一种井下煤样残余瓦斯含量快速测定方法与装置制造方法及图纸

一种井下煤样残余瓦斯含量快速测定方法与装置，利用井下压缩气源作为动力源带动气动马达、联轴器、偏心轴、偏心转子的转动，从而破碎煤样，有效避免常规刀片破碎中火花的出现和电动机防爆难的问题，带有液位计的解吸量筒能够自动计量煤样破碎后的解吸量，温度传感器能实时记录煤样的温度变化，装置安全防爆，操作便捷，可以快速且准确测得煤样的残余瓦斯量。本发明专利技术能够在现场直接破碎煤样，防止瓦斯在运输过程中的损失，在井下破碎10～20min并记录瓦斯解吸数据，同时考虑破碎过程中煤样温度的变化规律，建立基于煤样瓦斯解吸规律的非等温扩散数学模型来计算残余瓦斯含量，提高了参数测定效率以及测定结果的精确性。测定效率以及测定结果的精确性。测定效率以及测定结果的精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种井下煤样残余瓦斯含量快速测定方法与装置


[0001]本专利技术涉及一种煤层瓦斯量测定方法，具体是一种井下煤样残余瓦斯含量快速测定方法与装置，属于瓦斯测定


技术介绍

[0002]煤层残余瓦斯含量是预测矿井瓦斯涌出量、进行煤层瓦斯抽采设计、评价瓦斯抽采达标、评估煤层突出危险性的重要基础数据。目前煤样残余瓦斯量的测定需要将煤样带至地面实验室破碎后进行测定，此过程中破碎罐质量较大、携带笨重、耗时长，另外在运输中瓦斯易散失，导致测量精度下降。
[0003]在已公开的专利文献中，比如中国专利技术专利2021年1月1日公开的一种公开号为CN212275388的“一种瓦斯含量精准测量装置”，由底部破碎电机带动侧壁破碎轮和破碎叶片分级破碎煤样，破碎过程易产生电火花，结构复杂，且设备所需电能无法在井下方便获取；中国专利技术专利2017年6月27日公开的一种公开号为CN106896034A的“煤样破碎过程瓦斯损失量测定实验系统及方法”中的实验系统包括碎煤仓、型煤仓、抽真空系统、压力加载系统、气体加载系统、直线电机控制系统、数字型质量流量计和气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井下煤样残余瓦斯含量快速测定方法，其特征在于，包括如下步骤：
①
煤矿井下现场采集煤样，将待测煤样装入破碎罐(11)中，并将解吸量筒(15)充满水，液位计(16)复位归零；
②
连接井下压缩气源(1)，打开针阀Ⅰ(2)、针阀Ⅱ(13)，启动煤样破碎装置，井下压缩气源(1)的气体经过针阀Ⅰ(2)通入气管带动气动马达(5)旋转，气动马达(5)带动偏心轴(10)转动，偏心轴(10)带动偏心转子(9)转动，随着偏心转子(9)的转动，偏心转子(9)与破碎罐(11)罐壁间的距离逐渐减小，煤样被挤压破碎；煤样破碎过程中，煤样中残余的瓦斯解吸释放出来，通过烧结板过滤网(12)过滤其中所携带的煤尘，被过滤后的瓦斯经过针阀Ⅱ(13)和气管从解吸量筒进气口(17)进入，将解吸量筒(15)中等量体积的水从解吸量筒出液口(18)排出；液位高度下降后，液位计(16)浮子的位置也发生位移，这一位移信号被转化为气体体积信号后传送给主机(14)存储并显示，从而获取不同时刻t对应的破碎罐(11)中瓦斯累计解吸量V(t)；
③
在整个破碎过程中温度传感器(19)实时监测破碎罐(11)中煤样的温度变化，并将温度数据传输至主机(14)，得到煤样破碎过程中不同时刻的t对应的煤样温度T(t)；
④
破碎10～20min后，解吸结束，关掉井下压缩气源(1)，断开与解吸设备连接的管路，关闭针阀Ⅱ(13)、针阀Ⅰ(2)，取出破碎罐(11)中的煤样，称其质量m，然后基于瓦斯累计解吸量数据与时间的函数关系V(t)以及煤样温度与时间的函数关系T(t)，建立破碎罐(11)中瓦斯解吸的非等温扩散模型：式中：D
f
为有效扩散系数；r0为煤粒的当量半径；D0为初始扩散系数；ΔE和R分别为解吸活化能和气体常数；V0为煤样的极限解吸量；
⑤
采用贝叶斯法或者非...

【专利技术属性】
技术研发人员：周言安，康建宏，丰安祥，王有湃，毕波，王浩，陈本良，陈迈薇，童校长，
申请(专利权)人：中国矿业大学淮南矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：