[發明專利]鉆孔抽采瓦斯半徑測試裝置

無效

• 申請號: 201310733036.6
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103698490A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 張樹川;秦紅星;李經國
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明為一種集釋放、采集和分析示蹤氣體SF₆從而確定鉆孔抽采瓦斯半徑的一體化裝置，主要應用于高瓦斯及煤與瓦斯突出礦井中鉆孔抽采瓦斯半徑的測試工作。

背景技術

目前煤礦使用示蹤氣體SF₆測試鉆孔抽采瓦斯半徑的工程實踐中，尚無集釋放、采集和檢測分析一體化的裝置，以往利用示蹤氣體SF₆測試鉆孔抽采瓦斯半徑是釋放、采集和分析檢測等環節相互獨立的過程，即釋放裝置由人工將各個部件攜帶至井下試驗現場，部件容易遺失，井下作業環境復雜難以保障各部件連接后釋放裝置的密閉性；采樣是人工利用唧筒、針頭等采集氣樣，采樣效率低、容易漏氣，氣樣袋由人工攜帶至地面實驗室檢測，耗費大量時間和容易導致氣樣泄漏；分析氣樣中人工操作任務繁重，易出現操作失誤，導致實驗檢測失敗。

發明內容

為了克服井下示蹤氣體釋放，采集及分析等工序中操作儀器零散且不方便攜帶，密閉性及準確性易受礦井環境影響，人工操作復雜，輸出氣體流量不穩定，采樣袋容易漏氣等不足。本發明提供一種氣體釋放，采集及分析分析示蹤氣體SF₆從而確定鉆孔抽采瓦斯半徑一體化裝置，該裝置不僅攜帶方便、操作簡單，而且保障了實驗過程的精確程度。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：在方形防爆金屬外殼內，高壓儲氣瓶與減壓閥、壓力表、穩壓閥1、穩流閥1、氣阻、數字流量計和釋放口連接構成裝置的示蹤氣體釋放系統，高壓儲氣瓶儲存實驗氣體SF₆，減壓閥與壓力表1用于降低氣流壓力及觀測鋼瓶剩余氣情況，穩壓閥1用于穩定輸出壓力，氣阻與穩流閥1配合穩定流量，數字流量計時顯示氣流大小，穩流閥與數字流量計共同配合可實現輸出實際需要的定量氣體。接口1與真空泵、釋放口連接構成壓氣系統，真空泵提供壓氣動力將示蹤氣體壓入釋放鉆孔內部。接口2與真空泵、穩壓閥2、穩流閥2、SF₆氣體傳感器、濾波光路、信號放大器、A/D轉換器、MCU和LED顯示器構成示蹤氣體檢測系統，啟動真空泵采集氣樣并送入SF6檢測器，其中穩壓閥2用于穩定氣流壓力，穩流閥2用于調節抽出氣體流量，SF₆氣體傳感器輸出信號，信號放大器用于放大輸出信號，濾波電路濾除信號中的雜波，A/D轉換器將輸出信號轉換為數字量，MCU控制電路用于計算出當前示蹤氣體濃度，LED顯示器顯示氣體濃度值。

本發明有益效果是，集釋放示蹤氣體，采集鉆孔中氣體及分析氣樣于一體。保證實驗的精確性和高效性，操作過程簡單。

附圖說明

圖1是本發明的儀器縱剖面示意圖：1.防爆金屬外殼，2.高壓儲氣瓶，3.減壓閥，4.壓力表，5.穩壓閥，6.穩流閥，7.氣阻，8.數字流量計，9.閘閥，10.釋放口，11.閘閥，12.真空泵，13.閘閥，14.接口，15.接口，16.閘閥，17.閘閥，18.穩壓閥，19.穩流閥，20.SF₆氣體傳感器，21.濾波電路，22.信號放大器，23.A/D轉換器，24.MCU，25.LED顯示器。

圖2是SF₆氣體傳感器原理圖

圖3是裝置第一個實施例的縱剖視圖示意圖

圖4是裝置第二個實施例的縱剖視圖示意圖

圖5是裝置第三個實施例的縱剖視圖示意圖

具體實施方式

在圖3的實施例中，打開高壓儲氣瓶（2）與閘閥（9），氣阻（7）與數字流量計（8）、釋放口（10）依次導通，啟動數字流量計（8）開關，其面板顯示輸出流量值，調節穩流閥（6）并結合數字流量計（8）顯示流量值變化直至調節到實際需要流量值，并將釋放口(10)接入示蹤氣體釋放鉆孔，裝置即可示蹤氣體釋放鉆孔輸出定量氣體。

在圖4的實施例中，關閉高壓儲氣瓶（2）與閘閥（9），保持釋放口(10)與示蹤氣體釋放鉆孔連接，將接口（14）敞露于巷道空氣中，關閉閘閥（13）和（16），打開閘閥（11）和（17），啟動真空泵（12）。裝置可將先前釋放的示蹤氣體SF₆壓入抽采鉆孔深部。

在圖5的實施例中，將接口（15）接入檢測鉆孔，關閉閘閥（11）和（17），打開閘閥（13）和（16），啟動真空泵（12）。裝置可將檢測氣體通過穩壓閥（18）和穩流閥(19)壓入SF₆氣體傳感器（20），傳感器發出檢測信號，檢測信號依次通過濾波光路（21）、信號放大器（22）、A/D轉換器（23）、MCU（24）轉換成數字信號，最后顯示在LED顯示器（25）上。