通防各工種培訓(xùn)之防突實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)教材（初稿）

　　目 錄

　　第一章 防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)制度 1

　　(一)防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室崗位責(zé)任制 1

　　(二)防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室管理制度 1

　　(三)防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室安全管理制度 1

　　(四)防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室主任崗位責(zé)任制 2

　　(五)防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)員崗位責(zé)任制 2

　　第二章 煤層瓦斯含量測(cè)定 3

　　(一)可解吸瓦斯含量測(cè)定方法介紹 3

　　(二)DGC裝置介紹 3

　　(三)DGC裝置使用操作方法 4

　　第三章 煤的堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定 7

　　(一)測(cè)定原理 7

　　(二)測(cè)定方法與步驟 7

　　第四章 煤的瓦斯放散指數(shù)測(cè)定 9

　　(一)測(cè)定原理 9

　　(二)測(cè)定步驟 9

　　(三) WT-1型瓦斯擴(kuò)散速度測(cè)試儀使用說(shuō)明 10

　　(四)WT-1型瓦斯擴(kuò)散速度測(cè)試儀使用注意事項(xiàng) 13

　　第五章 瓦斯吸附常數(shù)測(cè)定 15

　　(一)瓦斯含量欲瓦斯吸附量、瓦斯壓力及溫度之間的關(guān)系 15

　　(二)采用容量法測(cè)定等溫吸附曲線(xiàn)計(jì)算a 、 b值的原理 16

　　(三)WY-98A吸附常數(shù)測(cè)定儀工作原理 16

　　(四)WY-98A吸附常數(shù)測(cè)定儀的軟、硬件組成 17

　　第六章 煤的水分、灰分及揮發(fā)分測(cè)定 26

　　(一) 煤的水分、灰分及揮發(fā)分定義 26

　　(二) 5E全自動(dòng)工業(yè)分析儀的結(jié)構(gòu)及工作原理 26

　　(三) 5E全自動(dòng)工業(yè)分析儀的工作過(guò)程 27

　　第一章 防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)制度

　　(一)防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室崗位責(zé)任制

　　1. 圍繞礦井瓦斯防治工作任務(wù)，開(kāi)展瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定工作，建立良好的運(yùn)行機(jī)制。

　　2. 承擔(dān)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)定，主要測(cè)定煤樣可解析瓦斯含量，瓦斯放散初速度△P、煤層瓦斯的吸附常數(shù)(a、b值)、，煤的堅(jiān)固性系數(shù)(f)、氣體成分分析、鉆孔瓦斯涌出衰減系數(shù)、鉆孔瓦斯自然流量以及煤層孔隙率、灰分、水分等參數(shù)。

　　3. 負(fù)責(zé)本實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，保證實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備完好。

　　4. 努力提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)，完善技術(shù)條件和工作環(huán)境，保障完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

　　5. 對(duì)測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計(jì)、分析，向上級(jí)或有關(guān)部門(mén)提出建設(shè)性意見(jiàn)和報(bào)告。

　　6. 實(shí)行科學(xué)管理，完善各項(xiàng)規(guī)章制度。

　　7. 科學(xué)規(guī)范操作，保證測(cè)定數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，完善瓦斯參數(shù)測(cè)定相關(guān)記錄與檔案管理。

　　(二)防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室管理制度

　　1. 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)試儀器、設(shè)備及電腦線(xiàn)路布局合理、整齊。

　　2. 測(cè)試用的隨機(jī)工具、物件和測(cè)試樣品按規(guī)定放置，高壓氣瓶需固定在人員不常到的位置;室內(nèi)不準(zhǔn)堆放其它雜物。

　　3. 保持測(cè)試儀器、設(shè)備和室內(nèi)清潔，堅(jiān)持衛(wèi)生包干制度，每日打掃一次室內(nèi)衛(wèi)生。

　　4. 做好儀器、設(shè)備的防潮、防爆、防火、防事故工作，發(fā)現(xiàn)異常，關(guān)閉電源、氣源、報(bào)告實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人進(jìn)行處理。

　　5. 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嚴(yán)禁吸煙，任何人不準(zhǔn)在室內(nèi)進(jìn)行測(cè)試無(wú)關(guān)的其它事宜。

　　6. 外單位人員未經(jīng)許可，不得進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參觀(guān)，學(xué)習(xí)人員必須有本室人員陪同，不得隨意開(kāi)動(dòng)儀器設(shè)備。

　　(三)防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室安全管理制度

　　1. 實(shí)驗(yàn)室人員高度重視安全工作，自覺(jué)遵守安全制度和有關(guān)規(guī)定，所有人員應(yīng)在接受安全教育后，才能進(jìn)入工作崗位。

　　2. 嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行操作，正確使用測(cè)試設(shè)備，不得違章作業(yè)。

　　3. 測(cè)試人員上崗前應(yīng)做好規(guī)定的安全措施，以防安全事故的發(fā)生。

　　4. 按規(guī)定配備適當(dāng)?shù)南榔鞑模⒍ㄆ跈z查是否安全可靠，非災(zāi)害時(shí)任何人不得擅自使用消防器材。

　　5. 對(duì)于高壓氣瓶的存放，應(yīng)事先采取存放措施，禁止隨意搬動(dòng)。

　　6. 所有電器設(shè)備要定期檢查、及時(shí)維修、注意安全用電。

　　7. 下班時(shí)要清理好各種器材工具，切斷電源，熄滅火源，關(guān)好門(mén)窗和水龍頭，消除不安全隱患。

　　8. 發(fā)生安全事故，要積極采取有效應(yīng)急措施，及時(shí)處理防止事態(tài)擴(kuò)大，重大事故要同時(shí)保護(hù)好現(xiàn)場(chǎng)，并立即向主管領(lǐng)導(dǎo)報(bào)告。

　　(四)防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室主任崗位責(zé)任制

　　1. 履行防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)職責(zé)，承擔(dān)瓦斯參數(shù)測(cè)定技術(shù)責(zé)任，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室日常業(yè)務(wù)與安全管理。

　　2. 主持防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室的全面工作，組織制定實(shí)驗(yàn)室工作計(jì)劃，組織制定本室的崗位責(zé)任制和操作規(guī)程并督促執(zhí)行。

　　3. 制訂試驗(yàn)室檢驗(yàn)儀器、設(shè)備、試藥、試劑及其它用品的報(bào)廢及購(gòu)買(mǎi)計(jì)劃。

　　4. 負(fù)責(zé)防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室的人員安排，測(cè)定活動(dòng)的資源配置、審核、獎(jiǎng)懲工作。

　　5. 搞好實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)管理、貫徹、實(shí)施有關(guān)規(guī)章制度，定期檢查、總結(jié)實(shí)驗(yàn)室工作。

　　6. 分析測(cè)試質(zhì)量管理和測(cè)試方法研究，對(duì)檢測(cè)質(zhì)量負(fù)責(zé)。

　　7. 負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室人員的業(yè)務(wù)考核和儀器的檢定，安排實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)修和培訓(xùn)。

　　8. 主持制定實(shí)驗(yàn)室的檢驗(yàn)檢測(cè)工作計(jì)劃，對(duì)檢驗(yàn)檢測(cè)工作的質(zhì)量和計(jì)劃的完成情況負(fù)責(zé)。

　　9. 編制儀器設(shè)備和器材購(gòu)置計(jì)劃，組織對(duì)儀器設(shè)備檢測(cè)，大修及日常維護(hù)和修理。

　　10. 負(fù)責(zé)本室精神文明建設(shè)，抓好人員思想政治教育。

　　(五)防突參數(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)員崗位責(zé)任制

　　1. 嚴(yán)格按《操作規(guī)程》開(kāi)展檢測(cè)活動(dòng)，主動(dòng)接受監(jiān)督和指導(dǎo)。

　　2. 積極參加技術(shù)培訓(xùn)，刻苦鉆研技術(shù)，提高測(cè)試質(zhì)量。

　　3. 遵守實(shí)驗(yàn)室的各種規(guī)章制度，熟練掌握所使用的測(cè)試儀器結(jié)構(gòu)、原理、性能、正確使用和維護(hù)并能自行解決測(cè)試中出現(xiàn)的各種技術(shù)問(wèn)題。

　　4.認(rèn)真填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)原始記錄，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)認(rèn)真核實(shí)，出具測(cè)試報(bào)告，交實(shí)驗(yàn)室主任、分管礦領(lǐng)導(dǎo)審核簽字，做到內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)可靠，并存檔備案。

　　5. 負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室各測(cè)試項(xiàng)目的數(shù)據(jù)處理結(jié)果的審核。

　　6. 負(fù)責(zé)完善瓦斯測(cè)定參數(shù)的相關(guān)技術(shù)資料，負(fù)責(zé)填繪瓦斯治理圖紙、匯總統(tǒng)計(jì)鉆孔資料。

　　7. 根據(jù)瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)需求，嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程進(jìn)行操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果負(fù)責(zé)。

　　8. 保持測(cè)試儀器、設(shè)備和室內(nèi)清潔，履行崗位安全職責(zé)。

　　第二章 煤層瓦斯含量測(cè)定

　　煤層瓦斯含量的測(cè)定方法主要分為直接法和間接法兩種。

　　間接法是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)井下直接測(cè)定煤層瓦斯壓力、取煤樣(全層樣)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定煤的吸附常數(shù)、工業(yè)分析等指標(biāo)，根據(jù)朗格繆爾方程進(jìn)行瓦斯含量的計(jì)算。直接法通過(guò)測(cè)定或推算一定質(zhì)量的煤芯(井下定點(diǎn)采取)在有限時(shí)間內(nèi)所解吸出的所有瓦斯在標(biāo)況下的體積，可得到單位質(zhì)量煤芯所解吸出的瓦斯含量，即為煤層瓦斯含量。

　　(一)可解吸瓦斯含量測(cè)定方法介紹

　　可解吸瓦斯含量(Qm)測(cè)定方法是我國(guó)“十五”科技攻關(guān)成果，經(jīng)鑒定達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。該技術(shù)可直接快速地測(cè)定和計(jì)算出煤層可解吸瓦斯含量，為礦井瓦斯治理提供準(zhǔn)確的依據(jù);該技術(shù)具有測(cè)定周期短、費(fèi)用低、實(shí)驗(yàn)室工作量小、成功率高的優(yōu)點(diǎn)，24小時(shí)內(nèi)即可完成含量測(cè)定;該技術(shù)可用于煤層突出危險(xiǎn)性工作面及區(qū)域預(yù)測(cè)、預(yù)抽瓦斯效果評(píng)價(jià)以及礦井煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)等。

　　可解吸瓦斯含量(Qm)是指單位質(zhì)量的煤在20℃和一個(gè)大氣壓條件下所含有的可解吸瓦斯含量，，單位為m3/t，其表達(dá)基準(zhǔn)為原煤基?？山馕咚购?Qm)的值等于瓦斯損失量(Q1)、煤樣瓦斯解吸量Q2、煤樣粉碎后的瓦斯解吸量(Q3)三者之和。

　　通過(guò)向煤層施工取芯鉆孔，將煤芯從煤層深部取出，及時(shí)放入煤樣筒中密封;然后測(cè)量煤樣筒中煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量, 并以此來(lái)計(jì)算瓦斯損失量Q1;把煤樣筒帶到實(shí)驗(yàn)室然后測(cè)量從煤樣筒中釋放出的瓦斯量, 與井下測(cè)量的瓦斯解吸量一起計(jì)算煤芯瓦斯解吸量Q2;將煤樣筒中的部分煤樣裝入密封的粉碎系統(tǒng)加以粉碎, 測(cè)量在粉碎過(guò)程及粉碎后一段時(shí)間所解吸出的瓦斯量(常壓下), 并以此計(jì)算粉碎瓦斯解吸量Q3;瓦斯損失量、煤芯瓦斯解吸量和粉碎瓦斯解吸量之和就是可解吸瓦斯含量，即 Qm=Q1+Q2+Q3。

　　(二)DGC裝置介紹

　　DGC裝置由井下取芯系統(tǒng)、井下解吸系統(tǒng)、地面瓦斯解吸系統(tǒng)、稱(chēng)重系統(tǒng)、粉碎解吸系統(tǒng)、水分測(cè)定系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。

　　(三)DGC裝置使用操作方法

　　1.現(xiàn)場(chǎng)取芯

　?、胚x取取樣地點(diǎn)，佩帶好儀器設(shè)備。

　?、拼_定取芯鉆孔傾角、方位、鉆頭直徑、開(kāi)孔高度、取芯管及鉆機(jī)型號(hào)并做好相關(guān)記錄。

　　⑶仔細(xì)做好以下記錄：取芯時(shí)間、取芯位置、取芯位置埋深、取芯人員、鉆機(jī)及鉆頭型號(hào)、開(kāi)孔時(shí)間及位置、開(kāi)孔高度、開(kāi)孔傾角及方位角、煤樣粒度大小、煤層厚度、取芯深度、鉆機(jī)鉆進(jìn)到預(yù)定深度時(shí)停鉆時(shí)間、鉆桿退出鉆孔時(shí)間和開(kāi)始解吸時(shí)間。

　?、茸⒁馐马?xiàng)：盡可能地減少取樣時(shí)間;如實(shí)反映打鉆過(guò)程中的噴孔、頂鉆、排粉等情況。

　　2.現(xiàn)場(chǎng)解吸操作規(guī)程

　?、攀紫葘⒕陆馕鼉x底塞打開(kāi)灌水至適當(dāng)刻度(根據(jù)煤層瓦斯含量大小確定)，放入密封墊圈后擰緊底塞。

　?、圃诰陆馕鼉x灌水過(guò)程務(wù)必注意防止密封墊圈丟失;灌水時(shí)要底座口朝上，待灌水完畢并上緊底塞后要立即倒置井下解吸儀，使底座朝下并觀(guān)察底塞是否有漏水現(xiàn)象。

　?、墙馕鼉x灌水完畢并檢漏后將其懸掛，用乳膠管一端連接解吸儀進(jìn)氣嘴，一端待煤樣筒裝入煤樣后連接煤樣筒出氣嘴。

　?、却蜷_(kāi)煤樣筒蓋，準(zhǔn)備煤樣的裝入;打開(kāi)煤樣筒蓋上閥門(mén)檢查出氣嘴是否有堵塞現(xiàn)象，檢查完畢無(wú)誤后關(guān)緊閥門(mén)，與“O”型密封圈一起放置一旁以便隨時(shí)取用。

　?、蓪⒌V用大氣壓力表和溫度計(jì)取出暴露在空氣中，一段時(shí)間后讀取大氣壓力(KPa)和溫度計(jì)讀數(shù)(℃)。

　?、拭簶尤〕龊笱杆傺b入煤樣筒，安裝好密封圈蓋緊煤樣筒蓋，完畢后快速把煤樣筒出氣嘴連接到乳膠管的一端。

　　⑺打開(kāi)出氣閥門(mén)前準(zhǔn)確讀數(shù)井下解吸儀液面(凹液面)刻度并作記錄作為初始刻度，打開(kāi)閥門(mén)瞬間待氣體涌出后迅速讀取液面刻度作為0min刻度并打開(kāi)秒表計(jì)時(shí)，然后每一分鐘讀取液面刻度一次，直至30min結(jié)束;當(dāng)解吸瓦斯體積達(dá)到井下解吸儀最大量程85%時(shí)，關(guān)閉解吸儀閥門(mén)重新灌水后繼續(xù)解吸;30min內(nèi)解吸瓦斯量用以推算瓦斯損失量Q1;解吸30min后解吸儀讀數(shù)與初始刻度讀數(shù)之差即為井下瓦斯解吸量Q21。所讀讀數(shù)務(wù)必做好記錄填入相應(yīng)已準(zhǔn)備的表格。在井下解吸過(guò)程中要仔細(xì)做好開(kāi)始解吸時(shí)間。

　?、探馕戤吅箨P(guān)閉煤樣筒閥門(mén)放置一旁，待上井時(shí)一同帶入井上實(shí)驗(yàn)室;取另一空煤樣筒重復(fù)上述3～10中操作進(jìn)行下一次的取樣解吸;待全部取樣結(jié)束后收好工具放好。

　?、妥⒁馐马?xiàng)：本次井下解吸系統(tǒng)操作做成過(guò)程中一定要注意煤樣筒的氣密性和井下解吸儀的防漏水性;煤樣筒在升井到達(dá)實(shí)驗(yàn)室直至實(shí)驗(yàn)室解吸開(kāi)始過(guò)程中一定確保閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài);正確使用每個(gè)儀器，防止儀器損壞或丟失。

　　3.地面試驗(yàn)室解吸方法操作規(guī)程。

　?、诺孛娼馕到y(tǒng)建立在地面實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，包括地面瓦斯解吸儀裝置和煤樣筒。

　?、凭氯⌒九c解吸人員升井后立即把裝有煤樣的煤樣筒帶入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行地面瓦斯解吸，并記錄到達(dá)實(shí)驗(yàn)室和開(kāi)始地面解吸的時(shí)間。

　?、堑孛娼馕b置包括地面瓦斯解吸測(cè)量管和煤樣粉碎瓦斯解吸測(cè)量管，并配為加有化學(xué)試劑的液體;將煤樣筒出氣嘴連接到地面瓦斯解吸測(cè)量管上，開(kāi)啟地面解吸裝置背光燈管，操作玻璃管操作手柄到吸水排氣檔，按動(dòng)真空泵啟動(dòng)按鈕進(jìn)行排氣吸水，當(dāng)液面到達(dá)適當(dāng)位置(根據(jù)瓦斯解吸量確定)時(shí)停止;調(diào)節(jié)解吸管操作手柄到隔絕真空泵連通狀態(tài)，使解吸管處于密封狀態(tài)。

　　⑷解吸管密封性檢測(cè)：當(dāng)解吸管處于密封狀態(tài)時(shí)注意觀(guān)察液面情況，是否有漏氣存在，若存在要及時(shí)排除方可進(jìn)行瓦斯解吸。

　?、稍诖_認(rèn)調(diào)試完好后，緩慢打開(kāi)煤樣筒閥門(mén)，隔一定時(shí)間間隔讀取一次瓦斯的解吸量，時(shí)間間隔的長(zhǎng)短取決于解吸速度;并注意觀(guān)察解吸累計(jì)量的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理，或報(bào)廢。

　?、十?dāng)實(shí)測(cè)解吸瓦斯體積達(dá)到單根測(cè)量管最大量程85%時(shí)，打開(kāi)轉(zhuǎn)換手柄用第二根測(cè)量管測(cè)量。

　?、擞涗浿?chē)h(huán)境的溫度、大氣壓力及測(cè)試人員等。

　　⑻測(cè)定時(shí)間一般不少于30min，或瓦斯解吸速度很小時(shí)為止。

　?、蜏y(cè)量結(jié)束后，記錄釋放出的瓦斯量Q22，Q22與井下瓦斯解吸量Q21之和為可測(cè)量瓦斯含量Q2;解吸完畢后轉(zhuǎn)入煤樣稱(chēng)重操作系統(tǒng)。

　?、稳粲卸鄠€(gè)待解吸煤樣，可依次按照5～8進(jìn)行解吸，直至全部解吸結(jié)束。

　　第三章 煤的堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定

　　(一)測(cè)定原理

　　煤的堅(jiān)固性用堅(jiān)固性系數(shù)的大小來(lái)表達(dá)。其測(cè)定方法較多，這里介紹常用的落錘破碎測(cè)定法，簡(jiǎn)稱(chēng)落錘法。

　　這個(gè)測(cè)定方法是建立在脆性材料破碎遵循面積力能說(shuō)的基礎(chǔ)上。這個(gè)學(xué)說(shuō)是雷延智在1867年提出來(lái)的，他認(rèn)為“破碎所消耗的功(A)與破碎物料所增加的表面積(ΔS)的n次方成正比”即

　　式中：i=Dq/Dh，i稱(chēng)為破碎比，i>1。

　　從(5—2)式可知，當(dāng)破碎功A與破碎前的物料平均直徑為一定值時(shí)，與物料堅(jiān)固性有關(guān)的常數(shù)K與破碎比有關(guān)，即破碎比i越大，K值越小，反之亦然。這樣，物料的堅(jiān)固性可以用破碎比來(lái)表達(dá)。

　　(二)測(cè)定方法與步驟

　　1.儀器設(shè)備及用具

　　搗碎筒，計(jì)量桶，分樣篩(孔徑20mm、30mm、和0.5mm各一個(gè))，天平(最大稱(chēng)量1000g，感量0.5g)，小錘，漏斗，容器。

　　2.采樣與制樣

　　1)沿新暴露的煤層厚度的上、中、下部各采取塊度為10cm左右的煤樣兩塊，在地面打鉆取樣時(shí)應(yīng)沿煤層厚度的上、中、下部各采取塊度為10cm的煤芯兩塊。煤樣采出后應(yīng)及時(shí)用紙包上并浸蠟封固(或用塑料袋包嚴(yán))，以免風(fēng)化;

　　2)煤樣要附有標(biāo)簽，注明采樣地點(diǎn)、層位、時(shí)間等;

　　3)在煤樣攜帶、運(yùn)送過(guò)程中應(yīng)該注意不得摔碰;

　　4)把煤樣用小錘碎制成20～30mm的小塊，用孔徑20mm或30mm的篩子篩選;

　　5)稱(chēng)取制備好的試樣50g為一份，每5份為一組，共稱(chēng)取三組。

　　3.測(cè)定步驟

　　1)將搗碎筒放置在水泥地板或2cm厚的鐵板上，放入試樣一份，將2.4kg重錘提高到600mm高度，使其自由落下沖擊試樣，每份沖擊3次，把5份搗碎的試樣裝在同一容器中;

　　2)把每組(5份)搗碎的試樣一起倒入孔徑0.5mm分樣篩中篩分，篩至不再漏下煤粉為止;

　　3)把篩下的粉末用漏斗裝入計(jì)量筒內(nèi)，輕輕敲打使之密實(shí)，然后輕輕插入具有刻度的活塞尺與筒內(nèi)粉末面接觸。在計(jì)量筒口相平處讀取l(即粉末在計(jì)量筒內(nèi)實(shí)際測(cè)量高度，讀至毫米);

　　當(dāng)l≥30mm時(shí)，沖擊次數(shù)n，即可定為3次，按以上步驟繼續(xù)進(jìn)行其他各組的測(cè)定。

　　當(dāng)l<30mm時(shí),第一組試樣作廢，每份試樣沖擊次數(shù)n改為5次，按以上步驟進(jìn)行沖擊、篩分和測(cè)定，仍以每5份作一組，測(cè)定煤份高度l。

　　4.堅(jiān)固系數(shù)的計(jì)算

　　堅(jiān)固性系數(shù)按下式計(jì)算：

　　f=20n/l

　　式中 f ——堅(jiān)固性系數(shù);

　　n ——每份試樣沖擊次數(shù)，次;

　　l ——每組試樣篩下煤粉的計(jì)量高度，mm。

　　測(cè)定平行樣3組(每組5份)，取算數(shù)平均值，計(jì)算結(jié)果取一位小數(shù)。

　　5.軟煤堅(jiān)固性系數(shù)的確定

　　如果取得的煤樣粒度達(dá)不到測(cè)定f值所要求粒度(20～30mm)，可采取粒度為1～3mm的煤樣按上述要求進(jìn)行測(cè)定，并按下式換算：

　　當(dāng)f1～3>0.25時(shí)，f =1.57 f1～3 - 0.14

　　當(dāng)f1～3≤0.25時(shí)，f = f1～3

　　式中f1～3 —— 粒度為1～3mm時(shí)煤樣的堅(jiān)固性系數(shù)。

　　第四章 煤的瓦斯放散指數(shù)測(cè)定

　　(一)測(cè)定原理

　　在煤與瓦斯突出發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中，就煤質(zhì)自身而言，人們公認(rèn)的觀(guān)點(diǎn)只有兩個(gè)因素：

　　一是煤的強(qiáng)度。強(qiáng)度越大越不容易破壞，對(duì)突出發(fā)展的阻力就越大，突出的危險(xiǎn)性就越小;相反，煤的強(qiáng)度越小越易破壞，其阻力就越小，破碎所需的能量就越小，突出危險(xiǎn)性也就越大。

　　二是煤的放散瓦斯能力，在突出的最初一段時(shí)間內(nèi)煤中所含的瓦斯放散出的越多，在突出過(guò)程中就容易形成攜帶煤體運(yùn)動(dòng)的瓦斯流，其突出危險(xiǎn)性也就越大;相反如煤中含有大量瓦斯，但在短時(shí)間內(nèi)放出的量很小，那么這種煤雖含有大量瓦斯，但不易形成瓦斯流，其突出危險(xiǎn)性就越小。

　　該儀器就是測(cè)定上述煤質(zhì)自身的第二個(gè)因素，煤的瓦斯放散能力：1)煤的放散初速度ΔP, 2)煤樣在一分鐘內(nèi)的瓦斯擴(kuò)散速度ΔD。

　　煤的瓦斯放散初速度ΔP，是指在1個(gè)大氣壓下吸附后用mmHg表示的45～60秒的瓦斯放散量與0～10秒內(nèi)放散量的差值。

　　煤樣在1分鐘內(nèi)的瓦斯放散速度ΔD，是在1個(gè)大氣壓下的吸附后，在0～60秒各段時(shí)間上煤樣放散出的瓦斯累計(jì)量。

　　(二)測(cè)定步驟

　　1.儀器設(shè)備及用具

　　△p測(cè)定儀，真空泵，甲烷瓶(濃度大于95%)，分樣篩(孔徑0.2、0.25mm各一個(gè))，天平(最大稱(chēng)量250g，感量0.5g)，小錘，漏斗。

　　2.采樣與制樣

　　1)采樣。在井下采新鮮暴露面的煤樣，并按煤層破壞類(lèi)型分層采樣，每一煤樣重500克。煤樣粉碎混合后，將粒度符合標(biāo)準(zhǔn)(煙煤粒度為0.25～0.5毫米，無(wú)煙煤為2～3毫米)的煤樣仔細(xì)均勻混合后，稱(chēng)出煤樣，每份重3.5克;潮濕煤樣要自然涼干，除掉煤的外在水份。

　　2)填裝。

　　3.旋下儀器的煤樣瓶下部的緊固螺栓，將煤樣裝入。為防止脫氣和充氣時(shí)的煤塵飛入儀器內(nèi)部，必須在煤樣上蓋好一層脫脂棉。裝上煤樣瓶后先用手扶正，再旋緊緊固螺栓。

　　4.測(cè)定步驟

　　1) 計(jì)算機(jī)安裝(見(jiàn)有關(guān)說(shuō)明書(shū))后，連接計(jì)算機(jī)與儀器間的扁平線(xiàn)。

　　2) 開(kāi)始測(cè)試時(shí)首先打開(kāi)計(jì)算機(jī)電源，啟動(dòng)后再打開(kāi)儀器電源與真空泵電源。

　　3) 執(zhí)行wt-1監(jiān)控系統(tǒng)軟件。

　　4) 選擇煤樣瓶圖標(biāo)，

　　5)依次對(duì)每個(gè)煤樣進(jìn)行一次死空間脫氣和向死空間放氣的過(guò)程，同時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示煤樣的擴(kuò)散速度曲線(xiàn)，自動(dòng)保存測(cè)試結(jié)果，最后顯示出來(lái)。

　　6) 首先關(guān)閉儀器電源，然后一步步關(guān)閉計(jì)算機(jī)，切斷真空泵電源。

　　7) 系統(tǒng)為每一個(gè)實(shí)驗(yàn)煤樣的擴(kuò)散速度、放散速度分別創(chuàng)建一個(gè)以“.ks”、“.fs”為擴(kuò)展名的數(shù)據(jù)文件。煤樣的擴(kuò)散速度、放散速度曲線(xiàn)及計(jì)算結(jié)果都被保存起來(lái)了。

　　8)打印。

　　(三) WT-1型瓦斯擴(kuò)散速度測(cè)試儀使用說(shuō)明

　　一.實(shí)驗(yàn)過(guò)程

　　1.開(kāi)始測(cè)試時(shí)首先打開(kāi)計(jì)算機(jī)電源，啟動(dòng)后再打開(kāi)儀器電源與真空泵電源。執(zhí)行wt-1監(jiān)控系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)界面如下：

　　

圖1 系統(tǒng)主界面

 

　　2.選擇煤樣瓶圖標(biāo)。儀器面板上的煤樣瓶和界面中的圖標(biāo)是——對(duì)應(yīng)的，從右向左依次為1-6#，單擊圖標(biāo)可選擇或放棄該煤樣實(shí)驗(yàn)。

　　儀器面板上的煤樣瓶和界面上的圖標(biāo)是1～6#。選中要測(cè)試的煤樣瓶圖標(biāo)，選中或未選中時(shí)圖標(biāo)如圖2所示：

　　

 

　　選中 未選中

　　圖2 選擇煤樣瓶圖標(biāo)

　　3.如進(jìn)行放散速度測(cè)試，選擇菜單項(xiàng)“放散速度”;如為擴(kuò)散速度，選擇菜單項(xiàng)“擴(kuò)散速度”。然后在下圖所示的對(duì)話(huà)框中為每個(gè)要測(cè)試的煤樣命名和設(shè)置保存路徑，如圖4。點(diǎn)“下一步”后，實(shí)驗(yàn)全部由儀器自動(dòng)完成。

　　“放散速度”、 “擴(kuò)散速度”二者實(shí)驗(yàn)過(guò)程基本相同，以放散速度(ΔP)測(cè)試為例，脫氣、漏氣檢測(cè)與充氣的過(guò)程，分別如圖3、圖4、圖5、圖6所示。

　　

 

　　圖3 設(shè)定煤樣保存路徑

　　

 

 

　　圖4 煤樣脫氣

　　

 

 

　　圖5 漏氣檢測(cè)

　　

 

 

　　圖6 煤樣充氣

　　在學(xué)習(xí)或調(diào)試時(shí)為節(jié)省時(shí)間可隨時(shí)單擊“下一步”提前結(jié)束該過(guò)程。正式實(shí)驗(yàn)時(shí)必須達(dá)到規(guī)定時(shí)間，否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。其中“漏氣檢測(cè)”一項(xiàng)對(duì)話(huà)框如圖6所示，若能正常進(jìn)入下一步則說(shuō)明密封較好;否則按提示重新安裝煤樣罐或更換密封圈。

　　充氣時(shí)注意蓄水瓶擺放應(yīng)高于蓄氣瓶，使兩瓶液體存在壓差。

　　4.依次對(duì)每個(gè)煤樣進(jìn)行一次死空間脫氣和向死空間放氣的過(guò)程，同時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示煤樣的擴(kuò)散速度曲線(xiàn)，自動(dòng)保存測(cè)試結(jié)果，最后顯示出來(lái)。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

　　5.結(jié)束

　　首先關(guān)閉儀器電源，然后一步步關(guān)閉計(jì)算機(jī)，切斷真空泵電源。

　　二.實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)的管理

　　系統(tǒng)為每一個(gè)實(shí)驗(yàn)煤樣的擴(kuò)散速度、放散速度分別創(chuàng)建一個(gè)以“.ks”、“.fs”為擴(kuò)展名的數(shù)據(jù)文件。煤樣的擴(kuò)散速度、放散速度曲線(xiàn)及計(jì)算結(jié)果都被保存起來(lái)了。為了便于管理，建議用戶(hù)在文件存盤(pán)時(shí)起一個(gè)便于識(shí)別、具有特征的文件名，如：丁12-7、老虎臺(tái)32等。文件存放位置應(yīng)當(dāng)集中在一個(gè)或幾個(gè)專(zhuān)門(mén)的目錄(或文件夾)內(nèi)，并作備份，避免因計(jì)算機(jī)病毒感染、誤操作引起的文件丟失。

　　察看數(shù)據(jù)文件時(shí)，在菜單中選擇文件打開(kāi)，則彈出一個(gè)對(duì)話(huà)框，若需要察看放散速度文件，可在文件類(lèi)型下拉列表中選擇“*.fs”：若是擴(kuò)散速度文件則選“*.ks”。單擊“打開(kāi)”，屏幕上顯示出該煤樣的曲線(xiàn)和ΔD或ΔP的值。對(duì)話(huà)框如圖7：

　　

 

　　圖7 打開(kāi)文件

　　數(shù)據(jù)打印：

　　實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)散速度、放散速度曲線(xiàn)、計(jì)算結(jié)果等可通過(guò)報(bào)表的形式打印出來(lái)。打印過(guò)程如下：

　　1)打印前，檢查打印機(jī)電源是否插上，打印電纜是否連接。在打印機(jī)裝紙夾內(nèi)裝好B5打印紙。

　　2) 打開(kāi)數(shù)據(jù)文件(見(jiàn)上文)。否則打印出來(lái)的是一張空表。

　　3)輸入打印文本：選取菜單“輸入文本”，彈出如圖8對(duì)話(huà)框：

　　

 

 

　　圖8 報(bào)表參數(shù)設(shè)置

　　用于設(shè)置打印報(bào)表的輔加項(xiàng)目，如日期，標(biāo)題，備注等內(nèi)容。然后單擊“確認(rèn)”。

　　4)打印設(shè)置：選取菜單“打印設(shè)置”，彈出打印設(shè)置對(duì)話(huà)框：

　　

 

　　圖9 打印設(shè)置

　　設(shè)紙張大小為B5，紙張方向?yàn)?ldquo;橫向”，單擊“確認(rèn)″。

　　5)為了確保打印結(jié)果是否正確，選取菜單“打印預(yù)覽”進(jìn)行預(yù)覽，如圖11。用戶(hù)可以隨意放大、縮小來(lái)察看打印的頁(yè)面。

　　

 

 

　　圖10 打印預(yù)覽

　　6)選取菜單“文件打印”，先彈出文本輸入對(duì)話(huà)框，單擊確認(rèn)后彈出以下打印對(duì)話(huà)框：

　　

 

 

　　圖11 打印

　　單擊“打印”按鈕，打印文件，如圖11。

　　注意：如果不能輸出正確結(jié)果，問(wèn)題的原因可能是打印驅(qū)動(dòng)程序沒(méi)有安裝或打印機(jī)設(shè)置不正確。首先參照《打印機(jī)說(shuō)明書(shū)》和《windows使用手冊(cè)》等相關(guān)書(shū)籍正確安裝打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序，然后單擊 “開(kāi)始”菜單，選擇“開(kāi)始設(shè)置打印機(jī)”，右鍵單擊系統(tǒng)配置的打印機(jī)圖標(biāo)后，在彈出的快捷菜單中選擇“設(shè)為默認(rèn)值”。如果照以上步驟正常打印結(jié)果仍不正常，按照《打印機(jī)說(shuō)明書(shū)》和《windows使用手冊(cè)》對(duì)打印機(jī)屬性進(jìn)行正確設(shè)置。

　　(四)WT-1型瓦斯擴(kuò)散速度測(cè)試儀使用注意事項(xiàng)

　　1.所用的瓦斯氣濃度應(yīng)大于99%，否則若含有氧氣、二氧化碳和水份，應(yīng)安裝過(guò)濾、干燥裝置。

　　2.脫氣、充氣過(guò)程中不允許關(guān)閉計(jì)算機(jī)或退出本系統(tǒng)。

　　3.儀器內(nèi)有220V電壓，儀器電源開(kāi)時(shí)不要打開(kāi)儀器機(jī)箱，非專(zhuān)業(yè)人員不要對(duì)儀器進(jìn)行隨意拆卸。

　　第五章 瓦斯吸附常數(shù)測(cè)定

　　(一)瓦斯含量欲瓦斯吸附量、瓦斯壓力及溫度之間的關(guān)系

　　瓦斯以?xún)煞N狀態(tài)存在煤體之中，即吸附狀態(tài)和游離狀態(tài)。在煤的瓦斯含量中，一般吸附瓦斯占80-90%以上，吸附瓦斯量的多少，決定于煤對(duì)瓦斯吸附能力和瓦斯壓力、溫度等條件。瓦斯含量欲瓦斯壓力及溫度之間的關(guān)系見(jiàn)圖11和圖12。

　　

 

　　從圖上可以看出，由吸附瓦斯和游離瓦斯組成的瓦斯含量隨著溫度的升高而降低(大約溫度增加1℃，每克可燃物吸附瓦斯可減少0.05-0.065ml);隨著壓力的增高。這是因?yàn)樵谝欢囟认?，?dāng)瓦斯壓力增高時(shí)，意味著單位體積內(nèi)瓦斯分子數(shù)增加，這就增加了瓦斯分子與煤體吸附的機(jī)會(huì)。但吸附力隨著吸附瓦斯分子層的增厚而降低，因此，吸附兩增加到一定程度后就會(huì)逐漸趨于飽和。

　　煤的吸附瓦斯量一般用朗格繆爾方程計(jì)算：

 

　　從(5-3)式可以知道，只要能測(cè)定出煤樣的吸附常數(shù)a 、 b值和煤的空隙率，瓦斯壓力和瓦斯含量之間便可以換算。

　　(二)采用容量法測(cè)定等溫吸附曲線(xiàn)計(jì)算a 、 b值的原理

　　煤在變質(zhì)過(guò)程中生成瓦斯和排出揮發(fā)性物質(zhì)的同時(shí)，凝膠化作用，使煤形成芳香核為基本單元的聚合體，致使煤成以多孔物質(zhì)，因而它是一種很好的吸附劑。

　　所謂容量法就是在一定的壓力和溫度下，測(cè)定吸附劑微孔中所容納的瓦斯量。

　　所謂等溫吸附曲線(xiàn)就是在某一溫度下，吸附得到平衡時(shí)，吸附量與壓力關(guān)系的曲線(xiàn)。

　　采用容量法測(cè)定等溫吸附曲線(xiàn)時(shí)，要將預(yù)先加工好的煤樣放在吸附容器中，在真空加熱下脫氣，測(cè)定其中的死空間(包括吸附劑的微孔、顆粒間空隙、試驗(yàn)容器的殘余空間等)體積，然后，在一定的溫度下往容器中注入一定體積的氣體，在容器中形成相應(yīng)的壓力。部分氣體被吸附，最終建立一個(gè)吸附平衡狀態(tài)。然后測(cè)定該氣體的壓力和體積。根據(jù)氣體的起始體積和最終體積的差值即可計(jì)算出在給定溫度和氣體壓力下被吸附的氣體體積。為了保證測(cè)試精度，在測(cè)試曲線(xiàn)前段(低壓吸附)時(shí)采用先注入高壓氣體，待達(dá)到吸附平衡后，進(jìn)行多次排氣，并記錄煤層的平衡壓力和排氣量，直至瓦斯壓力降為1at左右。根據(jù)上述測(cè)定中瓦斯吸附平衡壓力和吸附量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可計(jì)算出a、b值。

　　(三)WY-98A吸附常數(shù)測(cè)定儀工作原理

　　煤體中大量的微孔表面具有表面能，當(dāng)氣體與內(nèi)表面拭接觸時(shí)，分子的作用力使甲烷氣體分子在表面上濃集，稱(chēng)為吸附。氣體分子濃集的數(shù)量漸趨增多，為吸附過(guò)程;氣體分子復(fù)返回自由狀態(tài)的氣相中，表面上氣體分子數(shù)量漸趨減少，為脫附過(guò)程，表面上氣體分子維持一定數(shù)量，吸附速率和脫附速率相等，為吸附平衡。煤對(duì)甲烷的吸附為物理吸附。

　　當(dāng)吸附劑和吸附質(zhì)特定時(shí)，吸附量與壓力和溫度呈函數(shù)關(guān)系，即：

　　X=f(T,P) (1)

　　當(dāng)溫度恒定時(shí)：

　　X=f(P)T (2)

　　式(2)稱(chēng)為吸附等溫線(xiàn)，在高壓狀態(tài)下煤對(duì)甲烷的吸附符合朗格繆爾(Langmuir)方程：

　　式中：

　　T—溫度，℃;

　　p—壓力，Mpa;

　　X—p壓力下吸附量，cm3/g;

　　a—吸附常數(shù)，當(dāng)p→∞時(shí)，即為飽和吸附量cm3/g;

　　b—吸附常數(shù)，bMPa-1。

　　高壓容量法測(cè)定煤的甲烷吸附量的方法是：將處理好的干燥煤樣，裝入吸附罐，真空脫氣，測(cè)定吸附罐的體積，向吸附罐中充入一定體積的甲烷，使吸附罐內(nèi)的壓力達(dá)到平衡，部分氣體被吸附，部分氣體仍以游離狀態(tài)處于剩余體積之中，已知充入甲烷體積，扣除剩余體積內(nèi)的游離體積，即為吸附體積，連接起來(lái)即為吸附等溫線(xiàn)。

　　(四)WY-98A吸附常數(shù)測(cè)定儀的軟、硬件組成

　　WY-98A型吸附常數(shù)測(cè)定儀主要由計(jì)算機(jī)、儀器主機(jī)、真空泵、真空計(jì)及附屬電纜、管件等組成。由儀器主機(jī)內(nèi)的傳感器將壓力、溫度轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡，然后由計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行計(jì)算、分析和存儲(chǔ)，并對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。

　　1.軟件

　　軟件的主界面及各控件的功能如圖1所示。

　　5.儀器自動(dòng)打開(kāi)脫氣閥、煤樣罐1、罐2的閥門(mén)，關(guān)閉充氣閥、通大氣閥，儀器啟動(dòng)真空泵開(kāi)始脫氣。

　　6.儀器關(guān)閉煤樣罐1、煤樣罐2閥門(mén)，再關(guān)閉脫氣閥，結(jié)束脫氣。水浴溫度由60℃變?yōu)?0℃，為縮短實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，可打開(kāi)放水閥放出熱水，由注水口注入冷水，使水溫下降，直至30℃時(shí)儀器會(huì)進(jìn)行下一步的操作(注意：換水時(shí)水位必須保持在加熱管以上);

　　7.儀器打開(kāi)氣源、充氣閥，向充氣罐內(nèi)充氣后關(guān)閉充氣閥。此時(shí)可手動(dòng)由小到大地調(diào)節(jié)儀器背面的微調(diào)閥，使充氣的速度不至于太快或太慢，如果3分鐘內(nèi)還能充至設(shè)定壓力，儀器自動(dòng)結(jié)束充氣。打開(kāi)煤樣罐1閥，由充氣罐向罐1放氣。

　　8.向煤樣罐2內(nèi)充氣，步驟與7相同。

　　9.煤樣開(kāi)始吸附平衡的過(guò)程。此時(shí)，壓力-時(shí)間窗口顯示出兩個(gè)煤樣罐內(nèi)壓力隨時(shí)間的變化。平衡結(jié)束后即完成了兩個(gè)煤樣第1個(gè)點(diǎn)的測(cè)定。

　　10.重復(fù)7、8、9的操作步驟，完成共7個(gè)吸附平衡點(diǎn)的操作。至此，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

　　在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，計(jì)算機(jī)將兩個(gè)煤樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果按照第4步設(shè)定的路徑與文件名自動(dòng)保存。同時(shí)將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一系列數(shù)據(jù)自動(dòng)保存在”d:”根目錄下的一個(gè)文件中，該文件以“煤樣1編號(hào)_煤樣2編號(hào)”命名，在結(jié)束實(shí)驗(yàn)后任何時(shí)候都可以察看其內(nèi)容，方法如圖5。

　　11.退出程序：?jiǎn)螕舨藛沃械?rdquo;文件/退出程序”。

　　五.實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)的管理

　　系統(tǒng)為每一個(gè)實(shí)驗(yàn)煤樣創(chuàng)建一個(gè)以“.xf”為擴(kuò)展名的數(shù)據(jù)文件。煤樣的重量、灰份、揮發(fā)份等原始數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)中各壓力段測(cè)定結(jié)果、吸附曲線(xiàn)、及計(jì)算結(jié)果都被保存起來(lái)了。為了便于管理，建議用戶(hù)在文件存盤(pán)時(shí)起一個(gè)便于識(shí)別、具有特征的文件名，如：戊12-7、七臺(tái)河-32等。文件存放位置應(yīng)當(dāng)集中在一個(gè)或幾個(gè)專(zhuān)門(mén)的文件夾內(nèi)。

　　圖13 “打印”對(duì)話(huà)框

　　單擊“屬性”按鈕，會(huì)彈出一打印機(jī)屬性對(duì)話(huà)框(此對(duì)話(huà)框因不同打印機(jī)而異，但內(nèi)容大致相同)，選擇紙張方向?yàn)?ldquo;橫向”，打印紙張為“A4打印紙”，其它選項(xiàng)皆為默認(rèn)值(參見(jiàn)打印機(jī)說(shuō)明書(shū))。關(guān)閉屬性對(duì)話(huà)框。

　　5)在打印對(duì)話(huà)框中單擊“確定”按鈕，全部過(guò)程結(jié)束。

　　注意：如果按以上過(guò)程進(jìn)行，不能輸出正確結(jié)果，那問(wèn)題的原因可能是打印驅(qū)動(dòng)程序沒(méi)有安裝或打印機(jī)設(shè)置不正確。首先參照《打印機(jī)說(shuō)明書(shū)》和《window使用手冊(cè)》等相關(guān)書(shū)籍正確安裝打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序，然后單擊window “開(kāi)始”菜單，選擇“開(kāi)始設(shè)置打印機(jī)”，右鍵單擊系統(tǒng)配置的打印機(jī)圖標(biāo)后，在彈出的快捷菜單中選擇“設(shè)為默認(rèn)值”。如果照以上步驟正常打印結(jié)果仍不正常，按照《打印機(jī)說(shuō)明書(shū)》和《window使用手冊(cè)》對(duì)打印機(jī)屬性進(jìn)行正確設(shè)置。

　　七.注意事項(xiàng)

　　1.室驗(yàn)室內(nèi)一定要保持潔凈、干燥、通風(fēng)良好，本儀器在搬運(yùn)、移動(dòng)時(shí)必須輕拿輕放，儀器安裝連接好以后最好不要移動(dòng)。

　　2.儀器通大氣出口要接上一根軟管并通向室外。

　　3.儀器安裝后要定期檢查氣密性，嚴(yán)防瓦斯泄漏造成事故。由于儀器內(nèi)為高壓瓦斯系統(tǒng)，非專(zhuān)業(yè)人員不要對(duì)儀器進(jìn)行隨意拆卸。打開(kāi)儀器機(jī)箱蓋前必須先關(guān)閉電源和真空泵電源。

　　4.按照實(shí)驗(yàn)要求，要做出完整的吸附曲線(xiàn)，所用瓦斯鋼瓶壓力應(yīng)大于6Mpa。

　　5.實(shí)驗(yàn)前一定要觀(guān)察恒溫水箱里的水是否加滿(mǎn)，如未加滿(mǎn)必須把水加滿(mǎn)后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn);儀器長(zhǎng)期不用時(shí)應(yīng)將水全部排出。

　　6.每次實(shí)驗(yàn)完畢后要打開(kāi)通大氣閥，將儀器內(nèi)氣體排出室外。

　　7.為防止病毒、黑客等對(duì)計(jì)算機(jī)造成破壞，必須保證專(zhuān)機(jī)專(zhuān)用，不要用作其它用途，不要隨意安裝游戲及其它軟件。

　　8.一般情況下，本儀器只作煤對(duì)甲烷的吸附試驗(yàn)。

　　第六章 煤的水分、灰分及揮發(fā)分測(cè)定

　　(一) 煤的水分、灰分及揮發(fā)分定義

　　組成煤炭有機(jī)質(zhì)的元素首要有碳、氫、氧、氮和硫等，此外，還有很少量的磷、氟、氯和砷等元素。碳、氫、氧是煤炭有機(jī)質(zhì)的主體，占95%以上;煤化水平越深，碳的含量越高，氫和氧的含量越低。碳和氫是煤炭燃燒進(jìn)程中發(fā)生熱量的元素，氧是助燃元素。煤炭燃燒時(shí)，氮不發(fā)生熱量，在高溫下改變成氮氧化合物和氨，以游離形態(tài)析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，個(gè)中以硫最為主要。煤碳燃燒時(shí)絕大局部的硫被氧化成二氧化硫(SO2)，隨煙氣排放，污染大氣，風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)、植物發(fā)展及人類(lèi)安康，侵蝕金屬設(shè)備;當(dāng)含硫多的煤用于冶金煉焦時(shí)，還影響焦炭和鋼鐵的質(zhì)量。所以，“硫分”含量是評(píng)價(jià)煤質(zhì)的主要目標(biāo)之一。

　　煤中的有機(jī)質(zhì)在必然溫度和前提下，受熱分化后發(fā)生的可燃性氣體，被稱(chēng)為“揮發(fā)分”，它是由各類(lèi)碳?xì)浠衔铩錃?、一氧化碳等化合物?gòu)成的夾雜氣體。揮發(fā)分也是首要的煤質(zhì)目標(biāo)，在確定煤炭的加工應(yīng)用路子和工藝前提時(shí)，揮發(fā)分有主要的參考效果。煤化水平低的煤，揮發(fā)分較多。假如燃燒前提不恰當(dāng)，揮發(fā)分高的煤燃燒時(shí)易發(fā)生未燃盡的碳粒，俗稱(chēng)“黑煙”;并發(fā)生更多的一氧化碳、多環(huán)芳烴類(lèi)、醛類(lèi)等污染物，熱效率降低。因而，要依據(jù)煤的揮發(fā)分選擇恰當(dāng)?shù)娜紵疤岷驮O(shè)備。

　　煤中的無(wú)機(jī)物質(zhì)含量很少，首要有水分和礦物質(zhì)，它們的存在降低了煤的質(zhì)量和應(yīng)用價(jià)值。礦物質(zhì)是煤炭的首要雜質(zhì)，如硫化物、硫酸鹽、碳酸鹽等，個(gè)中大局部屬于有害成分。

　　“灰分”是煤碳完全燃燒后剩下的固體殘?jiān)?，是主要的煤質(zhì)目標(biāo)?；曳质滓獊?lái)自煤炭中不成燃燒的礦物質(zhì)。礦物質(zhì)燃燒灰化時(shí)要接收熱量，很多排渣要帶走熱量，因此灰分越高，煤炭燃燒的熱效率越低;灰分越多，煤炭燃燒發(fā)生的灰渣越多，排放的飛灰也越多。普通，優(yōu)質(zhì)煤和洗精煤的灰分含量相對(duì)較低。

　　“水分”對(duì)煤炭的加工應(yīng)用有很大影響。水分在燃燒時(shí)釀成蒸汽要吸熱，因此降低了煤的發(fā)燒量。煤炭中的水分可分為外在水分和內(nèi)涵水分，普通以?xún)?nèi)涵水分作為評(píng)定煤質(zhì)的目標(biāo)。煤化水平越低，煤的內(nèi)部外表積越大,水分含量越高。

　　(二) 5E全自動(dòng)工業(yè)分析儀的結(jié)構(gòu)及工作原理

　　5E全自動(dòng)工業(yè)分析儀測(cè)試水分、灰分、揮發(fā)分三種指標(biāo)。

　　一.儀器組成

　　1.組成示意圖

　　儀器包括三大部分：分析儀主機(jī)、PC機(jī)、打印機(jī)。

　　二.儀器工作原理

　　儀器檢測(cè)原理為熱重分析法。它將遠(yuǎn)紅外加熱設(shè)備與稱(chēng)量用的電子天平結(jié)合在一起，在特定的氣氛條件、規(guī)定的溫度、規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)受熱過(guò)程中的試樣予以稱(chēng)重，以此計(jì)算出試樣的水分、灰分及揮發(fā)分等工業(yè)分析指標(biāo)。

　　(一) 5E全自動(dòng)工業(yè)分析儀的工作過(guò)程

　　用分析儀Ⅰ測(cè)定揮發(fā)分，用分析儀Ⅱ測(cè)定水分和灰分。PC機(jī)既可同時(shí)控制分析儀Ⅰ、分析儀Ⅱ測(cè)定試樣的揮發(fā)分、水分、灰分又可單獨(dú)控制分析儀Ⅰ或分析儀Ⅱ單獨(dú)測(cè)定試樣的揮發(fā)分、水分、灰分。

　　1.揮發(fā)分測(cè)定流程

　　運(yùn)行儀器的測(cè)試程序，進(jìn)入工作測(cè)試菜單，輸入相關(guān)的試樣信息后儀器自動(dòng)稱(chēng)量揮發(fā)分空坩堝(注意：坩堝應(yīng)該帶蓋。如果單測(cè)揮發(fā)分，在稱(chēng)量前系統(tǒng)會(huì)提示輸入水分?jǐn)?shù)值)，空坩堝稱(chēng)量完畢，系統(tǒng)提示放置試樣，然后系統(tǒng)稱(chēng)量試樣質(zhì)量并開(kāi)始加熱高溫爐. 開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前按照提示打開(kāi)恒溫爐蓋，恒溫爐散熱風(fēng)扇自動(dòng)開(kāi)啟，隔熱板關(guān)閉，待高溫爐溫度到達(dá)900℃時(shí)，高溫爐溫度繼續(xù)控制在(900±10)℃.高溫爐溫度穩(wěn)定2分鐘后打開(kāi)隔熱板送0號(hào)空白坩堝和19號(hào)坩堝至高溫爐中后關(guān)閉隔熱板灼燒7分鐘，7分鐘到后打開(kāi)隔熱板將0號(hào)坩堝和19號(hào)坩堝送回恒溫爐中，然后送第1，2號(hào)坩堝到高溫爐中關(guān)閉隔熱板并灼燒7分鐘，7分鐘后打開(kāi)隔熱板將1，2號(hào)坩堝送回到恒溫爐中，同時(shí)打開(kāi)氮?dú)忾y(系統(tǒng)會(huì)打開(kāi)氮?dú)忾y，向高溫爐內(nèi)通氮?dú)猓瑲怏w流量控制在4～5L/min)，通氮2分鐘后關(guān)閉氮?dú)忾y，以后每隔7分鐘送2個(gè)分析樣品到高溫爐中(隔熱板自動(dòng)開(kāi)關(guān))，并將灼燒7分鐘后的分析樣品送回恒溫爐中通氮2分鐘，待所有分析樣品灼燒完畢后，隔熱板關(guān)閉，恒溫爐散熱風(fēng)扇關(guān)閉，恒溫爐開(kāi)始加熱并控制在(120±10)℃，按照提示蓋上爐蓋，所有分析樣品在恒溫爐中干燥冷卻30分種后，以減少質(zhì)量占樣品的百分?jǐn)?shù)減去該煤樣空氣干燥水分含量作為煤樣的揮發(fā)分。系統(tǒng)報(bào)出揮發(fā)分測(cè)定結(jié)果，并打印結(jié)果或報(bào)表(如果在系統(tǒng)設(shè)置中設(shè)置了打印)。(備注：如果本次實(shí)驗(yàn)還測(cè)水灰，則水灰也分析完畢才自動(dòng)打印報(bào)表)

　　2.水分和灰分測(cè)定流程

　　運(yùn)行儀器的測(cè)試程序，進(jìn)入工作測(cè)試菜單，輸入相關(guān)的試樣信息后儀器自動(dòng)稱(chēng)量空坩堝，空坩堝稱(chēng)量完畢，系統(tǒng)提示放置試樣，然后系統(tǒng)稱(chēng)量試樣質(zhì)量并開(kāi)始加熱高溫爐(系統(tǒng)會(huì)打開(kāi)氮?dú)忾y，向高溫爐內(nèi)通氮?dú)?，氣體流量控制在4～5L/min)先將高溫爐加熱到107℃恒溫45分鐘(指按國(guó)標(biāo)方法，溫度與恒溫時(shí)間可自定義設(shè)置)后開(kāi)始稱(chēng)量坩堝，當(dāng)坩堝質(zhì)量變化不超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定值(推薦為0.0008克)時(shí)水分分析結(jié)束，系統(tǒng)報(bào)出水分測(cè)定

　　結(jié)果，同時(shí)關(guān)閉氮?dú)忾y，打開(kāi)氧氣閥，高溫爐繼續(xù)加熱至500℃恒溫30分鐘(快速法在此不恒溫)后再加熱至815℃恒溫，之后系統(tǒng)開(kāi)始稱(chēng)量坩堝，當(dāng)坩堝質(zhì)量變化不超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定值(推薦為0.0008克)時(shí)灰分分析結(jié)束，系統(tǒng)報(bào)出灰分測(cè)定結(jié)果，并打印結(jié)果或報(bào)表(如果在系統(tǒng)設(shè)置中設(shè)置了打印)。(備注：如果本次實(shí)驗(yàn)還測(cè)揮發(fā)分，則揮發(fā)分也分析完畢才自動(dòng)打印報(bào)表。)