[科普中国]-煤层瓦斯含量采样

在煤田地质勘探阶段，为测定煤层中的瓦斯含量和成分而从钻孔煤心中采集煤样的工作。煤层瓦斯含量采样，目前一般首先将从钻孔取出的煤心及时装入密封罐，取出一部分用解吸仪测定煤样中瓦斯解吸量，分析其随时间的变化规律。同时，根据煤样的暴露时间计算采样过程中损失的瓦斯量。然后，将仍装有一部分煤样的密封罐送到实验室，用这一部分煤样测定煤心中残存的瓦斯含量。最后，用解吸瓦斯量(包括解吸量和损失量)与残存瓦斯量的总和，除以煤心中可燃物质的重量，求出煤层中的瓦斯含量。

沿革煤层瓦斯含量采样方法的发展大体分为三个阶段。第一阶段，即20世纪50年代，主要应用瓦斯真空管取样。第二阶段，即20世纪60年代初，采用煤炭科学研究院抚顺研究所在引进苏联瓦斯采取器基础上研制的“抚研65型集气式瓦斯采取器”。第三阶段，即20世纪70年代末，开始采用解吸法测定煤层瓦斯含量。

采样仪器设备①密封罐。内径大于煤心直径10mm，容积足够装400g煤样，在15标准大气压下可保持气密性。②瓦斯解吸速度测定仪，简称解吸仪，量管体积800mm，最小刻度4mm，温度计刻度0～50℃，分度1℃。③空盒气压计，依采样点当地标高，分别选择高原型或平原型。④16号胸骨穿刺针头等。

采样前准备工作密封罐在使用前，用清水洗净，烘干或风干，检查气密性 (加压到3～4atm不得有漏气现象)。解吸仪在使用前，用吸气球将其量管内水面提升至零刻度点，关闭螺旋夹，放置十分钟，量管内水面不动方为合格。

煤样采取方法使用普通煤心管钻取煤心，一次取心长度不小于0.4m，煤样重量需超过250g。在取煤提钻过程中，向钻孔反灌冲洗液，并保持冲洗液始终充满钻孔。提钻应连续进行，如因机械故障提钻中途停顿，在孔深200m以浅，不得超过五分钟;在200m以深，也不得超过十分钟。采样时，应详细记录起钻时间T1、钻具提至孔口时间T2、煤样装罐时间T3、开始解吸时间T4。T2与T3时间间隔不得超过十分钟。对于柱状煤心，取其中含矸少的部分; 对于粉状及块状煤心，要剔除矸石、泥皮及钻进中研磨烧焦部分。煤样以自然状态装入密封罐(不得用水清洗、不得压实)，罐口保留1cm空隙。

解吸法取样不适用于严重漏水钻孔、喷瓦斯钻孔和井下倾斜钻孔，也不适用于测定岩石瓦斯含量的取样。

瓦斯解吸速度的测定用排气管连接密封罐与解吸仪，从煤样泄出的瓦斯进入解吸仪量管，用排水集气法将瓦斯收集在量管内。随后，每隔一定时间记录量管刻度读数及测定的时间，共观测两小时(开始观测的头一小时内，第一次间隔两分钟，以后每隔三五分钟读数一次;第二小时内，每隔一二十分钟读数一次)，测定瓦斯解吸速度。1

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李兵 - 副教授 - 西南大学