我国是世界上煤矿灾害最严重的国家,瓦斯灾害防治是煤矿灾害治理的重中之重。瓦斯含量是瓦斯灾害治理和瓦斯资源勘探开发不可或缺的重要参数,我国现行的瓦斯含量测定方法――地勘解吸法存在重大的技术缺陷,测值误差随钻孔取芯深度增加而加大,当煤层埋深超过800m时,大部分测值误差高达40-80%。误差产生的原因是钻孔取芯过程煤芯漏失瓦斯计算方法不合理。本项目将结合深钻孔取芯条件,建立一套地面钻孔泥浆介质取芯过程煤芯瓦斯非等压解吸模拟装置,通过模拟不同原始瓦斯压力、泥浆压力、提钻速度和泥浆温度下的煤芯瓦斯解吸过程,研究泥浆介质取芯过程煤芯瓦斯解吸条件、开始解吸瓦斯时间和瓦斯非等压解吸特性与规律,创建一种科学的取芯过程煤芯漏失瓦斯量计算方法,完善煤层瓦斯含量地勘解吸法,实现深部煤层瓦斯含量高准确率测定,为瓦斯灾害治理和瓦斯资源勘探开发提供可靠的数据。
我国是世界上煤矿灾害最严重的国家,瓦斯灾害防治是煤矿灾害治理的重中之重。瓦斯含量是瓦斯灾害治理和瓦斯资源勘探开发不可或缺的重要参数,我国现行的瓦斯含量测定方法――地勘解吸法存在重大的技术缺陷,测值误差随钻孔取芯深度增加而加大,当煤层埋深超过800m时,大部分测值误差高达40~80%。本项目以菲克扩散定律和实验室模拟测试为基础,研究了泥浆介质中取样过程煤的瓦斯解吸规律,找出了我国煤层瓦斯含量解吸测定法(直接法)瓦斯含量测值普遍偏低的原因。研究结果表明,在空气介质中煤样瓦斯解吸是一个速度衰减的等压解吸过程,在泥浆介质中取样过程煤样瓦斯解吸则是一个速度先增后减的非等压解吸过程,它们的解吸特征及解吸规律是截然不同的;用煤样在空气介质中的瓦斯解吸测定数据及规律不能准确地推算出在泥浆介质中取样过程煤样的漏失瓦斯量。基于煤的瓦斯解吸规律研究结果,提出了泥浆介质中取样过程煤样漏失瓦斯量推算新方法,经实际应用,采用新的漏失瓦斯量推算方法,可以显著提高煤层瓦斯含量解吸测定法的测值准确性与可靠性。