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原文传递一种煤层群联合抽采瓦斯气体混源比例定量确定方法

专利名称：	一种煤层群联合抽采瓦斯气体混源比例定量确定方法
摘要：	本发明公开了一种煤层群联合抽采瓦斯气体混源比例定量确定方法，采用同位素地球化学方法，通过测定控制区域内各个目标煤层控制点瓦斯气体中常规气体组分含量及其同位素值、稀有气体组分含量及其同位素值，划分出表征不同目标煤层的主控气体组分，拟合得到主控气体组分含量及其同位素等值线图，采用插值法得到联合抽采钻孔各个目标煤层主控气体组分含量及其同位素值，基于化学组成质量守恒原则，建立计算模型，定量确定混源瓦斯气体中来自各个目标煤层的混合比。本发明能够精确计算煤层群联合抽采瓦斯气体中不同目标煤层混源比例，克服煤矿井下混源瓦斯气体不能定量确定的难题，为煤层瓦斯抽采达标评判提供理论基础，有效保障矿井生产安全。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	中煤科工集团重庆研究院有限公司
发明人：	丁红;孙令;唐强;周俊文;关瑞斌;贾晓亮;李蕾;李正楠;马彦阳;曲孔典;胡良兆;吴教锟;马宏宇;王建军;陈勇;冯仁俊;王冬;廉常军;邓照玉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910569018.6
公开号：	CN110286003A
代理机构：	北京同恒源知识产权代理有限公司
代理人：	赵荣之
分类号：	G01N1/22(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	400039 重庆市九龙坡区二郎科技城路6号
主权项：	1.一种煤层群联合抽采瓦斯气体混源比例定量确定方法，其特征在于，所述方法为同位素地球化学方法。 2.根据权利要求1所述一种煤层群联合抽采瓦斯气体混源比例定量确定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： (1)测定控制区域内各个目标煤层控制点瓦斯气体中常规气体组分的含量及其所述常规气体组分的同位素值、稀有气体组分的含量及其所述稀有气体组分的同位素值，对所述常规气体组分的同位素值和所述稀有气体组分的同位素值进行典型性分析，根据分析结果选择出能够表征不同目标煤层的主控气体组分； (2)根据步骤(1)中选择的所述主控气体组分的含量及其同位素值进行拟合分析，得到控制区域内各个目标煤层所述主控气体组分的含量及其所述主控气体组分的同位素等值线图； (3)精确定位煤层群联合抽采钻孔与各个目标煤层相交位置的地理坐标，根据步骤(2)中所述主控气体组分的含量及其所述主控气体组分的同位素等值线图，采用插值法得到联合抽采钻孔各个目标煤层主控气体组分的含量及其同位素值； (4)根据步骤(3)中所述联合抽采钻孔各个目标煤层主控气体组分的含量及其同位素值，结合测试得到的煤层群联合抽采的混源瓦斯气体中主控气体组分的含量及其同位素值，建立混源瓦斯气体计算模型，从而定量确定所述混源瓦斯气体中来自各个目标煤层的混合比。 3.根据权利要求2所述一种煤层群联合抽采瓦斯气体混源比例定量确定方法，其特征在于，所述控制区域包括煤层群联合抽采区域，所述目标煤层控制点在所述控制区域内分布均匀，能够有效代表所述控制区域的特征。 4.根据权利要求2所述一种煤层群联合抽采瓦斯气体混源比例定量确定方法，其特征在于，各个目标煤层控制点瓦斯气体中常规气体组分包括H2、N2、CO2、CH4和C2H6，常规气体组分的同位素值包括δD、δ13C、δ15N和δ18O。 5.根据权利要求2所述一种煤层群联合抽采瓦斯气体混源比例定量确定方法，其特征在于，各个目标煤层控制点瓦斯气体中稀有气体组分包括He和Ar，稀有气体组分的同位素值包括3He/4He和40Ar/36Ar。 6.根据权利要求2所述一种煤层群联合抽采瓦斯气体混源比例定量确定方法，其特征在于，所述表征不同目标煤层的主控气体组分包含H2、N2、CO2、CH4、C2H6、He或者Ar中至少一种，所述煤层群联合抽采的混源瓦斯气体中主控气体组分与所述表征不同目标煤层的主控气体组分相同。 7.根据权利要求2所述一种煤层群联合抽采瓦斯气体混源比例定量确定方法，其特征在于，所述主控气体组分的同位素等值线图包括δD(H2)等值线图、δ15N(N2)等值线图、δ13C(CO2)等值线图、δ18O(CO2)等值线图、δ13C(CH4)等值线图、δD(CH4)等值线图、δ13C(C2H6)等值线图、δD(C2H6)等值线图、3He/4He等值线图或者40Ar/36Ar等值线图中的任意一种或几种。 8.根据权利要求2所述一种煤层群联合抽采瓦斯气体混源比例定量确定方法，其特征在于，所述插值法是利用所述各个目标煤层主控气体组分含量及其同位素值在所述控制区域中已知的若干点的函数值，绘制适当的等值线图，在控制区域的其他点上用这等值线图的值作为各个目标煤层主控气体组分含量及其同位素值。 9.根据权利要求2所述一种煤层群联合抽采瓦斯气体混源比例定量确定方法，其特征在于，所述定量确定是基于混源气体化学组成质量守恒原则，建立混源瓦斯气体计算模型：其中，V1、V2、···Vn为所述n个目标煤层瓦斯气体的混合比，其中n为小于等于11的正整数，％；δmix为所述煤层群联合抽采混源瓦斯气体中一种主控气体组分的同位素值，‰；W1、W2、···Wn为所述n个目标煤层瓦斯气体其中一种主控气体组分含量；δ1、δ2、···δn为所述n个目标煤层瓦斯气体其中一种主控气体组分同位素值，‰。 10.根据权利要求9所述一种煤层群联合抽采瓦斯气体混源比例定量确定方法，其特征在于，n个目标煤层瓦斯气体主控气体组分含量和同位素值可以根据所述n-1个等值线图求得，则所述计算模型可以组成n个方程组，根据所述n个方程组可以计算得到n个目标煤层瓦斯气体的混合比。
所属类别：	发明专利