预测突出危险性的常用仪器

贵州###煤矿预测突出危险性常用仪器使用说明##煤矿通防部二0一三年六月八日预测突出危险性的常用仪器目前，用于突出危险性预测的常用仪器有MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪和WTC 瓦斯突出参数仪和ZWC-2型钻孔瓦斯涌出初速度测定装置。

一、MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪用于煤矿井下石门揭煤和采掘工作面测定突出危险性预测,测定煤钻屑瓦斯解吸指标Δh2、k1值，以确定工作面煤与瓦斯突出危险性。

（一）原理和构造MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪的原理是在井下不对煤样进行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，由水柱计1、解吸室2、煤样瓶3、和三通旋塞4、两通旋塞5等组成。

仪器外形尺寸为1mm 和3mm ，重量约为0.8kg 。

仪器配备有空径1mm 和3mm 分样筛一套，秒表一块，煤样瓶8只。

图1 MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪结构示意图1-水柱计 2-解吸室 3-煤样瓶 4-三通旋塞 5-两通旋塞（二）仪器主要技术性能1.煤样粒度：1-3mm ；2.煤样重量：10g ；3.测定指标：Δh 2、k 1；4.水柱计测定最大压差：200mm 水柱；5.仪器系统误差：≤±1.46%；6.仪器精密度：±1mm .（三）测定方法和步骤1. 测定前的必要准备给水柱计注水，并将两侧液面调整至刻度线，检查仪器的密封性。

一旦密封失败，需要换新的“0”型密封圈。

准备好配套设备，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，用筛子在孔口收入集煤钻屑。

经筛分后，取粒度1--3mm （1mm 筛上品，3mm 筛下品）煤样装入煤样瓶中，煤样应装至煤样瓶标志线位置（相当于煤样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首先打开两通旋塞，然后将已采煤样的煤样瓶迅速放入解吸室中，拧紧解吸室上盖，打开三通旋塞，使解吸室与水柱计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，使解吸室与大气隔绝，仅与水柱计连通，开始进行解吸测定，并重新开始计时；③每隔1min 记录下解吸仪水柱压差，连续测定10min 。

（四）钻屑解吸指标确定1.钻屑解吸指标Δh2钻屑解吸指标测定开始后第2min 末解吸仪水柱计压差读数就是Δh2.该指标无需计算,直接从解吸仪水柱上读取，把mm 水柱转化成Pa 就得到实测Δh2值。

2.衰减系数C 和钻屑解析指标K1值也可测定，考虑到现场实际操作，多用在此不再赘述。

（五）测定注意事项1.该仪器配备有8只煤样瓶，装满煤样瓶所标志的煤重为约10g 。

为精确计算Δh 值，可在每一个煤样解吸测定后，有胶塞或纸团将煤样口塞紧，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=10GΔh ’ 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=t1+t2式中：t0——煤样暴露时间，min;t1——煤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 。

二、WTC 瓦斯突出多种参数仪WTC 瓦斯突出参数仪是一种便携式矿用本质型智能测量仪器（图2），能测量钻屑瓦斯解吸指标K1 、综合指标Kf ，工作面放炮后30min 内吨煤瓦斯涌出量指标V30和瓦斯涌出特征指标KC以及工作面被测点8h内的瓦斯浓度。

防爆标为ExibI,测定的所有数据都可存储、显示、打印等。

仪器具有测量数据永久保存、背光液晶显示、中文提示操作、电池电量和实时时钟显示等功能。

具有功能强、体积小、重量轻、操作简单、可靠性高、防潮防尘等优点，是煤矿瓦斯突出参数测定的一种较先进装备。

型号的组成及代表意义W T C参数仪突出瓦斯（一）结构和配置仪器配置如下：WTC瓦斯突出参数仪主机一台（必备件，含煤样罐）WTC瓦斯突出参数仪充电器一台（必备件，地面使用）TPuP-16微型打印机动一台（必备件，地面使用）AZJ-2000型沼气检测报警仪一台（选配件，V30、KC、瓦斯浓度）相应的配件（见发货清单）一套（必备件）（二）测定方法和步骤1、仪器准备：主机及其它器件等。

2、其它准备：本子、粉笔、秒表等。

3、钻孔布置：钻孔尽量布置在软分层、孔数、钻孔参数等按照设计而定。

4、测定：按照WTC操作步骤执行（石门揭煤1m测定一次，其它工作面每2m 测定一次）。

5、记录、显示、预报、打印等。

（三）测定注意事项1、钻孔布置必须在软分层且参数合理，避开钻孔影响。

2、电量必须充足，操作快速、减少暴露时间，2min内完成。

3、把握接粉时机、避免卡钻处理后钻进时立即接粉。

4、观察测量中仪器是否漏气。

5、最好采用干粉测定。

6、充分筛分。

7、避开矸石段、观察钻粉中是否混有矸石。

8、控制打钻，禁止先打到预定深度后等待接粉。

9、现象记录、工作面异常描述。

10、预测深度不宜太长等。

11、预测完后最好在井下显示一遍，确定准确值。

12、大家在使用防突考察仪WTC的过程中，特别注意从开始接煤样到仪器开始测定过程必须在2分钟之内完成。

三、ZWC-2型钻孔瓦斯涌出初速度测定装置常用的钻孔瓦斯涌出初速度测定装置有ZWC-2型和WY-I型瓦斯涌出初速度测定仪。

这里主要介绍ZWC-2型钻孔瓦斯涌出初速度测定装置。

1. 用途：ZWC-2型钻孔瓦斯涌出初速度测定装置（以下简称测定装置）主要用于在煤矿井下掘进或回采工作面进行煤与瓦斯突出危险性预测或防突措施效果检验时测定钻孔瓦斯涌出初速度指标。

同时,该测定装置亦可用于测定钻孔自然瓦斯涌出量。

2. 产品结构及工作原理：测定装置构造如图3所示,由封孔器、测量管、测量室管、充气胶管、打气筒、低压三通、流量计等组成，测量管每节长1.5米，一般用６节，胶囊和测量管之间的密封由卡箍完成。

图3ZWC－２型测定装置构造和原理示意图1－流量计2－打气筒3－低压三通4－压力表5－接头6－测量管7－充气胶管8－卡箍9－封孔器10－测量室管11－堵头12－钻孔测定装置的基本原理为：通过给封孔器的胶囊充气，胶囊膨胀后压紧煤壁，达到封孔目的。

封闭在测量室的钻孔瓦斯通过测量管流到流量计计量,封孔深度在10ｍ范围内可自由调节。

3. 测定装置主要技术特性：（1）最大封孔深度：10ｍ（2）封闭钻孔直径：42～50mm（3）可封闭压力：0.06MPａ（4）胶囊额定充气压力：0.2MPa（5）封孔器外形尺寸：Φ38×410（6）测定装置质量：5Kg4. 测定方法与步骤（1）测定前的准备工作。

测定装置使用前，在地面应对测试系统的气密性进行检验，同时应对每个充气胶囊进行检验。

检验时将封孔器放在内径50--53mm、长350mm的工程塑料管或钢管内，用打气筒给封孔器加压，当表压为0.25MPa时将封孔器完全浸没在水中保持5--10min，不漏气为合格。

严禁使用不合格的胶囊，以免造成测试误差。

（2）封孔前首先将充气胶管、低压三通和压力表连接。

（3）根据封孔深度，预先连接好需要的测量管。

（4）测定方法。

当钻孔打到预定深度后，迅速拔出钻杆，立即将已准备好的测试系统送入钻孔内预定位置，然后用打气筒通过低压三通给胶囊充气。

胶囊充气后膨胀，压紧孔壁以封闭钻孔。

用手轻拔测量管，拔不动时即封孔完毕。

（5）胶囊充气压力为0.20--0.25MPa，由低压三通上压力表控制。

（6）封孔完毕时，将流量计与测量管连接，测定钻孔瓦斯涌出初速度。

测定完毕后，打开低压三通，使胶囊放气，充气压力降为零时拔出测试系统。

5. 注意事项（1）安装封孔器胶囊时，应将卡箍骑在胶囊收缩段上，然后拧紧卡箍。

（2）测量系统送入和拔出钻孔时应将测量管和充气软管一同轻拉轻插。

（3）胶囊充气压力不应超过0.25MPa，以延长胶囊使用寿命。

在密闭性检查时，操作人员不得靠胶囊太近，以免胶囊破裂造成人员伤害。

（4）测量地点附近工具箱内应备有老虎钳、气门芯、封孔器胶囊，以便随时替用修理。

（5）流量计不用时，应用盖子盖好流量计的进气口和出气口，以阻止煤尘和水蒸气进入流量计，延长流量计使用寿命和减少流量误差。

（6）观察煤气表流量时，操作人员不得靠近煤气表的出气口，以免造成人员伤害。

注：指标临界值确定钻屑解吸指标Δh2 、K1值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S max（Kg/m ）△h2（Pa）q max（L/min）K1值（m1/min12）突出危险性≥6干煤≥200湿煤≥160≥5.0 ≥0.5 有突出危险性＜6干煤＜200湿煤＜160＜5.0 ＜0.5 无突出危险性。