MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪

一、MD-2煤钻屑瓦斯解吸仪用途

在井下石门揭煤和采掘工作面打钻，测定煤钻屑瓦斯解吸指标Δh₂、K₂和瓦斯解

吸速度衰减系数C，以测定工作面煤与瓦斯突出危险性。

二、MD-2煤钻屑瓦斯解吸仪原理和构造

该仪器的原理为：在井下不对煤样进行人为脱气和充气的条件下，利用煤钻屑中残存瓦斯压力（瓦斯含量），向一密闭的空间释放（解吸）瓦斯，用该空间体积和压力（以水柱计压差表示）变化来表征煤样解吸出的瓦斯量。

MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪主体为一整块有机玻璃加工而成。仪器构造如图1所示，有水柱1、解吸室2、煤样瓶3和三通旋塞4、两通旋塞5等组成。仪器外形尺寸270×120×34mm，重量约为0.8kg。

仪器配备有孔径1mm和3mm分样筛一套，秒表一块，煤样瓶10只。

三、MD-2煤钻屑瓦斯解吸仪主要技术性能

1．煤样粒度：           1~3mm；

2．煤样重量：           10g；

3．测定指标             Δh₂、K₁、C；

4．水柱计测定压差： 200mm水柱；

5．仪器系统误差：       ≤±1.46%；

6．仪器精密度：         ±1mm水柱；

MD-2型钻屑瓦斯解析仪结构示意图

1-水柱计  2-解吸室  3-煤样瓶    4-三通旋塞     5-二通旋塞

四、测定方法和步骤

1．  测定前的必要准备

① 给水柱计注水，并将两侧液面调整至零刻度线；

② 检查仪器的密封性能。一旦密封失效，需更换新的“O”型密封圈；

③ 准备好配套装备，如秒表、分样筛等。

2．  煤钻屑采样

在石门揭煤工作面打钻时，每打1m煤孔应采煤钻屑样1个。在钻孔进入到预定采样深

度时，启动秒表开始计时，当钻屑排出孔时，用筛子在孔口收集煤钻屑。经筛分后，取粒度1～3mm（1mm筛上品，3mm筛下品）煤样装入煤样瓶3中，煤样应装至煤样瓶标志线位置（相当于煤样重量10g）。

采掘工作面打钻时，每2米钻孔采煤钻屑样1个。采样方法和要求与石门揭煤工作面相同。

3．  测定操作步骤

①首先打开两通旋晒，然后将已采煤样的煤样瓶迅速放入解吸室2中，拧紧解吸室上盖，打开三通螺旋塞4，使解吸室与水柱1和大气均连通，煤样处于暴露状态；

②当煤样暴露时间为3min时，迅速逆时针方向旋转三通旋塞捏手，使解吸室与大气隔绝，紧与水柱计连通，开始进行解吸测定，并重新开始计时；

③每隔1min记录下解吸仪水柱计压差，连续测定10min。

五、钻屑解吸指标确定

1．钻屑解吸指标Δh₂

钻屑解吸指标为测定开始后第2min末解吸仪水柱压差计读数。该指标无需计算，直接从解吸仪水柱计上读取；

2．衰减系数C

衰减系数C由下式计算：

C=Δh₂/2÷（Δh₁₀―Δh₂）/（10―2）=4Δh₂/（Δh₁₀―Δh₂）               （1）

式中：Δh₂——测定开始后第2min末解吸仪水柱计压差读数，mm水柱；

      Δh₁₀——测定开始后第10min末解吸仪水柱计压差读数，mm水柱；

         C——衰减系数，无因次。

3. 解吸指标K₂值

解吸指标K₂值为煤样自煤体脱落暴露后，第1min内每克煤样的累积瓦斯解吸量。按下式计算：

K₁=(Q+W)/（t+3）^0.5                                                 （2）

式中：Q——煤样解吸测定开始后，tmin时解吸仪实测每克煤样的累积瓦斯解吸量， mL/g;

    对MD-2型解吸仪Q由下式计算：

                    Q=0.0821Δh/10                                           (3)

0.0821——解吸仪结构常数，mL/mm水柱；

   10——煤样重量，g；

     t——解吸测定时间，min；

   W₂——解吸测定开始前，煤样在暴露时间内损失瓦斯量，mL/g；

    3——煤样暴露时间，min。

测定后首先按公式（3）将水柱计读数换算为解吸量Q，然后根据10min解吸测定的10组数据，用作图法或小二乘法求出k₂和W₂。

六、指标临界值确定

钻屑解吸指标Δh₂、K₂和C的突出危险性临界值应根据各矿煤层的实测资料确定。无实测资料时，可参考下表所列数据。

突出危险性预测钻屑解吸指标临界值

七、测定注意事项

1．   该仪器配备有10只煤样瓶，煤样瓶上刻线位置所标志的煤样重量为10g。为计算Δh值，可在每一个煤样解吸测定后，用胶塞或纸团将煤样瓶口塞紧，带到地面称量煤样重量（煤样处于自然干燥状态），然后按下式对测定值进行修正。

Δh＝10Δh`/G

式中：Δh`——井下解吸仪实测水柱计压差读数，mm水柱；

Δh——修正后解吸仪水柱计压差读数，mm水柱；

 G——称量煤样重量，g。

    2．煤样暴露时间为煤钻屑自煤体脱落时起，到开始进行解吸测定的时间。可由下式计算：

                t₀=t₂+t₃

式中：t₀——煤样暴露时间，min；

t₂——煤钻屑自煤体脱落起到排至钻孔孔口所需的时间，min。

可由下式预计t=0.1L

L——取样时钻孔深度，m；

t₂——从孔口取煤钻屑到开始进行解吸测定的时间，min。