一种煤层注水合理浸润时间的确定方法

摘要

本发明公开了一种煤层注水合理浸润时间的确定方法，该方法依次按以下步骤进行：1）对实验煤样干燥处理；2）煤样分为n份，n大于等于3，称重后依次装入对应的煤样罐中；3）用真空脱气单元对吸附罐真空脱气至10Pa以下；4）利用充气罐向实验煤样充入一定量甲烷气体；5）向对应煤样罐注入相同水分；6）测试煤样的瓦斯解吸速度，对应煤样设置不同的平衡时间；7）按文特式对瓦斯解吸速度测试数据进行拟合，得到第一分钟瓦斯解吸速度V₁，做出第一分钟瓦斯解吸速度V₁与注水后浸润时间的二次曲线，在所做曲线图上瓦斯解吸速度最小值对应的浸润时间即为合理浸润时间。本发明能够准确、可靠的确定煤层注水合理浸润时间，实用性强。

主权项

一种煤层注水合理浸润时间的确定方法，其特征在于该方法依次按以下步骤进行：1）对煤样进行处理，选取粒度为1~3mm或3‑6mm的颗粒煤作为实验煤样，干燥处理后放入干燥器备用；2）选取一定粒度1~3mm或3‑6mm的干燥煤样适量，搅拌均匀后等分为n份，n大于等于3，称重后依次装入对应的煤样罐中；3）设定水浴温度为煤层赋存温度，用真空脱气单元对吸附罐真空脱气至10Pa以下；4）利用充气罐向实验煤样充入一定量甲烷气体，采用固定充气罐初始压力和终了压力的方法，确保充气量相等；5）待煤样在吸附罐内吸附平衡后，通过注水泵分别向对应煤样罐注入相同水分，注水量的计量采用称重的方法进行准确计量；6）注水后，对应煤样罐在恒温水浴中分别平衡一定时间，平衡时间即为注水后的浸润时间，对应的n份煤样设置不同的平衡时间，之后测试煤样的瓦斯解吸速度，测试流程如下：a）首先快速打开吸附罐的放气阀门，使压力表瞬间回零，放出气体收集在储气袋中，储气袋中的气体为吸附罐内的游离气体，测定其标准体积Q_游，则充气量Q_充减去瞬间放气量Q_游即是煤样的吸附量Q_吸；b）快速连接瓦斯解吸仪，测试不同时刻的瓦斯解吸量，并把记录的瓦斯解吸量换算成标准体积Q_i；c）计算出每分钟瓦斯解吸速度V_i，其中每分钟瓦斯解吸速度V_i通过公式计算得到；7）按文特式对瓦斯解吸速度测试数据进行拟合，得到第一分钟瓦斯解吸速度V₁，根据注水使煤样初始瓦斯解吸速度变小的规律，做出第一分钟瓦斯解吸速度V₁与注水后浸润时间的二次曲线，在所做曲线图上瓦斯解吸速度最小值对应的浸润时间即为合理浸润时间；文特式表示瓦斯解吸速度随时间的变化公式：式中，V₁表示第1min的瓦斯解吸速度；k_t表示瓦斯解吸速度衰减系数。