不下解吸出来的气体时，可将气体混合均匀后，把气体排出，采集部分气体进行组分分析。