煤的瓦斯放散初速度指标(△p)测定方法

ICS13.100D09备案号：中华人民共和国安全生产行业标准AQAQ×××—200×煤的瓦斯放散初速度指标(△p)测定方法DeterminationMethodforIndex(△p)ofInitialVelocityofDiffusionofCoalGas（报批稿）200×-××-××发布200×-××-××实施国家安全生产监督管理总局发布AQ××××—200×I目次前言........................................................................Ⅱ1范围............................................................12规范性引用文件..................................................13术语和定义......................................................14测定方法........................................................1５测定仪器、用具及参数............................................26采样与制样......................................................37测定步骤........................................................38结果表述........................................................49试验报告........................................................4附录A(规范性附录)变容变压法瓦斯放散初速度指标（ΔP）测定报告单…………………5附录B(规范性附录)等容变压法瓦斯放散初速度指标（ΔP）测定报告单…………………6附录C(规范性附录)煤样瓦斯放散量曲线……………………………………………………7AQ××××—200×II前言本标准为全文强制性标准。本标准的附录A、附录B、附录C均为规范性附录。本标准由国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局提出。本标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会归口。本标准的起草单位：煤炭科学研究总院抚顺分院。本标准的主要起草人：王魁军富向曹垚林孙波李江涛杨宏伟王军聂永兴张哲。本标准为首次发布。AQ××××—200×1煤的瓦斯放散初速度指标（△p）测定方法1范围本标准规定了测定煤的瓦斯放散初速度指标现场采样、储存、制样、测定方法、测定仪器、测定步骤与结果表述等。本标准适用于煤的瓦斯放散初速度指标（△p）的实验室测定。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改条文（不包括勘误的内容）或修订版均不适用本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB474煤层煤样的制备方法GB477煤样的筛分方法GB482煤层煤样的采取方法3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1瓦斯放散初速度指标（△p）Index(△p)ofInitialVelocityofDiffusionofCoalGas3.5g规定粒度的煤样在0.1MPa压力下吸附瓦斯后向固定真空空间释放时，用压差△p（mmHg）表示的10s～60s时间内释放出瓦斯量指标。3.2固定空间FixedSpace在瓦斯放散初速度指标（△p）测试中，容纳解吸瓦斯且不含试样瓶在内的封闭空间。3.3放散空间DiffusionSpace在瓦斯放散初速度指标（△p）测试中，容纳解吸瓦斯的封闭空间。4测定方法测定方法有两种：a）变容变压式，结构如图1；AQ××××—200×275432161-真空泵;2-玻璃管;3-二通阀;4-固定空间;5-试样瓶；6-三通阀;7-真空汞柱计。图1变容变压式原理放散初速度指标测定仪示意图b)等容变压式，结构如图2。1234576981-真空泵;2、8、9-阀门;3-固定空间;4-压力传感器;5-试样瓶;6-管路;7-甲烷气源;图2等容变压式原理放散初速度指标测定仪示意图５测定仪器、用具及参数5.1基本要求试样瓶容积（含管路）：5ml;固定空间体积：28ml（不含试样瓶），出厂时应标定。真空泵：抽气量2l/min且5l/min，真空度4Pa;AQ××××—200×3甲烷气源：0.1MPa，纯度99.9%;分样筛：孔径0.2mm、0.25mm各一个;天平：量程100g，感量0.05g;漏斗、脱脂棉等。5.2变容变压式测定仪真空汞柱计：量程范围0mmHg～360mmHg，误差1mmHg，内径3mm;5.3等容变压式测定仪应能对放散量进行连续监测、记录、存储与计算。阀门：泄漏量10-6Pa·m3/s，耐压0.2MPa;传感器：量程0mmHg～760mmHg，误差0.5mmHg。5.4气密性检查a)对于变容变压式测定仪，在不装试样时，对放散空间脱气使汞柱计液面相平，停泵并放置5min后，汞柱计液面相差应小于1mm。b)对于等容变压式测定仪，在不装试样时，对放散空间脱气使其压力达到10mmHg以下,停泵并放置5min后，放散空间压力增加应小于1mmHg。仪器应带气密性自检功能。c)气密性检查至少一个月进行一次。6采样与制样6.1采样在新暴露煤壁、地面钻井、井下钻孔取煤样。煤样应附有标签，注明采样地点、层位、采样时间等。若煤层有多个分层，应逐层分别采样。每个煤样重250g。6.2制样按照GB474、GB477规定制作。筛分出粒度为0.2mm~0.25mm的煤样。每个煤样取2个试样，每个试样重3.5g。7测定步骤7.1脱气与充气7.1.1把同一煤样的两个试样用漏斗分别装入△p测定仪的试样瓶中；7.1.2启动真空泵对两个试样脱气1.5h；7.1.3脱气1.5h后关闭真空泵，将甲烷瓶与试样瓶连接，充气（充气压力为0.1MPa）使两个试样吸附瓦斯1.5h；7.1.4将试样瓶与甲烷瓶、大气之间用阀门相互隔离。7.2指标测定7.2.1变容变压式仪器测定a）如图１，开动真空泵，打开阀3对固定空间（含仪器管道）进行脱气，使U型管汞真空计两端液面相平；b）停止真空泵，关闭阀3。旋转阀6，使试样瓶与固定空间相连接并使二者AQ××××—200×4均与大气隔离，同时启动秒表计时，10s时断开试样瓶与固定空间，读出汞柱计两端汞柱差p1（mm），45s时再连通试样瓶与固定空间，60s时断开试样瓶与固定空间，再一次读出汞柱计两端差p2（mmHg）。c)计算：△p=p2-p1。7.2.2等容变压式仪器测定a）如图２，关闭阀8、9，打开阀2，开动真空泵对固定空间（含仪器管道）进行脱气。b）停止真空泵，关闭阀2，打开阀8，使试样瓶与固定空间相连接并同时启动放散速度测定仪的计时器与压力传感器，10s时关闭阀8，记录固定空间压力H1（mmHg），45s时再打开阀8，60s时关闭阀8，再一次读出固定空间压力H2（mmHg）。c）按测定的H1、H2,由下式换算成以mmHg为单位的△p值：323122032220102102102rVHrVVHrVP式中，V0－规定的变容变压装置放散空间体积(汞柱计液面压差为０时)，ml;r－规定的变容变压装置的汞柱计内截面半径，mm;V－等容变压装置的放散空间体积，ml;H1、H2－等容变压装置第10s、第60s时的固定空间压力，mmHg。8误差要求与结果表述8.1误差要求测量误差应小于1mmHg。在提交报告时附放散量曲线（见附录C）。8.2结果表述△p单位为mmHg，保留到个位。设两试样△p值分别为a1、a2，则：当a1=a2时，△p取a1;当|a1-a2|=1时，△p取二者最大值;当|a1-a2|1时,为不合格，应装新样重新测试。9试验报告9.1变容变压式仪器测定试验报告按附录A格式提交。9.2等容变压式仪器测定试验报告按附录B格式提交。应提供前60s的放散量曲线。AQ××××—200×5附录A（规范性附录）变容变压法瓦斯放散初速度指标（Δp）测定报告单瓦斯放散初速度指标（Δp）测定报告单送样单位试样编号采样地点煤层送样日期煤种试验日期Δp（mmHg）试样1试样2最终值测试人审核人审批人备注测定单位AQ××××—200×6附录B（规范性附录）等容变压法瓦斯放散初速度指标（Δp）测定报告单瓦斯放散初速度指标（Δp）测定报告单送样单位试样编号采样地点煤层送样日期煤种试验日期Δp（mmHg）试样1试样2最终值瓦斯放散量曲线测试人审核人审批人备注测定单位AQ××××—200×7附录C（规范性附录）煤样瓦斯放散量曲线1045600Vt(s)V(ml)0t