含量测定装置说明书

煤层防突瓦斯含量测定装置使用说明书 CGC煤层防突瓦斯含量测定装置使用说明书of accountability, redress of orders and prohibitions. Strengthening the honesty and self-discipline of leading cadres honesty in politics and education work, enhance leaders ability to resist本说明书供操作人员熟悉本装置的结构原理及操作方法之用，操作前请认真阅读本说明书！目录1研发背景12工作原理23主要技术指标33.1取芯器33.2解吸仪43.3井下粉碎机43.4煤样筒43.5机械天平53.6空盒气压表53.7地面粉碎机53.8地面水分分析53.9地面称重系统63.10数据处理系统64操作说明_井下操作模式74.1准备工作7下井前准备工作7井下准备工作84.2钻进取芯94.3煤样封装104.4自然解吸瓦斯含量测定11粉碎前测定11煤样称重12粉碎后测定124.5收尾工作145操作说明_混合操作模式155.1准备工作15下井前准备工作15井下准备工作165.2钻进取芯165.3煤样封装175.4自然解吸瓦斯含量测定175.5收尾工作195.6粉碎后解吸瓦斯含量的测定（实验室）19煤样称重19粉碎后测定206数据处理系统操作216.1软件的安装：216.2软件使用说明：22Xm计算22X计算28数据处理297故障分析与排除388运输、储存399开箱及检查39附表A. 井下采样及煤样可解吸量测定记录（全操作）40附表B.井下采样及解吸速度测定记录（混合操作）41附表C.实验室解吸测定记录（混合操作）42附表D. 可解吸瓦斯含量测定结果报告43附表E. 煤层瓦斯含量测定报告44附录A. QF-200井下煤样粉碎机使用说明书451用途和适用范围452结构及工作原理452.1结构组成452.2工作原理473主要技术指标474操作和维护484.1操作步骤484.2维护保养495故障分析与排除506包装、运输、储存507开箱及检查518备品备件51附录B. SF-200煤样粉碎机使用说明521用途和适用范围522主要技术参数523结构及工作原理533.1结构简图533.2工作原理534操作和维护544.1操作步骤544.2维护保养555电气原理图566随机附件56v1 研发背景煤层原始瓦斯含量是进行瓦斯涌出量预测、瓦斯抽采效果评价和煤与瓦斯突出危险性预测的重要参数之一，是一切瓦斯防治措施的基础。如何快速准确测定煤层原始瓦斯含量，一直是国内外煤矿瓦斯防治工作急待解决的难题。目前煤层瓦斯含量的测定在井下只进行取样和简单的解吸，其他大部分工作在地面实验室进行。从现场取煤样简单解吸完毕到拿到地面实验室测定，要花费几个小时甚至几十个小时的时间，无法在现场快速直接获得瓦斯含量值，从而也无法快速对瓦斯抽采效果作出评价和对突出危险性作出快速预测，影响了瓦斯防治工作的时效性。根据煤矿瓦斯抽采基本要求行业标准，其评价抽采达标的指标是煤层瓦斯含量及煤层可解吸瓦斯含量。煤与瓦斯突出预测的研究表明，对突出危险性有影响的是煤的可解吸瓦斯含量。研究测定工程量相对较小、测定周期短、测定准确率较高且可进行大量测点测量的煤层瓦斯含量及可解吸瓦斯含量测定装备，并将其用于煤与瓦斯突出（区域）预测和预抽效果评价具有重要意义。为此，在我国著名瓦斯防治专家，中国工程院院士周世宁的带领下，借助国家“十一五”科技支撑计划、国家重点基础研究发展计划（973计划）的支持下，经过近五年的不懈努力，成功研制了煤层防突瓦斯含量测定装置。该装置包括取芯器、解吸仪、井下粉碎机（井上粉碎机）、煤样筒、称重装置、分析仪器和数据处理系统。该装置既可按传统方式进行井下取样、井上解吸，也可以在井下完成可解吸含量的直接测定，是目前国内外唯一能够在井下快速直接测定煤层可解吸瓦斯含量的系统，也是精度最高、速度最快的煤层瓦斯含量测定设备。2 工作原理煤层防突瓦斯含量测定装置将煤层瓦斯含量分为：损失瓦斯量X1、瓦斯直接解吸量X2、粉碎瓦斯解吸量X3，常压瓦斯可解吸量Xm、常压不可解吸瓦斯量Xb、煤层瓦斯含量X。井下操作模式：通过向煤层施工取芯钻孔，用井下取芯装置将煤芯从煤层深部取出，及时封入煤样筒中。利用井下解吸装置，进行煤样瓦斯解吸速度测定以及损失时间的记录，通过公式进行瓦斯损失量X1的计算，并记录瓦斯直接解吸量X2。称量煤样总重后称取二次煤样在井下进行常压粉碎解吸，并以此计算粉碎瓦斯解吸量X3。则常压可解吸瓦斯含量Xm=X1+X2+X3。井上井下混合操作模式：通过向煤层施工取芯钻孔，用井下取芯装置将煤芯从煤层深部取出，及时封入煤样筒中。利用井下解吸装置，进行煤样瓦斯解吸速度测定以及损失时间的记录，通过公式进行瓦斯损失量X1的计算，并记录井下瓦斯直接解吸量X2。将密封煤样带至地面实验室，称量煤样总重后称取二次煤样进行常压粉碎解吸，并以此计算粉碎瓦斯解吸量X3。则常压可解吸瓦斯含量Xm=X1+X2+X3。常压可解吸瓦斯含量可直接作为瓦斯抽采效果评价和煤与瓦斯突出危险性预测的依据。如需进一步测定煤层原始瓦斯含量，可对煤样进行水分分析后，利用朗格缪尔公式计算得出不可解吸瓦斯量Xb，则煤层瓦斯含量X= Xm+Xb。3 主要技术指标3.1 取芯器l 取芯管直径：73、89l 取芯深度：30 ml 取芯钻孔倾角：10°3.2 解吸仪l 解吸管量程：800 ml（二根）l 精度：2 ml3.3 井下粉碎机l 装料粒径：25 mml 出料粒径：80200目l 工作风压：0.40.7 MPal 一次装料量：200 gl 粉碎时间：35 minl 气动机功率：1.3 KW3.4 煤样筒l 气密试验压力：0.2 MPal 容量：0.6 L、1 L3.5 机械天平l 最大称重：1000 gl 精度：1 g3.6 空盒气压表l 80106 KPa（三种量程，根据当地大气压选用合适的量程）3.7 地面粉碎机l 装料粒径：20 mml 出料粒径：80200目l 一次装料量：200 gl 粉碎时间：35 minl 电机功率：1.1 KW3.8 地面水分分析l 称量范围：110gl 分度值：5mgl 可读性：0.01%l 温度范围：室温200°Cl 电源：AC 220V 50Hzl 功率： 1w（加热时最大功率约480W）3.9 地面称重系统l 最大称量：2000gl 精度：0.1gl 电源：AC 220V3.10 数据处理系统l 软件运行环境：windows xp、win7、office20032010l 软件主要功能：数据管理、可解吸瓦斯含量计算、输出报表和联机帮助等。4 操作说明_井下操作模式4.1 准备工作4.1.1 下井前准备工作F 本装置操作，除打钻工人外至少配备2名人员，操作、记录各1人；F 下井前按照设备清单进行清点，防止遗漏设备或附件；F 将煤样筒充气后浸入清水检查密封性（检验压力0.2MPa）；F 根据取芯管尺寸在需要采样位置施工预定深度的钻孔。73取芯管施工直径为90mm；89取芯管施工直径为108mm；F 每个地点至少应布置两个取样钻孔，间距不少于5m；F 采样深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围，并满足以下要求：在采掘工作面取样时，采样深度应根据采掘工作面的暴露时间来确定，但不得小于12m；在石门或岩石巷道采样时，距煤层的垂直距离应视岩性而定，但不得小于5m。F 检查气动粉碎机气动三联件内润滑油是否加装，必要时添加透平油。4.1.2 井下准备工作F 打开解吸仪上盖，将解吸仪置于平整处，调整水平度及量筒垂直度；F 将解吸仪水槽注水至刻线高度（液面高度60mm）；F 填写记录附表A中所列基本信息；F 分别用吸气球抽气，将两只量筒内液位提至0刻度或以下附近，并用弹簧夹夹紧排气胶管；观察液面不下降，分别记录两只量筒初始刻度值；F 打开煤样筒盖，将排气胶管A连接至煤样筒盖上的阀门出口，并将煤样筒阀门始终处于开启状态，检查出气嘴是否有堵塞现象；（参见图1）F 读取并记录大气压力、温度计读数。4.2 钻进取芯F 钻进到预定深度后，退出钻杆，换上取芯器送到预定取芯深度，开始取芯。同时记录取芯开始时间；F 钻进至取芯管装满为止，快速退出取芯管，记录取芯结束时间（退钻时间）；提示：推荐使用风力排渣。如使用水力排渣，需用煤壁刻槽法采取煤样，将其粉碎后与粉碎后取芯煤样进行同体积称重比较，计算出多余水分重量，从总重量中减去多余水分重量，进行含量修正计算。4.3 煤样封装F 快速拆卸取芯器，将煤样进行适当分选，对于柱状煤芯，采取中间含矸石少的完整部分；对于粉状及块状煤芯，要剔除矸石、泥石及研磨烧焦部分。不得用清水清洗煤样，保持自然状态装入煤样筒中，筒口保留约10mm空隙。（取样质量应大于500g）。F 拧紧煤样筒盖，保持阀门处于开启状态；F 将排气胶管A的U型玻璃管7插入量筒A,打开秒表开始计时并记录装罐结束时间（开始解吸时间）。提示：尽量缩短从开始取芯到开始解吸时间，不应超过30min。4.4 自然解吸瓦斯含量测定4.4.1 粉碎前测定F 每间隔一分钟读取液面刻度一次并记录读数值，直至30min结束。F 以后每间隔25min观察一次数据（必要时记录），直至一分钟内液面下降小于1格（2ml）时，记录最终读数值X2及解吸结束时间。提示：1) 如果在解吸过程中，解吸瓦斯体积接近700 ml时，可用手（或弹簧夹）夹住排气管与解吸仪断开，将排气管快速移入另一根量筒，松开（弹簧夹）胶管连通解吸仪继续观测记录。2) 如果在解吸观测中没有瓦斯溢出，应检查排气管及煤样筒出口是否堵塞。如无堵塞，则是瓦斯含量过小所致，此时，即可终止观测。3) 整个解吸过程中，注意做好表格相应数据记录。4.4.2 煤样称重F 将煤样筒中煤样倒入煤样盆中，进一步去除矸石等非煤物质，然后放置在天平上进行煤样总重称量，记录表格。F 从煤样盆中取两份相等量的二次煤样，记录二次煤样的质量。煤样质量为100200g，提示：4) 选择整芯或较大块的煤样，确保二次煤样与全煤样有相同的特性。5) 若二次煤样块度较大，应先将煤样捣碎至粒度25mm以下。4.4.3 粉碎后测定F 将两只量筒重新抽气，并记录原始读数。F 将一份称量好的二次煤样放入粉碎机料钵内，盖好带有密封圈的盖子，对称均匀压紧6条螺栓。F 将料钵固定在粉碎机面板上，启动粉碎机进行煤样粉碎。F 粉碎35分钟（根据不同煤质）后，关闭粉碎机气源。F 将排气胶管B的U型玻璃管置于量筒A的底部入口，将穿刺针头扎入料钵盖的橡胶塞内，进行解吸。F 待1分钟内瓦斯解