瓦斯基本参数测定实验室
中 煤 科 工 集 团 重 庆 研 究 院有限公司
CHONGQING BRA NCH OF CHINA COAL RESEARCH INSTITUTE
目录
实验简介
主
吸
实实依实要实测测操附注
验
验
据
验
技验
定
定
作
等
意
目内
标
条
术
仪
原
方
规
温
事
的容准件指器理法程曲项
标
线
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（1）称量煤样前，电子天平预热30分钟。 （2）恒温水槽要防静电，经常用温度计 测量水浴温度，是否与仪表显示温度一致， 经常换水 （3）如遇突然停电，应立即关闭真空泵 电源开关，然后通大气，以防返油 （4）注意真空泵油标，定期换油
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十一 操作注意事项
（3）在每20个实样中应选择一个煤样一 式两份进行平行测定，测定结果误差不应 超过其平均值的5%。
（4）低压吸附平衡判断标准：吸附速度 小于0.5cm3/h ，高压解吸平衡判断标准： 解吸速度小于2cm3/h
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十一 仪器操作注意事项
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六 实验设备
称量系统
电子天平 干燥器 煤样杯 游标卡尺 玻璃器皿
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六 实验设备 真空烘干系统
真空干燥箱 旋片式真空泵 干燥塔 真空橡胶管
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六 实验设备
脱气系统 罗茨真空泵
机组 热偶真空计 真空脱气箱 恒温水槽
Q5 Q4
Q3
20
Q2
10
Q1
Q1
0 0.1
低压部分
Q2
Q3
Q4
Q5
1
2
3
高压部分
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Q6Q745瓦斯压力P（MPa）十一 操作注意事项
（1）实验操作应由熟悉实验操作过程与 计算的人员进行，并由同样熟悉操作的人员 进行检查。
（2）实验的准确性用P/Q对P值作图进行 检查。正确的实验各平衡点自P/Q对P作图应 分布在一直线上。实验的准确性可根据回归 直线的相关系数r值来进行判断。 r≥0.99
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六 实验设备
充气系统
高压瓦斯气 体钢瓶
减压储气罐 压力表 针型阀
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六 实验设备
吸附系统
吸附罐 压力变送 恒温水浴槽 吸附量管
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六 实验设备
监测系统
数据采集仪 通讯线缆 数据传输线 分析主机 HCA专用软
件
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七 测定原理
煤中大量的微孔内表面具有表面能，当气体 与内表面接触时，分子的作用力使甲烷或其他多 种气体分子在表面上发生浓集，称为吸附。气体 分子浓集的数量渐趋增多，为吸附过程；气体分 子返回自由状态的气相中，表面上气体分子数量 渐趋减少，为脱附过程。表面上气体分子维持一 定数量，吸附速率和脱附速率相等时，为吸附平 衡。煤对甲烷的吸附为物理吸附。
容量法是指吸附瓦斯量的大小通过直接 测定瓦斯的体积来实现
质量法是通过测定煤样质量的变化来确 定吸附瓦斯量的大小
气相色谱法仅用于测定低瓦斯压力下的 吸附
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八 测定方法
将一定量的煤样置于带压力传感器的高压容器—吸 附罐中，在30℃恒定的温度下，向吸附罐内充入不同压力 的瓦斯，测算出每一平衡压力下煤样的瓦斯吸附量，换算 成单位质量煤样（或可燃物）的吸附量后，即可得到该实 验温度下的吸附等温曲线，根据朗格缪尔(Langmuir）方 程即可求出瓦斯吸附常数a、b值。由于煤样吸附与解吸 等温曲线在高压状态下是完全可逆的过程，同时为了实验 操作的方便，除低压状态（大气压力下，约0.1Mpa）的 吸附量是直接测量煤的吸附量外，在高压状态下煤样的吸 附量实际上是测定其瓦斯解吸量以代之。
a值表示在给定温度下，单位质量固体 的表面饱和吸附气体时，吸附的气体体 积，也就是当瓦斯压力趋于无穷大时， 固体表面所能吸附的最大体积。而b值在 某种程度上和瓦斯放散初速度相似，都 反映的是瓦斯解吸速度。
a值单位m3/t b值单位Mpa-1
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二 实验内容
煤的吸附性通常用吸附等温线表示 吸附等温线是指在某一固定温度下，煤 的吸附瓦斯量随瓦斯压力变化的曲线，国 内外大量试验表明，煤吸附瓦斯时，吸附 等温线符合朗格缪尔方程：
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七 测定原理
当吸附剂和吸附质特定时，吸附量与压力
和温度呈函数关系 X= f(T,P)
当温度恒定时
X= f(P)T
高压状态下煤对甲烷的吸附符合朗格缪尔
方程
X abp 1 bp
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八 测定方法
实验室测定煤对瓦斯吸附量的方法有三 种：容量法、质量法和气相色谱法
室周围无强磁场干扰。
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五 主要技术指标
煤样称量 解吸气体体积 吸附气体体积 室温 传感器压力 吸附罐容积
精度：0.0001g 精度：5ml 精度：0.2ml 精度：0.1℃ 精度：0.001MPa 80cm3左右
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六 实验设备
HCA-1型高压容量法瓦斯吸附装置 包括称量系统、烘干系统、脱气系统、充气 系统、吸附解吸系统和监控系统。 主要设备有：电子天平、真空烘干箱、真空 泵、恒温水槽、数据采集仪、吸附和解吸量 管等。
X=abP/1+bP
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三 依据标准
MT/T 752—1997 煤的甲烷吸附量测定方法（
高压容量法）
Q/MKC 391-2011 HCA-1型高压容量法瓦斯
吸附测定装置
产品使用说明书
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四 实验环境
工作温度： 0～40℃； 相对湿度： ≤95%； 大气压力： 80 KPa～106 KPa； 机械环境： 无显著震动和冲击的场合,实验
一 实验目的
为了测定煤层瓦斯含量。 这是一种实验室间接测定煤层瓦斯含量 法。
W
abP 1 bP
100 Ad 100
Mad
1
1 0.31Mad
FP ARD Pa
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二 实验内容
测定煤对瓦斯的吸附常数(a、b值) 测定吸附等温曲线
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二 实验内容
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九 操作步骤
（1）煤样制备 （3）烘干 （5）气密性检测 （7）低压吸附实验 （9）实验结果输出
（2）称量 （4）装罐 （6）脱气 （8）高压解吸实验
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十 吸附等温曲线
吸附量Q(m3/t)
40
吸附等温曲线 Q=abP/(1+bP)
Q7
Q6 30