[發明專利]采空區漏風流場定時定點測定裝置及使用和測定方法

有效

• 申請號: 202010540701.X
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111811771B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 劉春剛;孫珍平;段宏飛;呂文陵;劉寶志;翁旭澤;李鐵良;孫亮;劉浩;張東旭;唐輝;趙國會
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團沈陽研究院有限公司
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 沈陽易通專利事務所 21116
• 代理人: 王建男

本發明涉及一種采空區漏風流場測定技術，采空區漏風流場定時定點測定裝置，其中杠桿通過杠桿支撐軸可轉動的連接在箱體內，杠桿第一側對應示蹤氣體瓶瓶口處具有瓶塞；杠桿第二側內置滑道，該滑道靠近杠桿支撐軸桿的端部設有彈簧，滑塊置于滑道內，滑道遠離杠桿支撐軸桿一側頂部具有撥動開口；定時裝置置于杠桿第二側上方，定時裝置具有可通過定時裝置驅動轉動的定時裝置軸桿，該定時裝置軸桿上安裝定時裝置指針，且定時裝置軸桿與撥動開口相對，定時裝置指針自由末端的移動路勁進入撥動開口。本裝置能完成采空區漏風流場測定。本發明還提出采空區漏風流場定時定點測定裝置的使用方法、以及采空區漏風流場定時定點測定方法。

技術領域

本發明涉及一種采空區漏風流場測定技術，特別是采空區漏風流場定時定點測定裝置及使用和測定方法。

背景技術

煤礦的瓦斯災害與煤層自燃復合災害集中關聯于采空區。采空區物理特征直接關系到流場特性，瓦斯和火災防治獲得長足進展，也有賴于對其特征的深入認識。目前，研究采空區流場特征技術手段大致可分為三類，分別是理論分析、數值模擬和相似模擬。對采空區流場特性的研究，其進展伴隨對采空區物理場認識的加深而深入。在其發展過程中經歷了并聯風路模型、平面無渦流源匯模型、管網模型和濾流場模型等幾個階段。早期，以采空區空氣流動屬于層流和湍流之間的過渡流為基礎，通過管網化劃分并建立濾流場數學模型，并用網絡解算的方法進行了數值模擬。之后通過建立采空區濾流場數學模型，應用極限風速法對采空區三帶劃分進行了研究。近年來的研究表明，綜放開采后上覆巖層所形成的形態并非是傳統意義上的“三帶”特征，而是隨工作面的推進，裂隙分布特征亦隨之變化?；陉P鍵層理論，提出煤層采動后上覆巖層采動裂隙呈兩階段發展規律并形成“O”形圈分布特征。李樹剛提出煤層綜放開采后，采場上覆巖層中的破斷裂隙和離層裂隙貫通后在空間上的分布是一個動態變化的采動裂隙橢拋帶。

國內對瓦斯治理及火災防治的要求越來越高，治理技術也越來越精細化，但精細化治理所需的基礎數據獲取等手段卻進展較慢。與瓦斯治理相關的采空區瓦斯涌出原理、影響因素及涌出范圍等基礎性的研究工作落后于瓦斯治理技術的發展。目前科研院所及礦方主要針對采空范圍內能觀測到的瓦斯異常涌出情況提出治理方案，對治理方案的理論依據和基礎數據的獲取手段有限，主要利用采空區束管及數值模擬的數據作為理論支撐，已經不能滿足精細化瓦斯治理的需求。目前國內外對采空區流場的分布特征的研究，尚未解決直接測量采空區流動場參數的方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出的采空區漏風流場定時定點測定裝置，其可以測定采空區流場內氣體流動方向、氣體流動速度和漏風流的流動范圍。同時本發明還提出采空區漏風流場定時定點測定裝置的使用方法、以及采空區漏風流場定時定點測定方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

在第一個技術方案中，采空區漏風流場定時定點測定裝置，包括箱體、以及設置在箱體內部的示蹤氣體瓶、瓶塞、杠桿、杠桿支撐軸桿、滑塊、滑塊擋板和定時裝置，其中箱體上設有釋放孔，所述杠桿支撐軸桿連接在杠桿中段，杠桿通過杠桿支撐軸可轉動的連接在箱體內，示蹤氣體瓶頂部具有瓶口，示蹤氣體瓶設置在杠桿第一側的下方，杠桿第一側對應示蹤氣體瓶瓶口處具有瓶塞；所述杠桿第二側內置滑道，該滑道靠近杠桿支撐軸桿的端部設有彈簧，滑道遠離杠桿支撐軸桿的端部設有滑塊擋板，滑塊置于滑道內，滑道遠離杠桿支撐軸桿一側頂部具有撥動開口；所述定時裝置置于杠桿第二側上方，定時裝置具有可通過定時裝置驅動轉動的定時裝置軸桿，該定時裝置軸桿上安裝定時裝置指針，且定時裝置軸桿與撥動開口相對，定時裝置指針自由末端的移動路勁進入撥動開口；

在起始狀態時，杠桿水平，定時裝置指針止動滑塊并通過滑塊擠壓彈簧使彈簧壓縮，瓶塞封閉示蹤氣體瓶瓶口；在定時裝置指針離開滑塊后，彈簧可將滑塊推移至撥動開口處；在定時裝置指針通過定時裝置驅動按照預定時間旋轉到撥動開口處時，定時裝置指針下壓滑塊，并使瓶塞從示蹤氣體瓶瓶口移開。

在第一個技術方案中，作為優選的，所述箱體內設有用于平衡杠桿的硬片，該硬片設置在杠桿靠近第二端部的上方處。