AQ 1080-2009 煤的瓦斯放散初速度指标（ΔP）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。

      本标准适用于煤的瓦斯放散初速度指标（ΔP）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。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，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。

      GB 474 煤样的制备方法

      GB/T 477 煤炭筛分试验方法

      GB 482 煤层煤样采取方法

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（Ap） index （ΔP） of initial velocity of diffusion of coal gas

      3.5 g规定粒度的煤样在0.1 MPa压力下吸附瓦斯后向固定真空空间释放时，用压差ΔP（mmHg） 表示的10 s〜60 s时间内释放出瓦斯量指标。

3.2

      固定空间fixed space

      在瓦斯放散初速度指标（ΔP）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 diffusion space

      在瓦斯放散初速度指标（ΔP）勿测试中，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，其结构如图1所示；

      b）等容变压式，其结构如图2所示。

5 测定仪器、用具及参数

5.1 基本要求

      试样瓶容积（含管路）5 mL；

      固定空间体积28 mL（不含试样瓶），出厂时应标定；

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

      甲烷气源0.1 MPa,纯度＞99.9% ；

      1——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

      1——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

      分样筛：孔径0.2 mm、0.25 mm各一个； 天平：量程100 g,感量0.05 g； 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0 mmHg〜360 mmHg,误差＜1 mmHg,内径3 mm。

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＜10-6 Pa·m3/s,耐压0.2 MPa；

      传感器：量程0 mmHg〜760 mmHg,误差＜0.5 mmHg。

5.4 气密性检查

5.4.1 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5 min 后，汞柱计液面相差应小于1 mm。

5.4.2 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5 min后，放散空间压力增加应小于1 mmHg。仪器应带气密性自检功能。

5.4.3 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250 g。

6.2 制样

      按照GB 474、GB 477的规定制作。筛分出粒度为0.2 mm〜0.25 mm的煤样。每个煤样取两个试样，每个试样重3.5 g。

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ΔP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1.5 h后关闭真空泵，将甲烷瓶与试样瓶连接，充气（充气压力为0.1 MPa）使两个试样吸 附瓦斯1.5 h。

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所示，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仍（mm），45 s时再连通试 样瓶与固定空间，60 s时断开试样瓶与固定空间，再一次读出汞柱计两端差力（mmHg）；

      c） 计算：ΔP=P₂ 一 P₁。

7.2.2 等容变压式仪器测定

      a）如图2所示，关闭阀门8、9,打开阀门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，关闭阀门2,打开阀门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,10 s时关闭阀门8,记录固定空间压力H1 （mmHg）, 45 s时再打开阀 门8,60 s时关闭阀门8,再一次读出固定空间压力Hz（mmHg）；

      c）按测定的H₁、H₂,由下式换算成以mmHg为单位的ΔP值：

      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），单位为毫升（mL）；

      r—— 规定的变容变压装置的汞柱计内截面半径，单位为毫米（mm）；

      V—— 等容变压装置的放散空间体积，单位为毫升（mL）；

      H₁、H₂——等容变压装置第10 s、第60 s时的固定空间压力，单位为毫米汞柱（mmHg）。

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