煤层瓦斯含量测定过程气成分差异研究

煤层瓦斯成分是煤矿瓦斯灾害防治和煤层气资源开发利用的基础参数。不同测试方法或不同测试阶段煤层瓦斯成分的较大差异给生产实践带来较大困扰和使用上的不便。通过对以往地面和井下瓦斯(煤层气)含量测试结果中气成分的数据分析,研究了气成分在瓦斯含量测定不同测试阶段的差异及其影响因素。结果表明,瓦斯含量脱气法测定过程中开罐分选和破碎煤样对气成分测定结果的差异有显著影响,当经过加温脱气后的瓦斯罐进行开罐分选、破碎煤样时,空气中N_2、CO_2和O_2等迅速占用煤样空闲吸附位,而扣除空气过程只能扣除球磨罐内游离的空气以及被吸附的少部分,导致粉碎后气体成分中N_2和CO_2体积分数增加。为消除上述影响,提出了煤芯全程密闭式瓦斯含量测定方法,并研制了现场取样和实验室球磨粉碎煤芯两用的全程密闭式瓦斯解吸罐,该技术方法实现了煤芯在现场装罐后直至脱气结束的全程密闭测定,可有效避免因测定过程中开罐、倒罐引起前后的气成分差异。现场应用表明,该方法可大幅缩小煤芯粉碎前后气成分中甲烷体积分数的差异,提高瓦斯含量测定结果的准确度。