瓦斯采取器

煤田地质勘探钻孔中采取煤心及所含瓦斯，以便测定煤层瓦斯含量及瓦斯成分的专用取样工具。

介绍在编制详查和精查地质报告时，要提供煤层瓦斯资料，作为矿区规划、矿井开采设计和制订通风安全技术措施的依据，而在勘探阶段要获得煤层瓦斯资料只能依靠钻孔瓦斯采样。1958年，中国抚顺煤炭研究所(今煤炭科学研究总院抚顺分院前身)在苏联阿列克辛阔取煤器(简称阿氏双管)的基础上，研制成功(58)型集气式瓦斯采取器，并在各煤田地质勘探队推广使用。后来，一些勘探队将该采取器集气室的结构移植到其它类型的取煤器上，从而形成多种型式的瓦斯采取器。由于集气式瓦斯采取器存在操作麻烦、密封性差、送样不便等缺点，1978年抚顺煤炭研究所在103煤田地质勘探队试验、推广了一种以测量煤层瓦斯解吸速度为基础的确定煤层瓦斯含量的新方法，简称解吸法。该方法具有所用仪器设备简单、采样成功率高、送样方便、测定成果稳定可靠等优点，被全国煤田地质勘探队广泛采用。

集气式瓦斯采取器在双管单动煤心采取器内管的上部增加一个集气室构成。其使用方法是，①将组装好的内管和集气室倒立放置(钻头朝上)，并灌满盐水，排尽其中的空气，以保证所采瓦斯样的代表性;②先在内管和内钻头之间安放隔膜，把内管口封闭，再装好外管，然后将全套钻具缓慢下入孔内;③开始钻进后，煤心把隔膜顶破进入内管，并逐渐把内管中的盐水挤入集气室，由煤心中泄出的瓦斯也随盐水一起进入集气室，瓦斯集聚在集气室的上部，多余的盐水由集气室下部的排水口排出;④钻煤回次结束后，将瓦斯采取器提出孔外，迅速取出内管和集气室并用堵头将两端封好，运往化验室进行瓦斯测定。1

煤层瓦斯含量解吸测定法①钻孔见煤后，用普通取煤器采取煤心，提出孔口后，立即从所采煤心中选择有代表性的含瓦斯煤样装入密封罐，在现场用解吸测定仪测定煤样瓦斯解吸量及其在两小时内随时间的变化，即测出瓦斯解吸速度，结合煤样暴露的时间，推算出采样过程中损失的瓦斯量。

②将装有煤样的密封罐送到化验室，经煤样粉碎前脱气和粉碎后脱气两步，测出煤样中残留的瓦斯量。采样过程中损失的瓦斯量与煤样在密封罐内进行解吸速度测定时泄出的瓦斯量之和，为解吸瓦斯量，再加上残留的瓦斯量，即为煤样的总瓦斯量。将具体条件下测定的煤样总瓦斯量换算为标准状况下的瓦斯体积，并除以煤样的可燃质质量，即为每克可燃质中含有的瓦斯量。这种方法的关键是损失瓦斯量的推算。其理论依据是：煤样中的瓦斯，在常温、常压下自由泄出的体积，在开始的一定时间内与煤样暴露时间的平方根成正比。利用瓦斯解吸仪测出煤样瓦斯解吸量的变化并绘出曲线 (横坐标为时间的平方根)之后，将开始的直线性较好的一段往前延伸，结合实测的煤样暴露时间，即可推算出损失瓦斯量。这里，煤样的暴露时间是指从开始提升钻具到煤样装罐密封为止，由于在孔内的一段时间不是常温、常压状况，因而按实际时间的1/2计算。损失瓦斯量的推算，为用普通煤心采取器采取含瓦斯煤心创造了前提条件，从而使瓦斯采样操作大为简化。送化验室的煤样装在体积小、重量轻的密封罐内，这比送内管和集气室轻便得多。

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李兵 - 副教授 - 西南大学