煤层瓦斯残存量自动测定仪的开发与应用

图 2 仪器系统组成示意图引言

煤层瓦斯残存量是计算吨煤瓦斯含量的关键参数，直接影响煤矿瓦斯灾害预测精度。传统人工测定方法效率低、误差大。本文开发的自动测定仪（如图1）集成高精度传感器与计算机监控技术，通过测量瓦斯置换的饱和食盐水体积实现残存量自动计算，解决了传统方法的局限性。

一、仪器结构与工作原理

1.1 系统组成

仪器由四部分构成，见下表：

3.气密性检查：真空度变化<1kPa/15min 为合格。

4.自动脱气：PLC 控制电磁阀序列完成抽真空、脱气、数据采集（流程图见图6）。

1.2 测量原理

瓦斯气体在饱和食盐水中几乎不溶解，其体积 v_g 与置换液体积Vl 满足：Vg=k^×V₁

其中k 为温度-压力修正系数（依据GB/T 23250-2009 计算）。仪器通过液位传感器实时监测Vl，结合真空计（压力P）、温度计（T）数据，由PLC 自动计算 ΔVg

2.2 数据处理

使用辅助计算软件输入参数（煤样质量、脱气体积等），自动生成吨煤瓦斯含量报告（如图7）。

2.1 操作流程

1.预处理：煤样罐置于 85^∘C 恒温器，针头插入密封。

2.系统启动：登录软件（如图5），选择操作模式（自动/单步/手动）。

二、实验方法

三、测量结果讨论

与传统方法对比，见下表：

图 8 数据对比表

四、结论

TQ_1 型自动测定仪实现了煤层瓦斯残存量的高精度自动化测量：

1.通过电磁阀与传感器集成，误差降低至± 2.3‰ 2.三种操作模式兼顾效率与应急需求。

3.专用软件确保数据可追溯性（需定期备份数据库）。该仪器在煤矿瓦斯防治领域具有显著应用价值。

参考文献

[1] GB/T 23250-2009， 煤层气含量测定方法[S].