WT-1型瓦斯放散初速度测定仪的应用
2010-01-01郑迎春宋聪聪
郑迎春 宋聪聪
（中平能化集团技术中心瓦斯研究所，河南 平顶山 467000）
1 引言
瓦斯放散初速度（△P值）表示含有瓦斯的煤体暴露时，放散瓦斯快慢（即由吸附态转化为游离态）的一个指标，是煤层突出危险性区域预测、煤层突出危险性区域划分和矿井突出危险性鉴定的重要参数之一。平煤集团瓦斯防治研究所实验室自成立以来，在集团公司领导的大力支持下，购买了煤科总院抚顺煤科分院最新研制的WT-1型瓦斯放散初速度测定仪。经过一年多的实践，初步总结出了集团公司在测定瓦斯放散初速度的规律。
2 瓦斯放散初速度的测定
2.1 WT-1型瓦斯放散初速度测定仪简介
WT-1型瓦斯放散初速度测定仪是老式瓦斯扩散速度测定仪的更新换代产品，主要用于测定瓦斯放散初速度△P；考查研究煤的瓦斯放散特性，连续测定一个大气压下吸附后，0～60s的瓦斯扩散速度△D。
它采用了全自动操作程序，测试后的结果自动存储，并以曲线报表的形式打印输出。主要技术指标：
△P指标：
测量范围：全范围
测定误差：≤90pa
△D指标：
测量范围：全范围
测定误差：≤90ml/min
2.2 工作原理
在煤与瓦斯突出发生、发展过程中，就煤质自身而言，人们公认的观点只有两个因素：
一是煤的强度。强度越大越不容易破坏，对突出发展的阻力就越大，突出的危险性就越小；相反，煤的强度越小越易破坏，其阻力就越小，破碎所需的能量就越小，突出危险性就越大。
二是煤的放散瓦斯能力，在突出的最初一段时间内煤中所含的瓦斯放散出的越多，在突出过程中就容易形成携带煤体运动的瓦斯流，其突出的危险性也就越大；相反如煤中含有大量瓦斯，但在短时间内放出的量很小，那么这种煤虽含有大量瓦斯，但不易形成瓦斯流，其突出危险性就越小。
该仪器就是测定上述煤质自身的第二个因素，煤的瓦斯放散能力：①煤的放散初速度△P，②煤样在一分钟内的瓦斯扩散速度△D。
煤的瓦斯放散初速度△P，是指在1个大气压下咐附后用mmHg表示的45~60s内的瓦斯放散量与0~10s内放散量的差值。
煤样在1分钟内的瓦斯放散速度△D，是在1个大气压下的吸附后，在0~60s各段时间上煤样放散出的瓦斯累计量。
2.3 煤样的制取和填装
(1)在井下采新鲜暴露面的煤样，并按煤层破坏类型分层采样，每一煤样重500克。煤样粉碎混合后，将粒度符合标准（烟煤粒度为0.25~0.5毫米，无烟煤为2~3毫米）的煤样仔细均匀混合后，称出煤样，每份重3.5克；潮湿煤样要自然凉干，除掉煤的外在水分。
(2)旋下仪器的煤样瓶下部的紧固螺栓，将煤样装入。为防止脱气和充气时的煤尘飞入仪器内部，必须在煤样上盖好一层脱脂棉。装上煤样瓶后先用手扶正，再旋紧紧固螺栓。
2.4 实验记录数据的管理
系统为每一个实验煤样的扩散速度、放散速度分别创建一个以“ks”“fs”为扩展名的数据文件。煤样的扩散速度、放散速度曲线及计算结果都被保存起来了。为了便于管理，建议用户在文件存盘时起一个便于识别、具有特征的文件名。文件存放位置应当集中在一个或几个专门的目录（或文件夹）内，并作备份，避免因计算机病毒感染、误操作引起的文件丢失。
2.5 注意事项
所用的瓦斯气浓度应大于99%，否则若含有氧气、二氧化碳和水分，应安装过滤、干燥装置。
脱气、充气过程中不允许关闭计算机或退出本系统。
仪器内有220V电压，仪器电源开时不要打开仪器机箱，非专业人员不要对仪器进行随意拆卸。
2.6 测定情况
自2009年以来，我们使用WT-1型瓦斯放散初速度测定仪共测定梨园矿、平宝公司、方山矿、平禹四矿、九矿及一矿等共计200多个送检煤样，测得的最大△P值为27.5，最小值为5.7，平均为12.5。
3 结论与建议
实验表明，当煤粒度大于一定数值时，其瓦斯放散规律基本保持不变（该数值即为极限粒度），当煤粒小于极限粒度时，煤粒中孔隙结构组成对甲烷气体的运移起主导作用，瓦斯的运移可简化后用扩散定律来描述。在宏观上，煤对瓦斯放散规律在不同试验条件、不同时间段也有不同的特征。
该仪器采用了美国传感器，完全实现计算机监测控制，操作简单，数据准确，整个测试过程只需根据计算机界面提示按动相应键就可完成；消除了人为因素对实验结果带来的误差。
由于是最新全自动系统，出现故障无法及时准确找到故障点，而且还需由生产厂家专人上门维修，等待时间长，影响参数测定。
建议再购买一套重庆分院研制的WT-2测定仪器。此仪器在测定参数的同时还可以与目前所用仪器测定结果进行对比，以确保测定结果的准确、可靠性。
[1]吕有厂.煤层瓦斯赋存规律及防治技术[M].北京：中国矿业大学出版社，2006.
[2]曹林.高压吸附下的瓦斯放散除速度研究[D].煤炭科学总院抚顺分院，2000.
[3]李晓林.温度对瓦斯放散初速度测定的影响研究[M].北京：中国矿业大学出版社，2008.
