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本发明涉及一种充填材料力学实验标准试件制备装置及利用该装置制备标准试件的方法。该装置包括压实筒、传力杆和活塞，压实筒包括筒本体、外围部和底座，筒本体由两个第一半壳组成，外围部通过包围筒本体从而将两个第一半壳连接为一个整体；制备方法包括：根据相似充填材料胶结料含量曲线配制相似充填材料；利用所述制备装置在MTS模拟的特定地质条件压力下流变24小时，并将相似充填材料压缩成与标准试件直径一致的圆柱体，利用机械切割形成标准试件。本发明中的制备装置具有结构简单，可承受更大的拉压力、取出试件时不破坏试件完整性等优点，通过本发明中的制备方法可以获得与现场充填材料力学性能接近的充填材料标准试件。
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本发明属于地质渗透研究领域，涉及一种渗透系数的测量装置及其使用方法。一种已成型试件渗透系数的测量装置，包括渗透仪、储水罐、压力变速器、信号采集仪、计算机、高压气罐;所述渗透仪，包括试件盛装筒，底座套筒与压紧装置。本发明提供了一种已成型试件渗透系数的测量装置及其使用方法，其中包括一种可在实验室内测定已成型试件渗透系数的渗透仪，渗透仪使用过程中可防止侧壁渗漏、侧表面的溢流的发生，使得本发明具有缩短试验周期，提高试验效率，密封性好，易于操作、试验数据准确的优点。
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本发明公开了一种用于煤层气低产井区的增产方法，包括以下步骤：选择拟实施增产技术的低产井区；在低产井区直井或丛式井之间依据地质因素、工程因素和排采因素确定水平井井位；在地层内造斜，将水平段设计在煤层或煤层围岩内；采用分段多簇射孔压裂技术对水平段进行分段压裂改造，形成多级多类裂缝体系；进行压裂施工，将水平井周边的煤层气井井下管柱提出，将排采井口换成压裂井口，并将井口关闭；压裂施工期间，泵注支撑剂和低伤害压裂液；压裂后将水平井周边的煤层气井冲砂下泵、继续排采，水平井也一并排采。本发明利用水平井对低产煤层气井群进行区域性的一体化二次增产改造，具有改造周期短、见效快、投入低等优点。
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一种采动诱导采空区侧向硬顶结构失稳产生的动载预测方法，包括：(1)分析已采长壁工作面的工程地质环境，获得已稳定采空区侧向端部硬顶的结构特征，建立采空区侧向端部硬顶结构的力学解析模型，获得其失稳的力学判据；(2)随着相邻下区段工作面的回采，揭示采空区侧向端部硬顶结构的附加支承应力演化规律，确定结构力学失稳的极限附加支承应力，计算结构积累的弹性变形能；(3)建立等效动力偶力学分析模型，计算结构失稳时的动载强度，获得影响该动载强度的主要影响因素和影响规律。本发明提供了一种求解已稳定采空区侧向端部硬顶结构失稳产生动载强度的方法，为该区域内开挖空间的稳定性控制提供了理论依据。
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本发明涉及一种采煤诱发的覆岩与地表沉陷协同动态预测方法，包括矿区工作面地质参数采集，基于概率积分法预计参数确定，基于实测最大下沉点确定时间序列时间函数模型，地表移动变形终、动态预测及覆岩内部移动变形终、动态预测等五个步骤。本发明一方面系统构建结构简单，数据采集便捷且效率及精度高，可有效提高对地下资源抽采矿区覆岩各类复杂形变数据进行精确且连续预测；另一方面具有高效的数据计算能力，在提高对地下资源抽采矿区覆岩预测精度的同时，另可实现根据现有数据对矿区范围内任意位置覆岩形变、沉降趋势进行精确预判，提高了矿区沉降作业监控精度和效率的同时，另可为矿区建设规划及矿区后续修复及利用提供可靠的参考依据。
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本发明公开了一种基于5G和红外热成像的煤岩识别自动调高滚筒采煤机，包括采煤机滚筒、摇臂、驱动电机、防爆外壳、红外热成像采集系统、5G通信系统、远程监控系统、微处理器，红外热成像采集系统由黑体、红外热成像仪组成，5G通信系统由光纤、CPE终端、云存储组成，远程监控系统由显示器和图像分析软件组成。依据煤、岩表面发射率的差异，利用5G通信系统将红外热成像采集系统生成的数字信号实时传送至远程监控系统，通过生成的煤岩界面红外热图像，计算出煤岩界面温度，控制采煤机截割区域处于顶底板之间，并在煤层开采后实时反演采区三维煤岩地质空间分布图，达到自动调高、科学预测、安全开采及提高机采率降低夹矸率的目的。
本发明属于水文地质技术领域，公开了一种基于Piper‑PCA‑FCL判别模型的突水水源识别方法，收集研究区近年来各主要含水层水质类型资料，选取各含水层的多个水样作为训练样本；使用Piper三线图对水样进行分类，筛选出能代表含水层特征的标准水样；对标准水样的水化学数据进行主成分分析，求出各含水层对应的主成分的平均值和标准差，利用得到的平均值和标准差将训练样本标准化；判定各含水层标准化后的样本数据是否服从正态分布，结合模糊置信度理论，建立Piper‑PCA‑FCL判别模型；对待测水样进行判别，预测突水水源。本发明方法将Piper‑PCA与置信度相结合，达到减少判别时间、提高判别精度的目的。
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本发明公开一种矿山立体物理模拟煤层开采顶板移动监测方法，包括以下步骤：在相似模拟实验架左侧梁、右侧梁的上部凹槽内前后方向布置三根滑动横梁，通过螺栓紧固滑动横梁；在滑动横梁左右方向固定与数显千分表上端连接的磁吸底座，数显千分表下端通过卡环与套管内监测引线上部出露端连接，监测引线下部出露端与移动圆柱连接，选取不同套管尺寸，确定顶板监测点空间位置；在左侧梁与右侧梁前后面通过螺栓固定横板，在组成的模型材料装填空间中装填不超过出露套管上端部的地质相似体；装填材料风干后拆除前后横板，将数显千分表通过数据传输线与数据采集系统相连，将数显千分表初始数据清零；开采模拟煤层，实时采集顶板三维空间移动变化监测数据。
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本发明公开了一种滑坡预报方法及装置，涉及滑坡地质灾害预报技术领域，用以解决现有技术中存在未考虑滑坡的应力状态与强度变化，实用性差的问题。该方法包括：根据蠕变试验结果，确定应变速率与时间之间的双对数曲线，以及剪应力与应变速率之间的双对数曲线；根据应变速率与时间之间的双对数曲线，以及剪应力与应变速率之间的双对数曲线，确定应变速率值、长期强度值和与土的类型有关的常数值；根据应变速率值、长期强度值和与土的类型有关的常数值，确定加速阶段开始时间。本发明还公开了一种滑坡预报装置。本发明综合运用流变力学的长期强度特征、流动特性和蠕变特性，对滑坡进行时间预报，真正考虑了力与变形间的实质问题，更符合实际。
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一种综合治理顶板老空水的系统，包括井下水仓地面永久排水系统、地面钻孔贯通采空区井下放水系统、地面钻孔贯通采空区直排水系统、地面大孔径抽水井排水系统和老矿井下水仓地面永久排水系统。本发明以双系煤层开采的地质条件，把上覆侏罗系不同位置的老空水采用最经济有效的方法进行抽排，降低了石炭系煤层开采顶板突水危险性，保证了石炭系特厚煤层开采矿井的安全高效。可以有效疏排上部老空水，避免特厚煤层开采发生老空水下泄，避免造成矿井发生大范围突水事故。
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本发明公开了一种基于微地震静态监测的煤层气井产能潜力评价方法，具体涉及煤层气井勘探开发技术领域，包括以下步骤：Step1，选取高精度四维三分量微地震监测仪；Step2，制定研究区微地震监测方案；Step3，对高精度四维三分量微地震监测仪采集到的微地震信号进行分析处理，解释目标层的关键参数，所述关键参数包括裂隙数量、裂隙尺度、裂隙地质力学属性和裂隙密度；Step4，对不同性质的裂隙进行权重赋值，计算单位面积的煤层气井产气潜力因子；本发明操作工艺及计算流程简单，可以在煤层气井布置之前实现对煤层气井产能潜力的客观评价，为煤层气甜点区优选提供了有效技术保障。
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本发明公开了岩溶矿区煤矿井下利用陷落柱净化水资源系统及方法，包括：挡水墙，挡水墙位于工作面停采线上；引流水槽，引流水槽从陷落柱附近巷道开始施工至挡水墙位置，以此引流陷落柱内涌出的水；一号水仓通过水泵抽采井下洒水喷雾存水和井下生活污水，二号水仓通过水泵储存引流水槽内的水、并用于井下洒水喷雾，三号水仓与二号水仓通过管路和水泵相连通；地面一号蓄水池通过副井一号排水管与一号水仓相连通，地面二号蓄水池通过副井二号排水管与三号水仓和二号水仓相连通；本发明结合喀斯特地貌区的采矿水文地质条件，利用发育高度合适的陷落柱及陷落柱的天然自净化功能，实现井下水资源的高效利用，降低矿井运营成本，提高岩溶水的综合利用率。
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本发明涉及一种全断面带压自移式超前支护液压支架，由外梁、内梁、内梁托梁、外梁托梁、内梁连接梁、推移千斤顶、液压柱、底梁组成。本发明在升降内外梁过程中，设置内梁支撑巷道顶板，外梁整体下落至内梁的外梁托梁上，经推移千斤顶整体移架或设置外梁支撑巷道顶板，内梁整体下落至外梁间的内梁托梁上，经推移千斤顶整体移架。该发明被整体安装在巷道内能够在恒压条件下自动移架、升降架、适应各种巷道地质条件，同时避免支架倾斜、压架、钻底等问题，可通过在内梁连接梁上加装托梁以适应各种破碎程度顶板全断面支护，操作方便、移架效率高、稳定性强、安全性高；此外，本发明还提供一种采用上述超前支护液压支架对巷道支护的方法。
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本发明公开了一种用于瓦斯抽采的柱状耐压封孔管及其使用方法，包括柱状耐压封孔管外管、内支撑，本发明主要用于高地应力、软煤层瓦斯抽采。其使用方法为，根据煤层的坚固性系数确定柱状耐压封孔管结构参数，并根据煤层的埋藏深度确定柱状耐压封孔管结构参数；封孔管结构参数综合选择内支撑个数数量多的结果。本发明设计新颖，内部设置内支撑可以在高应力条件下进行瓦斯抽采，同时能够根据煤层地质条件选择不同的内支撑，可以在保证安全的条件下，提高抽采效率。
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一种封闭系统下水流对可溶岩溶蚀的分析设备及分析方法，属于溶岩溶蚀研究领域，所述水流对溶岩溶蚀的分析设备包括溶液混合供给装置，其后依次连接并连通有溶液混合供给装置、定水头装置、主体装置、密闭容水装置和集水收集装置，所述主体装置包括透明容器，透明容器内密封设置有岩样、底部密封设置有设置有高度调节杆，透明容器内岩样上方设置有传感器，传感器与计算机连接，通过利用本发明能够对比测定前后岩样的岩石结构情况、矿物组成、化学成分等变化，计算和检测不同位置的溶蚀厚度变化，分析水对可溶性岩溶蚀影响，为地质考察、海洋乃至其他星球溶岩的考察提供数据支持。
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本发明公开一种矿山立体物理模拟煤岩层装填及开采方法，包括以下步骤：选择合适的地质相似体进行立体物理模型架相似材料装填，每次装填相似材料均一次配料搅拌完成；左右横杆将装填空间内相似材料抹平，采用小型自动行走式夯实机对装填相似材料进行夯实，每次装填夯实后铺设云母分层，在装填煤层位置安设可移动双夹板支承装置；模型装填过程中埋设顶板不同位置应力变化监测点，装填完成后依次进行风干与拆除实验架前后横板，将顶板应力监测引线、可移动双夹板支承装置传输引线与数据采集系统相接；在煤层开采位置降低可移动双夹板支承装置的双夹板间距与顶板产生间隙时，按采煤速率比抽出可移动双夹板支承装置，实时采集监测数据，完成采煤工作。
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本发明公开了一种小型自重框式配载三维物理模拟实验装置，包括主架装置、自重框式配载装置及底座装置，其特征在于：所述的主架装置为地质相似体装填的主区域，包括左侧梁、右侧梁、底横梁及组成模型装填空间的前后侧护墙板组成。所述的自重框式配载装置为由传载横梁、挡板螺栓及前后滑动侧护挡板组成的滑动箱，依附于主架装置上方，是铁砖自重框式配载的主区域，传载横梁为四角开有圆孔“II”形厚钢板，前后滑动侧护挡板通过上下滑动垫圈在主架左侧梁、右侧梁间上下摩擦滑动。所述的底座装置为整个实验装置的支承稳定构件，包括基座和拉杆。该实验装置具有设计合理、装填简单、三维模拟、配载精确等特点，易于实现深部复杂工程环境相似模拟实验的需要。
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本发明公开了一种孔底马达式风动锚杆钻机及钻进方法，包括锚杆钻头、风动马达、密封空芯锚钻杆、推送装置，锚杆钻头与风动马达动力输出轴连接，密封空芯锚钻杆前端与风动马达进气端连接，密封空芯锚钻杆尾端与推送装置连接。其使用方法：打开风管开关，风流经推送装置进入密封空芯锚钻杆并到达风动马达处，风动马达驱动锚杆钻头旋转破岩、破煤，风流从风动马达排出后到达孔底，将孔底的钻屑经密封空芯锚钻杆与锚孔之间的排渣通道返出。本发明设计新颖，施工锚孔过程中，依靠风动马达驱动锚杆钻头旋转钻进，密封空芯锚钻杆不需要旋转，只需推送装置推动密封空芯锚钻杆施工锚孔，应用本发明施工锚孔，避免了常规施工锚孔时锚钻杆旋转对孔壁的破坏，同时，设备结构及施工工艺简单，钻进阻力小，有利于在复杂地质条件下的煤岩体快速施工锚孔。
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本发明公开了一种地热井下多回路换热方法，该方法通过在地热储层中钻出一个注水井、采水井和若干换热分支井，换热分支井为连通注水井和采水井的水平井，注水井中有中心注水管、井管封隔器和井底封堵座，采水井中有的中心采水管、井下封堵器和井底封堵座，中心采水管通过井管封隔器固定在采水井中，注水井、采水井、换热分支井和井下封堵器、井管封隔器之间形成的蛇形换热回路，换热介质在蛇形换热回来中流动完成与地热储层的热交换。本发明能够减少地质预测风险，减少压裂风险，使用可控制的工程施工方法，达到热交换的目的，并提出定点注入模式，控制热交换效率，增加了工程可操作性，提高地热储层的热能利用率。
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本发明公开了一种多功能动态沉积水槽试验装置，包括沉积物混合供给系统、基底可调节的水槽系统、水流循环和水位控制系统、照相和数字建模系统；还公开了一种多功能动态沉积水槽试验装置的使用方法。本发明的有益效果为：对陆地、海洋的多种沉积环境综合考虑进行设计，可以动态模拟各类环境变化及沉积响应变化，结构设计合理，具体操作简单、自动化强。在四大系统的配合和调节下即可实现实时变化模拟断裂形成、地形隆升‑沉降对沉积行为和沉积物叠置方式的影响，操作简单，主要是可以模拟更多复杂的地形，为地质工作者研究沉积环境提供了更加多功能的设备，节省了很多的精力。
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本发明涉及一种完全平面应变并可施加梯度应力的相似试验系统，整个试验系统由多个组合模块、可拆卸组合模块、水平梯度应力伺服控制系统、竖向应力伺服控制系统、连接顶升控制系统、数据采集控制系统组成。本发明可以为城市地下工程和采矿工程提供更加符合实际的试验条件，该试验系统能够通过两侧模块随岩体自由滑动并限制垂直模型方向的移动来实现平面应变相似试验。并能够通过竖向应力伺服控制系统补偿深部地质条件下的上部压力，通过水平梯度应力伺服控制系统施加水平梯度应力。此试验系统试验条件与实际工程条件能够很好的吻合，试验所得结果更加真实可靠，可科学合理的指导设计与施工，为岩土工程稳定性研究提供科学的试验条件。
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本发明提出了一种瓦斯资源量的计算方法，包括如下步骤：确定资源量计算边界；划分资源量计算单元；计算单元的面积；确定煤层有效厚度；确定煤的质量密度；确定瓦斯含量；计算所述资源量。在确定瓦斯含量步骤中，结合煤矿实测瓦斯含量以及依据瓦斯涌出量反演出的瓦斯含量建立了瓦斯含量和影响其的主控地质因素之间的数学模型，并使用该数学模型，计算煤层的平均瓦斯含量。本方法具有经济准确的特点。
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本发明涉及一种双向高压气体射流能量均布器，包括承载基座、连接基座、均压帽、导向杆、承压弹簧、连接法兰及定位法兰，连接基座为空心管状结构，其两端外表面和内表面均设连接螺纹，连接基座外表面设定位凸台，承载基座均布在连接基座连端，承载基座后半段外表面设连接螺纹，承载基座前端面设承载槽，均压帽包括导向柱和分流头，导向柱嵌于定位槽内，前端面与分流头连接。其使用方法包括设备组装，爆破预制及爆破作业等三个步骤。本发明一方面可有效满足多种不同地质结构高压气体爆破压裂作业的需要，另一方面在可有效的时间对压裂管道内气压进行均布，防止因气压过大而造成压裂管管道爆裂。
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本发明公开了一种软硬复合煤层水力层状卸载瓦斯抽采及防塌孔方法，该方法包括钻孔长度及保留时间的延长，通过地质调查，将钻孔顶部延伸进煤层顶板内一至三米处形成预留钻孔，利用顶板强度较高使钻孔保留时间延长；选择不同的层状卸载层位；在进行煤层层状卸载施工后，孔洞形成瓦斯储气室；孔洞形成后放入抽采管，在煤层段内采用抽采实管布置，根据顶板岩性的不同，选择层段将抽采花管布置在顶板内然后开始进行瓦斯抽采。本发明的有益效果为：可以解决常规瓦斯抽采在软煤层及软硬复合煤层内遇到的问题，有效提高软煤层及软硬复合煤层在水力层状卸载后的瓦斯抽采效率以及有效抽采时间。
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本发明公开了一种煤层气分段压裂水平井产能模拟测试装置，包括承载台、动力加载机构、煤储层模拟机构、气体回收机构及数据采集装置，承载台包括承载机架、作业台及操控台，煤储层模拟机构与作业台连接，动力加载机构、气体回收机构及数据采集装置均与承载机架连接，并分别与煤储层模拟机构相互连接。其具体测试方法包括设备组装，设备预制，仿真模拟及数据汇总等四个步骤。本发明可有效对不同地质结构进行仿真模拟，从而有效实现精确计量压裂作业后产气量试验精度，同时还可有效提高检测试验作业的工作效率；从而为相似煤储层条件实际下产能预测提供相对精确的参考依据，可有效的提高煤层气开采矿区设计、开采工艺及开采活动精确性和可靠性。
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基于互联网与超级计算机的矿山微震监测系统包括矿山采掘工作面的采集子系统、矿山井下通讯、监控工作站、互联网系统、超级计算机中心和时钟匹配装置；采掘工作面的采集子系统由信号采集单元、现场通讯总线、电源工作站、采集工作站构成，信号采集单元具有独立地址，主要功能为信号模数转换、将数据通过现场总线实时传送至采集工作站，电源工作站实现通讯中继作用；采集工作站利用矿山已有通讯网络传送采集的数据至地面监控工作站，监控工作站利用互联网传送数据至超级计算中心；超级计算中心及时完成数据处理、地质解析和灾害预测，并将处理、解释结果和预测结果传送至矿山的监控工作站，精密时间协议和时钟匹配装置使整个系统时钟一致。
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本发明公开了一种用于矿山生态修复的模拟试验系统，用于矿山生态修复的模拟试验系统包括GCTS多功能岩石力学试验系统和矿山生态模拟装置，矿山生态模拟装置包括箱体、可变角模拟坡面、光照器、喷淋器、供热器和供风器，可变角模拟坡面固定在箱体的底部，箱体的顶板与侧壁上设置一弧形导轨，光照器固定在导轨的滑块上，滑块由箱体外的电机驱动，喷淋器固定在箱体的顶端内壁上，供热器和供风气器分别固定在箱体的侧壁上；本发明可以模拟不同矿山的地质状况，基于GCTS多功能岩石力学试验系统的实验数据，分析矿山地表破坏后裸露覆岩的力学特征及破坏特征，判定其稳定性，基于可变角模拟坡面随温度、风力、雨水等因素恶化的反应数据，总结各因素对矿山生态系统损毁的程度指标。
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本发明涉及一种评价煤储层压敏效应的实验方法，包括煤样采集，煤岩样品制备，实验数据采集及实验数据处理等四个步骤。本发明提出了一种适用于煤储层压敏效应测试的实验方法，采用适合于煤储层样品获取的采集方法，利用惰性气体氦气作为流体介质，可以准确的测量煤储层压敏效应实验中的各项参数，准确评价煤储层的压敏效应，为煤层气勘探开发提供实验数据支持，且检测评价作业仿真性高，数据检测作业精度高，在极大的提高对煤层检测作业工作精度、效率的同时，另具有良好的通用性，可有效满足复杂地质条件下煤层检测作业的需要。
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一种多功能高压气化实验系统及其实验方法，包括水平设置的基座，基座上设有支架，支架上设有气化炉，气化炉呈顶部敞口的长方体箱体结构，气化炉的长度方向沿左右水平方向设置，基座上在气化炉的前侧和后侧分别设有若干根前立柱和后立柱，前立柱和后立柱的数量相等且前后一一对应，前后对应的前立柱和后立柱上端之间设有位于气化炉正上方的法向加压装置，气化炉的左侧和右侧分别设有进气管和出气管，气化炉内部设有煤层模拟保温结构。本发明能够根据目标煤层的地质资料对煤体实现相应的静水压力模拟过程，可以根据目标煤层的深度预设法相压力，亦可以根据煤层深度的变化实现法向加压的变化，能够更好的模拟地下实际气化过程。
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一种基于扩散率曲线差减法快速测定煤层瓦斯含量方法，涉及煤层瓦斯基础参数测定技术领域，本发明能够准确方便快捷地测定煤层原始瓦斯含量。主要方法包括以下步骤：a、现场取样；b、实验室煤样工业分析；c、实验室煤样瓦斯扩散实验；d、球状煤粒动扩散系数新模型拟合煤样瓦斯扩散率曲线；e、现场解吸测试；f、计算煤样原始瓦斯含量。此方法不同于以往方法，避免了运用解吸模型推算误差导致的瓦斯含量测定误差，且无需进行计算瓦斯残存量，也不需要考虑瓦斯损失量。本发明测定过程简单易行，测定时间短，适用于测定各种复杂地质条件下、各变质程度煤层的原始瓦斯含量。
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