[發明專利]一種可自診斷的軟連接分級抽氣礦井束管系統及方法

有效

• 申請號: 201610020899.2
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105651567B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 湯曉君;張徐梁;劉帥;梁運濤;孫勇;田富超
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;煤科集團沈陽研究院有限公司
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24;G01M3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種可自診斷的軟連接分級抽氣礦井束管系統及方法。該系統通過伸縮管與鋼管連接，減緩因地質結構變化對束管帶來的沖擊，采用多級泵抽氣的方式，降低束管內的壓差，降低束管系統的耐壓要求，采用多點取樣，電磁閥控制取樣點選擇的方法，實現一套系統，多巷道監測，在每個氣泵與管道連接處安裝超聲漏氣檢測器，以監測系統是否漏氣，然后根據超聲漏氣傳感器信號的強弱和頻率，分析漏氣點數量及其位置。該系統可以實現將礦井下多個巷道的待檢氣體安全、快速、可靠地抽取至礦井外的監測設備內，已保證礦井安全的實時、可靠監測。

【技術領域】

本發明涉及長距離多取樣點氣體采集領域，特別涉及對礦井自燃發火氣體的束管在線監測領域。

【背景技術】

我國是一個能源消耗大國，其中近70％的能源需求是由我國境內的煤炭資源的開采來滿足的。然而在我國的煤炭開采過程中，安全事故發生較多，這其中有70％以上是由于煤自燃導致的。為此，各大型煤礦采用束管的方式將井下的氣體抽到井口，或者人工方式用氣囊從井下取氣到井口，然后用氣相色譜儀進行定量分析，以確定氣體的成分及含量，繼而評定井下的安全等級。

人工采樣一方面全憑取樣人的經驗操作，往往會影響到最終的分析結果，其實時性也相對較差，人工成本較高；另一方面，一旦煤自燃比較嚴重，取樣工人的健康、甚至生命安全存在安全隱患。束管是目前大型煤礦通行的一種煤自燃發火監測方式，但因氣路長，要把氣體從井下抽到井口，部分束管內的氣壓很大，導致漏氣時有發生，煤炭自燃發火氣體無法抽取到井口。另外，目前的束管主要是用鋼管硬鏈接的方式連接而成，由于礦井環境惡劣，巷道經常由于地質的變化而變形，這往往導致束管受到擠壓而出現漏氣，甚至束管斷裂。

為了克服現有束管的缺陷，專利CN 202693385 U，CN 204101338 U、CN 201560803U采用儲氣式、多路采樣泵和車載式等方式，將束管改良成多個抽氣泵，以及多個取樣點的方式。這種改良可以降低束管內壓力，實現多點取樣分析，但無法克服礦井巷道變形導致束管漏氣的缺陷，更無法確定漏氣的嚴重程度和漏氣位置。因此，這些方法無法從根本上提高礦井束管系統的可靠性。

【發明內容】

本發明的目的在于，提供了一種可自診斷的軟連接分級抽氣礦井束管系統及方法，可以實現礦井下氣體的自動化樣氣采集和輸送功能，實時、可靠、高效地為煤炭自燃發火氣體儀器提供井下待檢樣氣，滿足煤炭開采等領域對安全生產的需求。

本發明采用如下技術方案：

一種可自診斷的軟連接分級抽氣礦井束管系統，包括氣泵，在每一個采氣點均設置有所述氣泵，氣泵之間采用通氣束管連接，每一個采氣點均通過多級的氣泵連接至監測設備，所述通氣束管與氣泵之間通過螺紋管連接，以避免由于煤礦巷道變形導致束管連接口斷裂的情況發生。

進一步，在所述多個氣泵的連接點設置有匯流排，該匯流排上安裝有電磁氣路閥，并與通氣束管相連；當選擇某一路抽氣通路時，匯流排上其余通路的電磁氣路閥關閉，保證僅開啟被選擇的一路電磁氣路閥。

進一步，該監測系統進一步包括有漏氣檢測器，用于檢測氣體的泄露情況；所述漏氣檢測器安裝在螺紋管與束管的連接點。

進一步，多個氣泵形成氣泵管路，包括連接至第一采氣點的主管路，該主管路的多個氣泵之間分出有多個并聯的第一分支管路，每一個第一分支管路上通過多個串聯的氣泵連接至各自的采氣點；另外，主管路上直接與采氣點相連的氣泵與采氣點之間的結點分出多個并聯的第二分支管路，每一個第二分支管路分別通過串聯的多個氣泵連接至各自的采氣點。

進一步，所述監測系統包括有多個監測設備，每一個監測設備串聯有一個氣泵管路，多個監測設備的氣泵管路之間并聯連接。

一種可自診斷的軟連接分級抽氣礦井束管系統的監測方法，當監測設備給出導通的氣路命令后，被選擇的氣路打開，其他氣路關閉，保證采集與被選擇氣路連接的采氣點的氣體。