煤层是否处于原始未卸压状态、煤心在空气中暴露时间长短、煤心解吸时间间隔、“残存瓦斯含量”的定义等因素均可导致多源瓦斯含量的测定数据产生差异。山西晋城无烟煤矿业集团的李国富和中煤科工集团西安研究院龙威成的一项研究得出了以上结论。成果发表于《煤炭科学技术》2015年第2期。

　　煤层瓦斯含量的获取方法有许多，总的来说，可分为直接法和间接法。煤层瓦斯含量的直接测定法根据矿井勘探及开发阶段主要分为地面煤层气含量测定、地勘瓦斯含量测定及矿井井下钻孔取心测定，其对应测定的瓦斯含量结果，分别为地面煤层气含量、地勘瓦斯含量、井下瓦斯含量。由于煤层瓦斯含量测试条件和测试方法等差异，上述煤层瓦斯含量测试结果往往有差异，在众多瓦斯含量数据中，哪些最为接近煤层原始瓦斯含量，哪些需要校正又如何校正，这些都是一直困扰相关工作者的问题。为了解决上述问题，李国富和龙威成以以寺河煤矿、赵庄煤矿为研究矿井。其中地面煤层气含量数据来自于寺河区块66口、赵庄区块26口地面煤层气井;地勘瓦斯含量来自于寺河煤矿59个钻孔、赵庄煤矿27个勘探钻孔的煤层瓦斯含量数据。

　　在对结果进行对比分析中，研究人员发现，在埋深相近的条件下，就平均值而言，地面煤层气井测定的瓦斯含量最高，地勘瓦斯含量居中，而井下瓦斯含量测定结果相比最低。进一步对差异原因进行分析，发现除测试条件外，采样方式不同导致的直接结果是煤心暴露在空气中的时间(采样时间)不同。一般认为，煤心暴露时间越长，损失气量占总气量的比例会增加，损失气量计算误差会扩大，往往计算结果偏低。因损失量计算方法只在解吸刚开始一段时间内是直线，所以只适用于取样暴露时间较短的情况。因此，地勘瓦斯含量因煤样暴露时间较长，损失量计算偏低。为了缩短瓦斯含量测定时间，井下直接测定法和地勘法多采用脱气法;自然解吸法则不同，其测定过程均在常压下进行。自然解吸法测定的残存瓦斯含量仅指煤样破碎后常压下可解吸瓦斯量，而脱气法测定的残存瓦斯含量则包括常压可解吸瓦斯量(部分)和常压不可解吸瓦斯量。理论上而言，井下直接测定法(脱气法)和地勘法比自然解吸法可能从煤心样品中解吸出更多的残存瓦斯量。但实际对比结果表明，自然解吸法测定的煤层气含量是最高的，由此可见，测试条件对瓦斯测定结果的影响最为显著。该项研究为矿井瓦斯防治和煤层气开发提供了数据支撑。

　　该项研究得到了国家科技重大专项基金、国家自然科学基金以及山西省科技重大专项基金的资助。