[發明專利]一種純機械式采空區束管取氣裝置及方法

有效

• 申請號: 201710486723.0
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107219101B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 唐明云;余聰;邱進偉;戴廣龍;張睿卿;胡祖祥;高盼軍;秦汝祥;李蒙;江丙友;周亮
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24;G01N1/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公布了一種分析采空區遺煤自燃危險區域時采空區束管取氣裝置及方法，本發明的裝置包括：五通管、進氣管、氣缸、活塞頭、活塞桿、兩個三角支座、連接桿、兩個定子、轉桿、轉環、齒輪、齒條、四個束管接頭、六個閘閥、排水管、取氣管、兩個固定塊、四根束管，本發明通過轉動轉環推動活塞頭在氣缸中的滑動來提供抽氣動力，以此將束管中殘留氣體和積水排出后，抽取采空區不同位置的氣體進行氣相色譜分析，分析得出采空區內遺煤自燃危險區域的位置及范圍，該裝置無需外界提供任何抽氣動力，且裝置簡便、易于搬運，適用范圍廣，不受工作面外界生產條件的影響，解決了目前煤礦現場工作面在無任何抽氣動力情況下，分析采空區遺煤自燃危險區域時采空區束管取氣困難的問題。

技術領域

本發明涉及礦井采空區取氣領域，尤其涉及煤礦工作面無其它任何抽氣動力條件下的采空區束管取樣裝置及方法。

背景技術

抽取采空區內不同位置的氣體并進行氣相色譜分析，根據氣樣中各組分的含量分析采空區內不同位置遺煤的氧化情況，進而得到采空區遺煤自燃“三帶”的分布，這是目前判定采空區遺煤自燃危險區域的主要方法之一，對礦井采空區防治火災至關重要。

目前，煤礦普遍采用的采空區束管取氣方法為：通過專用的抽氣泵進行氣體抽取，這種方法存在以下缺陷：

1.礦井對于電器設備的使用有嚴格的限制，專用的防爆抽氣泵價格昂貴，投資成本高，并且防爆抽采泵也無法達到絕對的安全；

2.礦井內地形環境復雜，導致搬運抽氣泵十分困難，同時因工作面現場取電困難，其抽氣泵用電需要布置幾百甚至上千米的專用電纜，不僅電纜投資大，而且存在用電安全隱患。

針對采空區無抽采泵束管取氣裝置有一種簡便式采空區束管取氣裝置及方法(CN201410633078.7)，該發明用工作面的瓦斯抽采管路來代替專用抽氣泵為取氣提供動力，將預埋束管與瓦斯抽采管路相連，通過六分球閥控制各束管與瓦斯管道的聯通。雖然該發明能夠避免使用專用抽氣泵的缺點，但需要使用瓦斯抽采管路提供動力。因此，當礦井為低瓦斯礦井，工作面無瓦斯抽采管路時，該發明則還是無法從根本上解決采空區束管取氣的問題。

由于束管氣路較長，氣體阻力大，故采用常用的礦用唧筒或者注射器取氣方法無法滿足要求。采空區預埋束管的總長度約在150～200m范圍內，以最長200m的束管阻力計算，計算得到圓環的拉力為5.7N，計算依據如表1所示，所以人力轉動完全能夠滿足要求，由此分析得出，采用這種純機械式束管取氣裝置是完全可行的。

表1圓環拉力計算表

發明內容

本發明目的是從根本上取締抽氣泵進行采空區束管取氣，降低礦井因取氣而造成的事故，提供一種適應于任何礦井、經濟實用、操作簡便的采空區取氣裝置及方法。

本發明所采用的技術方案：本發明的裝置包括：五通管、進氣管、氣缸、活塞頭、活塞桿、一號三角支座、二號三角支座、固定三角支座的連接桿、兩個定子、轉桿、轉環、齒輪、齒條、兩個固定塊、四個束管接頭、六個閘閥、排水管、取氣管、四根束管，所述氣缸為圓柱型，其沿中軸線水平放置，由一號三角支座支撐，其一端底面封閉且中央安裝有進氣管，另一端底面開口；所述進氣管與五通管相連；所述五通管分別與四個束管接頭相連；所述四個束管接頭分別與四根束管相連，所述四根束管分別通向采空區內的抽采點，四根束管接頭上分別裝有閘閥；所述活塞頭與活塞桿相連，置于氣缸內且密封其截面；所述連接桿連接一號三角支座和二號三角支座，固定一號三角支座與二號三角支座間的距離，從而確保活塞頭在氣缸內滑動；所述排水管安裝于氣缸的最下部，排水管上裝有閘閥；所述取氣管安裝于氣缸的最上部，取氣管上裝有閘閥；所述齒條一端與活塞桿相連，且限定在二號三角支座上的兩個固定塊之間滑動；所述齒輪與齒條之間相互嚙合；所述轉環中心的轉桿通過兩個定子固定在二號三角支座上且與齒輪相連，可通過轉動轉環帶動齒輪轉動，進而拉動齒條帶動活塞桿推動活塞頭在氣缸內滑動。

本發明的裝置實施方法如下：