1 范圍

      本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)定煤的瓦斯放散初速度指標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)采樣、儲(chǔ)存、制樣、測(cè)定方法、測(cè)定儀器、測(cè)定步驟與結(jié)果表述。

      本標(biāo)準(zhǔn)適用于煤的瓦斯放散初速度指標(biāo)（ΔP）的實(shí)驗(yàn)室測(cè)定。

2 規(guī)范性引用文件

      下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有 的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究 是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

      GB 474 煤樣的制備方法

      GB/T 477 煤炭篩分試驗(yàn)方法

      GB 482 煤層煤樣采取方法

3 術(shù)語(yǔ)和定義

      下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

3.1

      瓦斯放散初速度指標(biāo)（Ap） index （ΔP） of initial velocity of diffusion of coal gas

      3.5 g規(guī)定粒度的煤樣在0.1 MPa壓力下吸附瓦斯后向固定真空空間釋放時(shí)，用壓差ΔP（mmHg） 表示的10 s?60 s時(shí)間內(nèi)釋放出瓦斯量指標(biāo)。

3.2

      固定空間fixed space

      在瓦斯放散初速度指標(biāo)（ΔP）測(cè)試中，容納解吸瓦斯且不含試樣瓶在內(nèi)的封閉空間。

3.3

      放散空間 diffusion space

      在瓦斯放散初速度指標(biāo)（ΔP）勿測(cè)試中，容納解吸瓦斯的封閉空間。

4 測(cè)定方法

      測(cè)定方法有兩種：

      a）變?nèi)葑儔菏剑浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示；

      b）等容變壓式，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

5 測(cè)定儀器、用具及參數(shù)

5.1 基本要求

      試樣瓶容積（含管路）5 mL；

      固定空間體積28 mL（不含試樣瓶），出廠時(shí)應(yīng)標(biāo)定；

      真空泵：抽氣量＞2 L/min且＜5 L/min,真空度＜4 Pa；

      甲烷氣源0.1 MPa,純度＞99.9% ；

      1——真空泵

      2——玻璃管;

      3——二通閥；

      4——固定空間；

      5——試樣瓶；

      6——三通閥；

      7——真空汞柱計(jì)。

圖1 變?nèi)葑儔菏皆矸派⒊跛俣戎笜?biāo)測(cè)定儀示意圖

      1——真空泵；

      2、8、9——閥門；

      3——固定空間；

      4——壓力傳感器;

      5——試樣瓶；

      6——管路;

      7——甲烷氣源。

圖2 等容變壓式原理放散初速度指標(biāo)測(cè)定儀示意圖

      分樣篩：孔徑0.2 mm、0.25 mm各一個(gè)； 天平：量程100 g,感量0.05 g； 漏斗、脫脂棉等。

5.2 變?nèi)葑儔菏綔y(cè)定儀

      真空汞柱計(jì):量程范圍0 mmHg?360 mmHg,誤差＜1 mmHg,內(nèi)徑3 mm。

5.3 等容變壓式測(cè)定儀

      應(yīng)能對(duì)放散量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)、記錄、存儲(chǔ)與計(jì)算。

      閥門：泄漏量＜10-6 Pa·m3/s,耐壓0.2 MPa；

      傳感器：量程0 mmHg?760 mmHg,誤差＜0.5 mmHg。

5.4 氣密性檢查

5.4.1 對(duì)于變?nèi)葑儔菏綔y(cè)定儀，在不裝試樣時(shí)，對(duì)放散空間脫氣使汞柱計(jì)液面相平，停泵并放置5 min 后，汞柱計(jì)液面相差應(yīng)小于1 mm。

5.4.2 對(duì)于等容變壓式測(cè)定儀，在不裝試樣時(shí)，對(duì)放散空間脫氣使其壓力達(dá)到10mmHg以下，停泵并 放置5 min后，放散空間壓力增加應(yīng)小于1 mmHg。儀器應(yīng)帶氣密性自檢功能。

5.4.3 氣密性檢查至少一個(gè)月進(jìn)行一次。

6 采樣與制樣

6.1 采樣

      在新暴露煤壁、地面鉆井、井下鉆孔取煤樣。煤樣應(yīng)附有標(biāo)簽，注明采樣地點(diǎn)、層位、采樣時(shí)間等。 若煤層有多個(gè)分層，應(yīng)逐層分別采樣。每個(gè)煤樣重250 g。

6.2 制樣

      按照GB 474、GB 477的規(guī)定制作。篩分出粒度為0.2 mm?0.25 mm的煤樣。每個(gè)煤樣取兩個(gè)試樣，每個(gè)試樣重3.5 g。

7 測(cè)定步驟

7.1 脫氣與充氣

7.1.1 把同一煤樣的兩個(gè)試樣用漏斗分別裝入ΔP測(cè)定儀的試樣瓶中。

7.1.2 啟動(dòng)真空泵對(duì)兩個(gè)試樣脫氣1.5h。

7.1.3 脫氣1.5 h后關(guān)閉真空泵，將甲烷瓶與試樣瓶連接，充氣（充氣壓力為0.1 MPa）使兩個(gè)試樣吸 附瓦斯1.5 h。

7.1.4 將試樣瓶與甲烷瓶、大氣之間用閥門相互隔離。

7.2 指標(biāo)測(cè)定

7.2.1 變?nèi)葑儔菏絻x器測(cè)定

      a）如圖1所示，開動(dòng)真空泵，打開閥3對(duì)固定空間（含儀器管道）進(jìn)行脫氣，使U型管汞真空計(jì)兩端液面相平；

      b）停止真空泵，關(guān)閉閥3,旋轉(zhuǎn)閥6,使試樣瓶與固定空間相連接并使二者均與大氣隔離，同時(shí)啟 動(dòng)秒表計(jì)時(shí)，10s時(shí)斷開試樣瓶與固定空間，讀出汞柱計(jì)兩端汞柱差仍（mm），45 s時(shí)再連通試 樣瓶與固定空間，60 s時(shí)斷開試樣瓶與固定空間，再一次讀出汞柱計(jì)兩端差力（mmHg）；

      c） 計(jì)算：ΔP=P₂ 一 P₁。

7.2.2 等容變壓式儀器測(cè)定

      a）如圖2所示，關(guān)閉閥門8、9,打開閥門2,開動(dòng)真空泵對(duì)固定空間（含儀器管道）進(jìn)行脫氣；

      b）停止真空泵，關(guān)閉閥門2,打開閥門8,使試樣瓶與固定空間相連接并同時(shí)啟動(dòng)放散速度測(cè)定儀 的計(jì)時(shí)器與壓力傳感器,10 s時(shí)關(guān)閉閥門8,記錄固定空間壓力H1 （mmHg）, 45 s時(shí)再打開閥 門8,60 s時(shí)關(guān)閉閥門8,再一次讀出固定空間壓力Hz（mmHg）；

      c）按測(cè)定的H₁、H₂,由下式換算成以mmHg為單位的ΔP值：

      式中：

      V₀——規(guī)定的變?nèi)葑儔貉b置放散空間體積（汞柱計(jì)液面壓差為0時(shí)），單位為毫升（mL）；

      r—— 規(guī)定的變?nèi)葑儔貉b置的汞柱計(jì)內(nèi)截面半徑，單位為毫米（mm）；

      V—— 等容變壓裝置的放散空間體積，單位為毫升（mL）；

      H₁、H₂——等容變壓裝置第10 s、第60 s時(shí)的固定空間壓力，單位為毫米汞柱（mmHg）。

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