[發(fā)明專(zhuān)利]一種煤礦井下煤層瓦斯含量自動(dòng)化測(cè)量裝置及測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910905711.6
• 申請(qǐng)日: 2019-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110542623B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康建宏;王有湃;劉應(yīng)科;夏同強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N7/04
• 分類(lèi)號(hào): G01N7/04
• 代理公司: 北京淮海知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32205
• 代理人: 周淑淑

一種煤礦井下煤層瓦斯含量自動(dòng)化測(cè)量裝置及測(cè)量方法，由PLC控制器控制系統(tǒng)中的電磁閥Ⅰ、電磁閥Ⅱ、電磁閥Ⅲ、電磁閥Ⅳ、電磁閥Ⅴ、防爆伺服電機(jī)Ⅰ、防爆伺服電機(jī)Ⅱ、防爆高速電機(jī)的開(kāi)閉和啟停，中央多功能處理顯示器通過(guò)感知液體壓力傳感器Ⅰ、液體壓力傳感器Ⅱ、氣體壓力傳感器、溫度傳感器、甲烷濃度傳感器、智能流量計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)損失瓦斯量進(jìn)行估計(jì)；隨后不打開(kāi)煤樣罐，通過(guò)預(yù)設(shè)程序打碎煤樣，減少瓦斯散失；最后系統(tǒng)自動(dòng)校正各階段的瓦斯含量，并計(jì)算出最終的煤層瓦斯含量，出具報(bào)告。本發(fā)明能夠通過(guò)觸控屏實(shí)現(xiàn)一鍵式操作，自動(dòng)進(jìn)行瓦斯解吸量的計(jì)量，大幅度提高煤層瓦斯含量的測(cè)量效率，且測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝操作方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤層瓦斯含量測(cè)量裝置，具體是一種煤礦井下煤層瓦斯含量自動(dòng)化測(cè)量裝置及測(cè)量方法，屬于煤礦瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

煤層瓦斯含量是進(jìn)行瓦斯涌出量預(yù)測(cè)、瓦斯抽采效果評(píng)價(jià)和煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)的重要參數(shù)之一，目前我國(guó)普遍采用井下解吸法測(cè)定煤層瓦斯含量，并制定有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《煤層瓦斯含量井下直接測(cè)定方法》(GB/T 23250-2009)。但如何快速準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯含量，一直是煤礦瓦斯防治領(lǐng)域急待解決的難題。

目前，已公開(kāi)的專(zhuān)利文獻(xiàn)，例如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利2012年10月3日公開(kāi)的一種公開(kāi)號(hào)為CN102706768A的“瓦斯解吸儀”，由單片機(jī)控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程，對(duì)水位高度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)瓦斯解吸量隨時(shí)間變化規(guī)律進(jìn)行分析計(jì)算，實(shí)現(xiàn)瓦斯解吸量的智能測(cè)定，該瓦斯解吸儀解吸采用排水集氣法，解吸瓦斯產(chǎn)生的氣泡導(dǎo)致水面起伏嚴(yán)重，影響讀數(shù)可靠性；另外，解吸初期氣量大，水量下降速度快，人工讀數(shù)不準(zhǔn)確。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利2013年5月1日公開(kāi)的一種公開(kāi)號(hào)為CN202916270U的“可井下測(cè)量的煤層防突瓦斯含量測(cè)定裝置”，還是需要人工進(jìn)行讀數(shù)，量筒體積固定，超出部分無(wú)法測(cè)量；還需將采集到的煤樣送到地面的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行殘余瓦斯含量的測(cè)定，測(cè)定周期長(zhǎng)，且在運(yùn)輸過(guò)程中瓦斯易散失，造成測(cè)量結(jié)果偏小；測(cè)定數(shù)據(jù)需要人工進(jìn)行計(jì)算擬合，過(guò)程繁瑣，容易出錯(cuò)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種煤礦井下煤層瓦斯含量自動(dòng)化測(cè)量裝置及測(cè)量方法，能夠自動(dòng)進(jìn)行瓦斯解吸量的計(jì)量，大幅度提高煤層瓦斯含量的測(cè)量效率，且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，降低實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差率，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝操作方便。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種煤礦井下煤層瓦斯含量自動(dòng)化測(cè)量裝置，包括煤樣罐以及設(shè)置在煤樣罐中的組合刀片，所述的組合刀片通過(guò)安裝在煤樣罐上的防爆高速電機(jī)帶動(dòng)，還包括感知環(huán)境溫度的溫度傳感器和大氣壓力的氣體壓力傳感器Ⅰ，煤樣罐的上端通過(guò)管路連接針閥的一端，與針閥另一端連接的管路上依次設(shè)置氣固分離器、甲烷濃度傳感器后連接三通接頭Ⅰ的進(jìn)口，三通接頭Ⅰ的第一出口通過(guò)電磁閥Ⅰ連接至智能流量計(jì)，三通接頭Ⅰ的第二出口連接三通接頭Ⅵ的進(jìn)口，三通接頭Ⅵ的第一出口連接氣體壓力傳感器Ⅱ，三通接頭Ⅵ的第二出口連接三通接頭Ⅴ的進(jìn)口，三通接頭Ⅴ的第一出口通過(guò)電磁閥Ⅲ連接至三通接頭Ⅲ的進(jìn)口，三通接頭Ⅲ的第一出口連接量筒Ⅰ的頂端入口，三通接頭Ⅲ的第二出口通過(guò)電磁閥Ⅱ連接至三通接頭Ⅱ的第一進(jìn)口；三通接頭Ⅴ的第二出口通過(guò)電磁閥Ⅳ連接至三通接頭Ⅳ的進(jìn)口，三通接頭Ⅳ的第一出口連接量筒Ⅱ的頂端入口，三通接頭Ⅳ的第二出口通過(guò)電磁閥Ⅴ連接至三通接頭Ⅱ的第二進(jìn)口；三通接頭Ⅱ的出口連接防爆真空泵；在量筒Ⅰ、量筒Ⅱ的內(nèi)部底端分別安裝液體壓力傳感器Ⅰ、液體壓力傳感器Ⅱ；

量筒Ⅰ的底端側(cè)壁通過(guò)膠管Ⅰ連通至集液罐Ⅰ的底部，在膠管Ⅰ上安裝有電磁閥Ⅵ，在集液罐Ⅰ的底端安裝有防爆伺服電機(jī)Ⅰ，蝸桿Ⅰ兩端通過(guò)軸承固定在設(shè)備外殼上，防爆伺服電機(jī)Ⅰ驅(qū)動(dòng)蝸輪帶動(dòng)蝸桿Ⅰ轉(zhuǎn)動(dòng)，使得集液罐Ⅰ沿著蝸桿Ⅰ上下移動(dòng)；

量筒Ⅱ的底端側(cè)壁通過(guò)膠管Ⅱ連通至集液罐Ⅱ的底部，在膠管Ⅱ上安裝有電磁閥Ⅶ，在集液罐Ⅱ的底端安裝有防爆伺服電機(jī)Ⅱ，蝸桿Ⅱ兩端通過(guò)軸承固定在設(shè)備外殼上，防爆伺服電機(jī)Ⅱ驅(qū)動(dòng)蝸輪帶動(dòng)蝸桿Ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)，使得集液罐Ⅱ沿著蝸桿Ⅱ上下移動(dòng)；