[發(fā)明專(zhuān)利]一種煤礦井下一站式瓦斯含量測(cè)定裝置及測(cè)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110813300.1
• 申請(qǐng)日: 2021-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113533126B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康建宏;王有湃;周福寶;劉應(yīng)科;韓宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N7/00
• 分類(lèi)號(hào): G01N7/00;G01N7/14;G01N1/28;G01N1/08;G01D21/02;G08C17/02
• 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

一種煤礦井下一站式瓦斯含量測(cè)定裝置及測(cè)定方法，在本安腔中設(shè)置本安工控機(jī)，在隔爆腔中設(shè)置電子流量傳感器Ⅰ～Ⅲ、電磁閥Ⅰ～Ⅳ以及連接網(wǎng)線和防爆氣管；破碎系統(tǒng)通過(guò)氣動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)。本發(fā)明利用本安工控機(jī)來(lái)采集和顯示電子流量傳感器Ⅰ～Ⅲ、氣體壓力傳感器以及溫度傳感器檢測(cè)到的各項(xiàng)參數(shù)，三個(gè)檔位的電子流量傳感器Ⅰ～Ⅲ在感知不同流量范圍的瓦斯后，通過(guò)本安工控機(jī)控制系統(tǒng)中電磁閥Ⅰ～Ⅳ的開(kāi)閉和啟停，對(duì)電子流量傳感器Ⅰ～Ⅲ進(jìn)行切換。本安工控機(jī)傳遞數(shù)據(jù)和信號(hào)到井下基站，井下基站將井下測(cè)量的結(jié)果直接發(fā)送至地面中央控制室。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)井下一站式測(cè)定瓦斯含量，可大幅度提高煤礦井下煤層瓦斯含量測(cè)定的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種瓦斯測(cè)定，具體是一種煤礦井下一站式瓦斯含量測(cè)定裝置及測(cè)定方法，屬于煤礦瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

煤層瓦斯含量是瓦斯涌出量預(yù)測(cè)、瓦斯災(zāi)害防治、瓦斯抽采效果評(píng)估和煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)的重要參數(shù)，目前我國(guó)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)，以及《國(guó)有煤礦瓦斯治理規(guī)定》，保障煤礦井下的安全生產(chǎn)。

目前，已公開(kāi)的專(zhuān)利文獻(xiàn)，例如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利2014年5月7日公開(kāi)的一種公開(kāi)號(hào)為CN103776722A的“負(fù)壓環(huán)境下取樣的煤層瓦斯含量測(cè)試方法”，礦井瓦斯含量測(cè)定設(shè)備分為井上井下兩套，成本過(guò)高，對(duì)瓦斯測(cè)量的場(chǎng)地大部分在地面實(shí)驗(yàn)室，測(cè)量周期過(guò)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，誤差較大，影響工作效率和讀數(shù)可靠性。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利2015年9月28日公開(kāi)的一種公開(kāi)號(hào)為CN105606480A的“一種自動(dòng)化煤層可解吸瓦斯含量直接測(cè)定裝置”，該裝置采用排水稱(chēng)重法，解吸出的瓦斯氣體產(chǎn)生氣泡，會(huì)導(dǎo)致水面起伏不定，影響讀數(shù)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種煤礦井下一站式瓦斯含量測(cè)定裝置及測(cè)定方法，可全自動(dòng)實(shí)時(shí)測(cè)定不同梯度的瓦斯流量，省去人工讀數(shù)的不可靠性，同時(shí)還能滿足大流量和微小流量瓦斯的精準(zhǔn)計(jì)量，測(cè)量誤差小，測(cè)量范圍廣。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種煤礦井下一站式瓦斯含量測(cè)定裝置，包括煤樣罐以及設(shè)置在煤樣罐中的破碎系統(tǒng)，還包括本安腔和隔爆腔，在本安腔中設(shè)置本安工控機(jī)，在隔爆腔中設(shè)置電子流量傳感器Ⅰ、電子流量傳感器Ⅱ、電子流量傳感器Ⅲ、電磁閥Ⅳ、電磁閥Ⅰ、電磁閥Ⅱ、電磁閥Ⅲ以及連接網(wǎng)線和防爆氣管；煤樣罐與安裝在煤樣罐底部的氣動(dòng)破碎機(jī)采用機(jī)械旋轉(zhuǎn)密封連接，破碎系統(tǒng)通過(guò)氣動(dòng)破碎機(jī)內(nèi)部設(shè)置的氣動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)，在煤樣罐的上端安裝金屬過(guò)濾網(wǎng)，金屬過(guò)濾網(wǎng)通過(guò)防爆氣管連接三通接頭Ⅰ的進(jìn)口，三通接頭Ⅰ的第一出口連接電磁閥Ⅰ的進(jìn)口，三通接頭Ⅰ的第二出口連接三通接頭Ⅱ的進(jìn)口，三通接頭Ⅱ的第一出口連接電磁閥Ⅱ的進(jìn)口，三通接頭Ⅱ的第二出口連接電磁閥Ⅲ的進(jìn)口，電磁閥Ⅰ的出口通過(guò)防爆氣管連接電子流量傳感器Ⅰ的進(jìn)口，電磁閥Ⅱ的出口通過(guò)防爆氣管連接電子流量傳感器Ⅱ的進(jìn)口，電磁閥Ⅲ的出口通過(guò)防爆氣管連接電子流量傳感器Ⅲ的進(jìn)口，電子流量傳感器Ⅰ、電子流量傳感器Ⅱ、電子流量傳感器Ⅲ的出口共同匯集到電子流量傳感器出氣口并將瓦斯排出隔爆腔，電子流量傳感器Ⅰ、電子流量傳感器Ⅱ、電子流量傳感器Ⅲ通過(guò)網(wǎng)線匯集連接本安工控機(jī)，本安工控機(jī)通過(guò)網(wǎng)線連接電磁閥Ⅳ，電磁閥Ⅳ的進(jìn)氣口通過(guò)防爆氣管連接井下動(dòng)力氣源，電磁閥Ⅳ的出氣口通過(guò)防爆氣管連接氣動(dòng)馬達(dá)進(jìn)氣口，氣動(dòng)馬達(dá)出氣口負(fù)責(zé)排出氣源；本安工控機(jī)通過(guò)檢測(cè)電子流量傳感器Ⅰ、電子流量傳感器Ⅱ、電子流量傳感器Ⅲ的瓦斯流量來(lái)控制電磁閥Ⅰ、電磁閥Ⅱ、電磁閥Ⅲ、電磁閥Ⅳ的開(kāi)啟與關(guān)閉；

本安工控機(jī)分別連接無(wú)線發(fā)射器、溫度傳感器和氣體壓力傳感器；無(wú)線發(fā)射器傳輸數(shù)據(jù)至井下基站，溫度傳感器和氣體壓力傳感器實(shí)時(shí)感知作業(yè)環(huán)境的溫度和大氣壓力；

電池箱通過(guò)礦用防爆電纜連接至本安腔上的航空插頭，航空插頭連接本安工控機(jī)；

電磁閥Ⅰ、電磁閥Ⅱ、電磁閥Ⅲ、電磁閥Ⅳ和本安工控機(jī)之間的通訊使用網(wǎng)線，并且電磁閥Ⅰ、電磁閥Ⅱ、電磁閥Ⅲ、電磁閥Ⅳ通過(guò)網(wǎng)線從隔爆腔經(jīng)過(guò)穿箱端子連接至本安腔的本安工控機(jī)，井下基站接收來(lái)自一站式測(cè)量裝置的數(shù)據(jù)，并通過(guò)井下高速通訊網(wǎng)絡(luò)傳送到地面中央控制室。