一种矿用监测设备及采空区气体监测方法技术

本发明专利技术公开了一种矿用监测设备及采空区气体监测方法，包括气相色谱仪、井下气体传输机构和气路切换机构。本发明专利技术公开的一种矿用监测设备及采空区气体监测方法，可以对采空区中的气体进行实地监测，通过气路切换机构可以实现自动切换气路，以供气相色谱仪对每个监测点中的气体进行分析，通过布置压差测量仪，可以对两个监测点的压差或能位进行监测，操作方便，可以为采空区漏风与遗煤自燃研究提供较为准确的监测结果。准确的监测结果。准确的监测结果。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用监测设备及采空区气体监测方法


[0001]本专利技术涉及矿山通风安全领域，尤其涉及一种矿用监测设备及采空区气体监测方法。

技术介绍

[0002]工作面开采过程中，液压支架后方的顶板冒落形成多孔介质的采空区。由于风流在工作面下隅角发生90度直角拐弯，受惯性影响，部分风流进入采空区会形成漏风。受工作面能位或气压差的分布的影响，采空区漏风会从工作面上隅角再次进入巷道空间。此时，漏风携带采空区有害气体一起进入巷道空间，威胁工作面生产安全。与此同时，采空区的风流为采空区遗煤氧化创造了条件，形成了采空区自燃的安全隐患。采空区内气体成分和浓度，以及促成漏风的能量大小如何是确定采空区危险性的主要研究内容。
[0003]目前工作面采空区漏风研究主要采用理论分析、数值模拟、相似模拟和现场实测方法，其中现场实测是最为真实可靠的方法得到广泛的应用，一般采用示踪气体进行探测。但是示踪气体探测的关键在于探测时机、释放点布置和气样采集点的布置，往往难以得到有效结果。
[0004]有鉴于此，提供一种能够对采空区现场实测的监测设备及采空区气体监测方法成为必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术技术方案提供一种矿用监测设备，包括气相色谱仪、井下气体传输机构和气路切换机构；
[0006]所述井下气体传输机构包括保护管、设置在所述保护管上的多个进气头和处于所述保护管内的多条气体输送管，其中每个所述进气头与一条所述气体输送管连接；
[0007]所述气路切换机构包括有具有排气口的箱体、设置在所述箱体中的固定盘、设置在所述箱体中的转动盘和设置在所述箱体中且用于驱动所述转动盘转动的驱动机构；
[0008]所述固定盘上设置有多个固定盘通气孔，每条所述气体输送管与一个所述固定盘通气孔连接；
[0009]所述转动盘上设置有一个转动盘通气孔和多个转动盘排气孔；
[0010]其中，当所述转动盘通气孔与其中一个固定盘通气孔对接连通时，其余的每个所述固定盘通气孔都分别与一个所述转动盘排气孔对接连通；
[0011]所述转动盘的转动盘转轴上设置有转轴气道，所述转动盘中设置有连通所述转轴气道与所述转动盘通气孔的转动盘气道；
[0012]所述转动盘转轴的端部设置有密封端盖，所述气相色谱仪通过第一通气管道与转轴气道连通，所述第一通气管道上具有第一阀门。
[0013]进一步地，所述转动盘通气孔和每个所述转动盘排气孔上都设置有能够与所述固定盘通气孔对接和分离的伸缩对接装置。
[0014]进一步地，所述伸缩对接装置包括固定安装在所述转动盘上固定套筒和与所述固定套筒滑动连接的滑动套筒；
[0015]所述固定套筒与所述滑动套筒之间设置有用于驱动所述滑动套筒伸缩的活塞。
[0016]进一步地，所述驱动机构包括步进电机和传动齿轮；
[0017]所述传动齿轮的齿轮转轴通过支架安装在所述箱体中；
[0018]所述步进电机的输出轴与所述齿轮转轴连接；
[0019]所述转动盘的外周面上设置有转动盘齿轮，所述转动盘齿轮与所述传动齿轮啮合。
[0020]进一步地，所述保护管包括有用于布置在巷道中的主管和用于放置在采空区中的副管，所述副管与所述主管连接呈L形；
[0021]所述进气头安装在所述副管上。
[0022]进一步地，所述进气头包括有进气端和与所述进气端连接的连接端；
[0023]所述连接端处于所述副管中，所述气体输送管与所述连接端连接；
[0024]所述进气端处于所述副管的外侧，所述进气端上设置有多个进气口。
[0025]进一步地，所述进气端呈球形。
[0026]进一步地，所述矿用监测设备包括两套井下气体传输机构、两套气路切换机构和一台压差测量仪；
[0027]每套所述气路切换机构都配置在所述气相色谱仪与一套所述井下气体传输机构之间；
[0028]所述气相色谱仪通过两条所述第一通道管道与两套所述气路切换机构中的转轴气道连通；
[0029]所述压差测量仪的两个气体输入端分别通过一条第二通气管道与两套所述气路切换机构中的转轴气道连通，所述第二通气管道上设置有第二阀门。
[0030]本专利技术技术方案还提供一种采空区气体监测方法，采用前述任一技术方案所述的矿用监测设备，其包括如下步骤：
[0031]S01：预先布置好气相色谱仪、井下气体传输机构和气路切换机构，使得进气头处于采空区中；
[0032]S02：每天定时对每个进气头传输来的气体都通过气相色谱仪进行监测分析，通过驱动机构驱动转动盘转动以实现气路切换；
[0033]S03：气相色谱仪将气体数据传输给控制处理设备，控制处理设备对每个进气头每天的气体数据进行处理和存储。
[0034]进一步地，采空区气体监测方法还包括如下步骤：
[0035]每天都定时通过压差测量仪来监测两套气路切换机构中两个进气头传来的气体的气压差，并将气压差传输给控制处理设备，控制处理设备对每两个进气头每天的气压差进行处理和存储。
[0036]采用上述技术方案，具有如下有益效果：
[0037]本专利技术提供的矿用监测设备及采空区气体监测方法，可以对采空区中的气体进行实地监测，通过气路切换机构可以实现自动切换气路，以供气相色谱仪对每个监测点中的气体进行分析，通过布置压差测量仪，可以对两个监测点的压差或能位进行监测，操作方
便，可以为采空区漏风与遗煤自燃研究提供较为准确的监测结果。
附图说明
[0038]图1为本专利技术一实施例提供的矿用监测设备的示意图；
[0039]图2为进气头与副管连接的示意图；
[0040]图3为进气头的进气端呈球形的示意图；
[0041]图4为气路切换机构处于断开时的示意图；
[0042]图5为气路切换机构处于接通时的示意图；
[0043]图6为转动盘转轴与密封端盖的剖视图；
[0044]图7为伸缩对接装置的结构示意图；
[0045]图8为固定盘上设置有多个固定盘通孔的示意图；
[0046]图9为转动盘上的转动盘齿轮与传动齿轮啮合的示意图；
[0047]图10为转动盘沿着转动盘气道的剖视图；
[0048]图11为控制处理设备、气相色谱仪、压差测量仪、活塞及步进电机的通信连接示意图；
[0049]图12为采用矿用监测设备对采空区进行气体监测的示意图。
具体实施方式
[0050]下面结合附图来进一步说明本专利技术的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0051]如图1
‑
12所示，本专利技术一实施例提供的矿用监测设备，包括气相色谱仪1、井下气体传输机构2和气路切换机构3。
[0052]井下气体传输机构2包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用监测设备，其特征在于，包括气相色谱仪、井下气体传输机构和气路切换机构；所述井下气体传输机构包括保护管、设置在所述保护管上的多个进气头和处于所述保护管内的多条气体输送管，其中每个所述进气头与一条所述气体输送管连接；所述气路切换机构包括有具有排气口的箱体、设置在所述箱体中的固定盘、设置在所述箱体中的转动盘和设置在所述箱体中且用于驱动所述转动盘转动的驱动机构；所述固定盘上设置有多个固定盘通气孔，每条所述气体输送管与一个所述固定盘通气孔连接；所述转动盘上设置有一个转动盘通气孔和多个转动盘排气孔；其中，当所述转动盘通气孔与其中一个固定盘通气孔对接连通时，其余的每个所述固定盘通气孔都分别与一个所述转动盘排气孔对接连通；所述转动盘的转动盘转轴上设置有转轴气道，所述转动盘中设置有连通所述转轴气道与所述转动盘通气孔的转动盘气道；所述转动盘转轴的端部设置有密封端盖，所述气相色谱仪通过第一通气管道与转轴气道连通，所述第一通气管道上具有第一阀门。2.根据权利要求1所述的矿用监测设备，其特征在于，所述转动盘通气孔和每个所述转动盘排气孔上都设置有能够与所述固定盘通气孔对接和分离的伸缩对接装置。3.根据权利要求2所述的矿用监测设备，其特征在于，所述伸缩对接装置包括固定安装在所述转动盘上固定套筒和与所述固定套筒滑动连接的滑动套筒；所述固定套筒与所述滑动套筒之间设置有用于驱动所述滑动套筒伸缩的活塞。4.根据权利要求1所述的矿用监测设备，其特征在于，所述驱动机构包括步进电机和传动齿轮；所述传动齿轮的齿轮转轴通过支架安装在所述箱体中；所述步进电机的输出轴与所述齿轮转轴连接；所述转动盘的外周面上设置有转动盘齿轮，所述转动盘齿轮与所述传动齿轮啮合。5.根据权利要求1所述的矿用监测设备，其特征在于，所述保护管包括有用于布置在巷...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯树宏，胡文博，田文华，秦汝祥，景巨栋，何维胜，康新荣，冯涛，李宁，杨志华，田文雄，王吉鑫，徐耀辉，刘泽功，戴广龙，
申请(专利权)人：安徽理工大学宁夏煤炭科学技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：