一種掘進落煤瓦斯涌出規律及瓦斯含量一體化測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及煤礦安全生產研究領域，尤其涉及一種在煤巷掘進快速測試落煤的瓦斯涌出規律以及測定落煤瓦斯含量的一體化便利裝置。
【背景技術】
[0002]瓦斯是一種無色無味氣體，具有窒息性和爆炸性，人體感知是無法直接察覺瓦斯的存在，長期處于高濃度瓦斯空間，會導致窒息死亡，目前，煤礦井下以監測瓦斯濃度來判斷空間內瓦斯分布規律，然而這種方法是在瓦斯涌出之后進行的數據監測，沒有預測功能，一旦工作面瓦斯涌出超量，生產空間安全性很難保障。在突出或高瓦斯礦井中，煤層瓦斯含量極高，開采前需進行瓦斯抽采降低煤層瓦斯含量，由于受地層壓力和煤體透氣性影響，瓦斯抽采能力存在極限值，即使瓦斯抽采達標或煤體突出消除時，煤層殘余瓦斯量仍不小，一旦開采形成塊體煤，瓦斯會從落煤體內快速解吸釋放，并涌入開采空間，易造成瓦斯超限。因此，煤體開掘之前若能準確預測煤體瓦斯涌出規律，可預先對準備開采煤體實施有效治理措施，降低涌出量及涌出速度，從而減輕風排瓦斯負擔，提高生產空間的安全性。
[0003]煤巷掘進時瓦斯涌出來源包括煤壁瓦斯涌出和落煤瓦斯涌出兩部分，據統計，瓦斯超限事故多發生在煤巷掘進期間，主要因為巷道空間小，風排能力有限，加之巷道前方煤體存在高應力帶和高瓦斯壓力帶，煤體脫落后，高瓦斯壓力梯度差會促使煤體內吸附瓦斯快速解吸釋放，迅速涌入巷道內。分源預測法可預測掘進工作面落煤和煤壁瓦斯涌出量，但此方法為靜態條件下預測，隨工作面推進，煤層賦存情況不斷改變，瓦斯涌出具有不均勻性，該方法很難滿足動態掘進期間瓦斯涌出規律。因此，在動態掘進期間需準確預測落煤瓦斯涌出規律以及落煤的瓦斯含量，為采取有效治理措施提供依據。

【發明內容】

[0004]本實用新型所要解決的技術問題是掘進落煤過程中瓦斯含量的測定及瓦斯涌出規律。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種掘進落煤瓦斯涌出規律及瓦斯含量一體化測試裝置，包括防爆自動研磨器、多功能煤樣罐、氣流方向控制器、第一瓦斯解吸儀、第二瓦斯解吸儀、水液面監測器、無線數據接收器，防爆自動研磨器的上方設有多功能煤樣罐，多功能煤樣罐內設有可旋轉儲煤罐，可旋轉儲煤罐的底部與防爆自動研磨器旋轉連接，可旋轉儲煤罐內放置有實心鐵球，氣流方向控制器的底部設有進氣口，氣流方向控制器的左右兩端分別設有出氣口，多功能煤樣罐的上端出氣口與氣流方向控制器的進氣口連通，氣流方向控制器左右兩端的出氣口分別與第一瓦斯解吸儀、第二瓦斯解吸儀的連接接口連通，第一瓦斯解吸儀、第二瓦斯解吸儀的上端均設置有水液面監測器，水液面監測器的信號輸出端與無線數據接收器的信號輸入端相連接。
[0006]作為本實用新型的一種改進，所述實心鐵球的個數至少為兩個。
[0007]作為本實用新型的一種改進，所述第一瓦斯解吸儀的量程范圍為500毫升?1000_升。
[0008]作為本實用新型的一種改進，所述第二瓦斯解吸儀的量程范圍為4000毫升?5000暈升。
[0009]本實用新型的有益效果在于:在煤巷掘進期間能夠準確預測落煤的瓦斯涌出規律和落煤的瓦斯含量，判斷抑制瓦斯涌出的最佳時段以及制定有效治理措施，也為合理調配巷道通風量提供數據支撐，以提高采掘空間安全性和工作效率。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型提供的瓦斯含量一體化測試裝置結構示意圖；
[0011]圖2為本實用新型無線數據接收器結構示意圖；
[0012]圖3為本實用新型多功能煤樣罐上內置螺母結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為使本實用新型的目的、技術方案和有益效果更加清楚，下面結合附圖對本發明實施方式作進一步詳細描述。
[0014]如圖1所示，本實用新型提供了一種掘進落煤瓦斯涌出規律及瓦斯含量一體化測試裝置，包括防爆自動研磨器1，防爆自動研磨器I的上方設置有多功能煤樣罐2，多功能煤樣罐2的內部設置有可旋轉儲煤罐3，可旋轉儲煤罐3通過旋轉轉軸4與防爆自動研磨器I轉動連接，可旋轉儲煤罐3內設有至少兩個實心鐵球5 ;多功能煤樣罐2的上方設置有氣流方向控制器6，氣流方向控制器6的底部設有進氣口，氣流方向控制器6的左右兩端均設有出氣口，多功能煤樣罐2的出氣口與氣流方向控制器6的進氣口通過短皮膠管22連通，多功能煤樣罐2的左右兩側分別設置有第一瓦斯解吸儀7、第二瓦斯解吸儀8，第一瓦斯解吸儀7、第二瓦斯解吸儀8頂部均設置有水液面監測器10，水液面監測器10的底部設置有激光發射端口，第一瓦斯解吸儀7、第二瓦斯解吸儀8底部均設置有注水閥門14，第一瓦斯解吸儀7、第二瓦斯解吸儀8底部均設置有連通接口 12、排水口 13，氣流方向控制器6的左右兩端出氣口通過兩根長皮膠管9分別與第一瓦斯解吸儀7、第二瓦斯解吸儀8上的連通接口12連接，水液面監測器10的信號輸出端與無線數據接收器18的信號輸入端連接。
[0015]如圖2所示，無線數據接收器18上設置有顯示屏幕19、USB接口 20及功能按鈕
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[0016]本實施例中將實心鐵球5的個數設定為五個，將第一瓦斯解吸儀7的量程設定為1000 _升，第二瓦斯解吸儀8的量程設定為5000暈升。
[0017]具體使用時，首先更換多功能煤樣罐I出氣口處的密封墊16，用內置螺母17壓緊密封墊16，其內置螺母17的結構示意圖如圖3所示，第一瓦斯解吸儀7、第二瓦斯解吸儀8通過注水閥門14裝滿水，準備工作就緒以后，然后連接裝置并檢查裝置的氣密性。當煤巷掘進時，將新鮮落煤迅速裝入多功能煤樣罐2中的可旋轉儲煤罐3，并使用扳手緊密密封，同時開啟氣流方向控制器6、水液面監測器10和無線數據接收器18上開關，并將無線數據接收器18上的功能按鈕21調至每30秒的瓦斯涌出量；剛掘進的新鮮落煤涌出瓦斯流量要大于20毫升每分鐘，瓦斯流經氣流方向控制器6時，經過自動控制，氣流方向控制器6出氣口自動轉換到第二瓦斯解吸儀8，瓦斯沿長皮膠管9進入第二瓦斯解吸儀8，水自動從排水口 13排出，水液面降低；此時水液面監測器10從激光發射端口 11發出激光，激光照射至水液面后反射回水液面監測器10，水液面監測器10將激光運行的時間數據通過無線發射器發射，無線數據接收器18接收到數據后，內部處理器依據激光單程運行時間和激光運行速度計算水液面至瓦斯解吸儀頂端的距離，進而轉化為瓦斯氣體的排水量，即瓦斯涌出量，此數據采集為每30秒一次。該自動化裝置持續監測落煤的瓦斯涌出量，當涌出瓦斯流量小于20毫升每分鐘時，氣流方向控制器6出氣口自動轉換至第一瓦斯解吸儀7，繼續采集數據，當瓦斯流量小于I毫升每分鐘，落煤瓦斯涌出規律考察結束。
[0018]上述測試完畢后，迅速將多功能煤樣罐2放置防爆自動研磨器I中，多功能煤樣罐2中的可旋轉儲煤罐3通過旋轉轉軸4與防爆自動研磨器I轉動連接，開啟防爆自動研磨器I電源開關15，多功能煤樣罐2外體保持平衡靜止，內置可旋轉儲煤罐3在防爆自動研磨器I帶動下快速旋轉，可旋轉儲煤罐3中的實心鐵球5也隨其高速轉動，實心鐵球5不斷撞擊可旋轉儲煤罐3內壁與落煤，強制粉碎落煤，煤樣粒徑減小，煤體內封閉孔隙逐漸被打開，煤體內吸附瓦斯得到進一步釋放，同時，多功能煤樣罐2中落煤質量可以自動獲得r落煤粉碎瓦斯期間，繼續用第一瓦斯解吸儀7、第二瓦斯解吸儀8收集落煤粉碎后的瓦斯解吸量，并用無線數據接收器18接收水液面監測器10發出的數據；當氣體流量小于0.1毫升每分鐘時，落煤瓦斯含量測定結束。
[0019]落煤瓦斯涌出規律及落煤瓦斯含量采集數據分析，將無線數據接收器18的功能按鈕21調至每30秒的瓦斯涌出量，觀察無線數據接收器18上顯示屏幕19顯示是否正確，使用數據線通過無線數據接收器18上的USB接口 20與電腦連接，將落煤瓦斯涌出量隨時間變化數據傳輸至電腦，然后用Origin軟件處理繪制落煤瓦斯涌出變化規律；將無線數據接收器18的功能按鈕21調至瓦斯涌出總量，觀察無線數據接收器18上顯示屏幕19顯示是否正確，查詢整個測試過程中落煤瓦斯涌出總量，根據落煤質量計算落煤的瓦斯含量。
[0020]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及等同界定。
【主權項】
1.一種掘進落煤瓦斯涌出規律及瓦斯含量一體化測試裝置，其特征在于:包括防爆自動研磨器、多功能煤樣罐、氣流方向控制器、第一瓦斯解吸儀、第二瓦斯解吸儀、水液面監測器、無線數據接收器，防爆自動研磨器的上方設有多功能煤樣罐，多功能煤樣罐內設有可旋轉儲煤罐，可旋轉儲煤罐的底部與防爆自動研磨器旋轉連接，可旋轉儲煤罐內放置有實心鐵球，氣流方向控制器的底部設有進氣口，氣流方向控制器的左右兩端分別設有出氣口，多功能煤樣罐的上端出氣口與氣流方向控制器的進氣口連通，氣流方向控制器左右兩端的出氣口分別與第一瓦斯解吸儀、第二瓦斯解吸儀的連接接口連通，第一瓦斯解吸儀、第二瓦斯解吸儀的上端均設置有水液面監測器，水液面監測器的信號輸出端與無線數據接收器的信號輸入端相連接。2.如權利要求1所述的掘進落煤瓦斯涌出規律及瓦斯含量一體化測試裝置，其特征在于:所述實心鐵球的個數至少為兩個。3.如權利要求1所述的掘進落煤瓦斯涌出規律及瓦斯含量一體化測試裝置，其特征在于:所述第一瓦斯解吸儀的量程范圍為500毫升?1000毫升。4.如權利要求1所述的掘進落煤瓦斯涌出規律及瓦斯含量一體化測試裝置，其特征在于:所述第二瓦斯解吸儀的量程范圍為4000毫升?5000毫升。
【專利摘要】本實用新型涉及一種掘進落煤瓦斯涌出規律及瓦斯含量一體化測試裝置，包括防爆自動研磨器、多功能煤樣罐、第一瓦斯解吸儀、第二瓦斯解吸儀，多功能煤樣罐密封新鮮落煤后，涌出瓦斯從多功能煤樣罐出氣口流經氣流方向控制器，根據瓦斯氣體流量大小，自動轉換至不同體積的瓦斯解吸儀，利用水液面監控器發射激光探測水液面位置，并將數據無線傳輸至無線數據接收器，最后可旋轉儲煤罐旋轉強制破碎煤體，直至煤體內瓦斯完全釋放，最終獲得落煤的總瓦斯量。經過數據處理得到掘進落煤瓦斯涌出規律及瓦斯含量，判斷抑制瓦斯涌出的最佳時段并制定有效治理措施，也為合理調配巷道通風量提供數據支撐，以提高采掘空間安全性和工作效率。
【IPC分類】G01F22/00, E21F17/18
【公開號】CN204783116
【申請號】CN201520484151
【發明人】李建兵, 陳向軍, 王林, 成建林, 袁軍偉, 于亮亮, 蘇偉偉, 李鵬, 任真勇, 薛勇
【申請人】沁和能源集團有限公司, 河南理工大學
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月7日