[實用新型]氡濃度瓦斯突出預測儀

有效

• 申請號: 201220594474.X
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN203008971U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 趙志剛;譚云亮;趙同彬;宋璐璐
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G01T1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種煤礦瓦斯突出預測儀，本瓦斯突出預測儀直接在煤礦井下對礦井空氣中的氡濃度進行監測，通過對氡濃度變化趨勢的分析判斷瓦斯突出的危險性。?

背景技術

瓦斯突出是煤礦中一種極其復雜的動力現象，也是威脅煤礦井下安全生產最嚴重的災害之一。對瓦斯突出進行預測，就是利用突出前的各種征兆，建立各種征兆與突出孕育和啟動的關系，在突出發生前提出預警。突出預測包括接觸式與非接觸式兩大類，我國現行《防治煤與瓦斯突出細則》中規定的綜合指標法、鉆屑瓦斯解吸指標法等預測方法均為接觸式預測方法，這類方法需占用采掘作業時間和空間，工程量很大，預測作業時間也較長，對煤炭生產有很大的影響，預測所需費用也較高。?

從未來發展看，動態連續不接觸式預測必將代替現有靜態接觸式方法。動態連續不接觸式預測的方法有：(1)利用聲發射技術進行煤與瓦斯突出危險性預測；(2)利用無線電波透視探測技術進行煤與瓦斯突出危險性預測；(3)利用煤層溫度變化法進行煤與瓦斯突出危險預測；(4)利用電磁輻射強度進行煤與瓦斯突出危險性預測；(5)利用微震技術進行煤與瓦斯突出危險性預測；(6)瓦斯涌出動態指標等。?

但上述方法的監測數據，往往與生產過程和機電設備運行過程中的信號屬同類數據，因此，存在很大的數據噪聲，消除數據噪聲時可能將有效數據刪除，造成預測準確性下降。?

煤礦井下本身具有一定的氡含量，正常生產時，氡濃度較為穩定，遇有特殊條件時會出現濃度異常現象，該異常現象主要是與煤巖破裂相關，因此由氡濃度的異常即可以判斷周邊環境發生了巖體破裂事件，而巖體破裂是煤與瓦斯突出發生的必經階段。另外，遇有斷裂區、褶皺、煤厚劇烈變化、尖滅、斷層等均會在氡濃度指標有所體現，大量實踐證明，煤與瓦斯突出往往發生在上述地質構造變?化區域，因此，氡濃度是反映煤與瓦斯突出危險性的敏感指標，并且生產過程和機電設備運行過程均不會造成氡濃度變化，通過氡濃度對煤與瓦斯突出危險性進行預測是合理的。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述其他動態連續不接觸式預測技術的不足，提供一種連續式、非接觸、無噪聲，可在煤礦井下直接使用，有效提高預測精度的瓦斯突出預測儀。?

為實現本實用新型的目的，本實用新型所采取的技術方案為：基于氡濃度的瓦斯突出預測儀，包括為系統供電的電源模塊、氡濃度測定模塊、預報模塊和結果顯示模塊。氡濃度測定模塊和結果顯示模塊分別與預報模塊連接。?

所述氡濃度測定模塊包括探測器總成和氡濃度數據采集處理部分。探測器總成包括帶進氣口的氣體室，進氣口和真空氣泵相連，真空氣泵接外部氣體管路，氣體室壁上設脈沖高壓發生器，氣體室室中心設核輻射半導體探測器，半導體探測器與前置放大器連接，半導體探測器輸出電信號由前置放大器初步放大，前置放大器與氡濃度數據采集處理部分連接。氡濃度數據采集處理部分包括依次連接的主放大器、峰值保持器、模擬數字轉換器，由模擬數字轉換器將模擬信號轉為數字信號。所述半導體探測器采用金硅面壘型探測器。?

所述預報模塊包括數字信號處理器(2)和數據存儲器(3)，并設有連接上位機的外部串行接口(4)，數字信號處理器(2)與溫度傳感器(5)、濕度傳感器(6)和鍵盤(7)相連。所述溫度傳感器采用無源、無儲能效應的測溫二極管，用鋁合金進行封裝，所述濕度測量采用電容性濕度傳感器，SMD封裝，溫度傳感器、濕度傳感器和信號處理電路之間設置安全柵。?

所述結果顯示模塊包括液晶顯示器(15)和報警器(16)。?

本實用新型工作時，由真空氣泵采集礦井空氣進入氣體室，礦井空氣中的氡及氡子體在氣體室內放射出α粒子轟擊半導體探測器，產生能量信號，氡濃度越高，能量信號越強，根據能量信號的強弱計算出氡濃度的大小。?

氡濃度測定模塊測定到的氡濃度通過傳輸線路傳給預報模塊，由預先設定的程序對氡濃度數據進行處理，對瓦斯突出的危險性進行判斷并存儲運算結果。預?報模塊的計算結果由顯示模塊通過液晶顯示器顯示，有突出危險時，由聲光報警器報警。?

本實用新型的優點是利用煤巖破裂導致礦井空氣中氡濃度相應變化的原理，選用氡濃度作為瓦斯突出的預測參數，避開了機電設備運行中的電磁噪聲和聲波噪聲；采用防爆電路和防爆機箱設計，能直接用于煤礦井下，通過主動真空泵吸方式采集礦井空氣，利用脈沖高壓電流提高測量精度；結合瓦斯突出自身規律提出合理的預警指標，最終實現對采掘工作面瓦斯突出的準確預測。?

附圖說明

附圖為本實用新型的結構示意圖?

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。?