碳同位素

７２ 安全高效煤矿地质保障技术及应用

地面钻孔煤层瓦斯含量测定方法的对比研究木

张慧，庞湘伟，杨杰，赵继展，黑磊，解艳玲

（煤炭科学研究总院西安研究院，陕西西安７１００５４）

摘要：煤层瓦斯含量测定是煤炭和煤层气勘探开采长期的需求，其测定方法虽有不少，但准确、快速测定问题至今尚未很好解决。本文从基础理论、仪器设备、测试过程、结果评价等方面，对目前我国现行的地面钻孔瓦斯含量测定方法进行了比较和分析，研究了其优点和缺点。从服务于资源勘探和煤矿安全的实际出发，提出了一些新的思路和设想，这对已有方法的发展及新方法的探索将产生有益的指导意义。

关键词：钻孔煤心；瓦斯含量；测定；方法研究

众所周知，煤层瓦斯即煤层气。煤层气是重要的高效洁净能源，现已列为国家“十一五”重点勘探开发对象，煤层瓦斯是威胁煤矿安全生产的主要危险源。煤层瓦斯含量是指单位质量或体积中含有的瓦斯总量，是煤层气资源评价与开发、煤矿井下瓦斯涌出量预测和综合防治依据的基本参数。为了获取可靠的瓦斯含量值，自２０世纪３０年代人们就开始了测定方法的探索，尤其近二三十年来，国内外推出了诸多测定与估算瓦斯含量的数学推导、物理模型、经验公式等，这些方法大体可分为直接的、间接的，按应用范围还可分为井下的、地面的。利用地面钻孔煤心是获取瓦斯含量的一个重要途径。本文重点讨论地面钻孔煤层瓦斯含量的测定方法。

地面钻孔煤层瓦斯含量测定方法随煤田地质和煤层气地质基础理论、勘探方法和设备的发展而发展，不同领域依据各自需求所采用的测定方法有同有异，各有优劣。就目前为止，煤层瓦斯含量的准确、快速测定问题尚未完全解决，新方法的探索依然非常必要和急需。

ｌ方法简介及其应用沿革

已有地面瓦斯含量测定方法有直接的、也有间接的。有些方法推出之后在较大范围得到应用，也不断改进；有些方法则应用范围和时间有限。现就在我国煤田地质勘探和煤层气勘探领域应用较为广泛和有一定影响的方法（表１）及其沿革做一简介。

１．１直接法

直接法即直接测定煤中瓦斯含量的方法。在地面主要是利用钻孔煤心获取，有集气法、地勘法、自然解吸法、压力取心解吸法等。

集气法是我国煤田地质勘探初期，由前苏联引进的。采用集气式岩心采取器，从钻孔中采取新鲜煤样，然后在实验室脱气仪上抽出全部气体，确定单位质量中所含的瓦斯量。１９５８年煤科总院抚顺院成功研制了“抚研－５８型集气式煤心采取器”，并在我国煤田地质勘探工作中推广应用。此方法对瓦斯含量测定准确度有所提高，但操作过程复杂，又常因钻孔煤心采取率达不到设计要求而影响测定的成功率…。故被后来的地勘法逐步取代，现已基本不用。

本文由国家重点基础研究发展计划。９７３”项目（２００３ＣＢ２１４６０２）和国家“十一五”科技支撑计划项目专题。地面钻孔煤层瓦斯含量快速测定技术与装备研究”资助。