[發(fā)明專利]一種用于煤炭自燃溫度探測的隨鉆測溫裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810347533.5
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108798649B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任萬興;郭慶;石晶泰;趙乾坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué);徐州吉安礦業(yè)科技有限公司
• 主分類號: E21B47/07
• 分類號: E21B47/07;E21B47/12
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

一種用于煤炭自燃溫度探測的隨鉆測溫裝置，包括中心回轉(zhuǎn)腔體和信號傳輸模塊，信號傳輸模塊通過定位套安裝在中心回轉(zhuǎn)腔體上；信號傳輸模塊包括信號線、信號輸出端、通訊電纜、顯示器、信號線、溫度傳感器和信號接收及無線發(fā)射裝置，溫度傳感器安裝在鉆頭內(nèi)，信號接收及無線發(fā)射裝置通過信號線連接溫度傳感器并安裝在離鉆頭最遠(yuǎn)的最后一級鉆桿的外部，信號輸出端向外通過通訊電纜連接顯示器，信號輸出端中心設(shè)有傳導(dǎo)桿，傳導(dǎo)桿前端設(shè)有導(dǎo)電半球，導(dǎo)電半球與導(dǎo)電環(huán)接觸，信號線置于連通的中心回轉(zhuǎn)腔體和鉆桿中，一端連導(dǎo)電環(huán)內(nèi)圈，另一端與溫度傳感器連接。本發(fā)明能夠監(jiān)測鉆孔內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于煤炭自燃溫度探測的隨鉆測溫裝置，屬于煤炭自燃溫度探測裝置。

背景技術(shù)

在煤礦井下，煤自燃是影響工作面安全回采的災(zāi)害之一，而在其中采空區(qū)是煤自燃頻發(fā)區(qū)域。由于采空區(qū)處于封閉空間，無法實(shí)時(shí)測量其內(nèi)部空間各處溫度，目前現(xiàn)場操作時(shí)多采用氣體探測法反演采空區(qū)煤自燃程度，并基于反演結(jié)果采取相應(yīng)的火災(zāi)治理措施。但是采用這種方法時(shí)，受煤礦井下風(fēng)流、采動以及地質(zhì)賦存的影響，一旦檢測到標(biāo)志性氣體，則遺煤已經(jīng)進(jìn)入到了自燃階段，不能起到提前預(yù)防的效果，直接增大了火災(zāi)發(fā)生的概率，提高了火災(zāi)治理的投入。

為了解決上述問題，可以預(yù)先監(jiān)測易著火位置的溫度情況，目前可以考慮采用光纖測溫技術(shù)、熱電偶技術(shù)和紅外探測技術(shù)等直接測溫。然而光線測溫技術(shù)是預(yù)先向采空區(qū)或者易著火區(qū)域鋪設(shè)光纖，利用光時(shí)域反射技術(shù)進(jìn)行采空區(qū)溫度實(shí)時(shí)測量，由于光纖一般鋪設(shè)在煤層底板，受煤層頂板垮塌以及礦井水的影響，該方法經(jīng)常出現(xiàn)光纖被砸斷，光纖或感溫探頭被浸泡等問題；此外該方法需要預(yù)埋，而對于沒有預(yù)埋且已經(jīng)著火的區(qū)域，無法測量其內(nèi)部溫度。而如果通過在鉆孔中伸入熱電偶測溫，雖然有時(shí)能夠測量出著火空間的溫度，但是其操作復(fù)雜，且受鉆孔圍巖狀況及采空區(qū)多孔介質(zhì)導(dǎo)熱性差的影響，準(zhǔn)確性和敏感性差。最后，紅外探測技術(shù)僅適用于表層溫度變化較明顯的區(qū)域測溫，不適用于礦井下采空區(qū)或者廢棄巷道區(qū)域溫度的探測。

已知公開了一種用于煤礦井下采空區(qū)溫度探測的隨鉆測溫鉆具，是在水變頭和鉆桿之間設(shè)置的測溫閥塊，它包括中心回轉(zhuǎn)腔體和信號傳輸反饋部件，水變頭的連接端插入中心回轉(zhuǎn)腔體一端的管接頭，中心回轉(zhuǎn)腔體另一端與鉆桿連接；信號傳輸反饋部件通過定位套配合安裝在中心回轉(zhuǎn)腔體上，且定位套與中心回轉(zhuǎn)腔體之間的空腔中間隔設(shè)有導(dǎo)電環(huán)；信號傳輸反饋部件包括信號線Ⅰ、信號線Ⅱ、信號輸入端和信號輸出端，信號線Ⅰ、信號線Ⅱ?qū)⒏袦仉娎|與信號輸入端和信號輸出端連在一起。本發(fā)明操作方便，不僅能夠探測區(qū)域的溫度分布情況，還可以在鉆桿深入鉆孔時(shí)測量鉆孔沿程的溫度，從而準(zhǔn)確地探測煤礦井下采空區(qū)及其它著火區(qū)域溫度，從而有利于提前做好預(yù)防工作，降低了火災(zāi)發(fā)生的概率。

上述隨鉆測溫鉆具的原理是：將測溫閥塊接到鉆機(jī)水變頭和鉆桿之間，在打鉆期間，從外部通過信號輸入端持續(xù)向測溫閥塊輸入電信號，電信號經(jīng)信號線Ⅰ、感溫電纜、信號線Ⅱ傳至信號輸出端，當(dāng)溫度超過感溫電纜的設(shè)定溫度時(shí)，感溫電纜發(fā)生短路，短路信號通過信號輸出端可以輸出至與其相連的報(bào)警部件發(fā)出警示。同一工作區(qū)域的不同監(jiān)測點(diǎn)以及在同一監(jiān)測點(diǎn)更換不同檢測溫度的感溫電纜即可監(jiān)測大范圍工作區(qū)域的溫度，多個(gè)測點(diǎn)可以構(gòu)成溫度網(wǎng)，用以指導(dǎo)采空區(qū)等火災(zāi)防治。其存在的不足是：感溫電纜的溫度是確定的，當(dāng)溫度達(dá)到感溫電纜設(shè)定溫度后，感溫電纜自動熔斷，無法繼續(xù)測溫，即屬于一次性測溫，且探測結(jié)果只能表示所測溫度大于感溫電纜設(shè)定溫度，但無法確定準(zhǔn)確的溫度值。因此，無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)測溫。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于煤炭自燃溫度探測的隨鉆測溫裝置，能夠監(jiān)測鉆孔內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度，所測溫度更準(zhǔn)確、穩(wěn)定、迅速和連續(xù)。