煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置及使用方法，煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置，包括破碎研磨罐固定管、固定螺栓和破碎研磨罐，多个固定螺栓装配于破碎研磨罐固定管的外壁，破碎研磨罐通过固定螺栓夹紧固定于破碎研磨罐固定管内，破碎研磨罐的内部放置有破碎研磨球，破碎研磨罐固定管的外壁装配有固定管公接头和固定管母接头，本发明专利技术设备简单、便于携带、适应环境强，利用取样钻机提供动力、通过与钻杆连接实现稳定性，随钻破碎研磨，当钻机能够运行时，将此装置连接钻杆上，即可使用，有效避免了井下、地面解吸作业脱节的弊端，简化了煤层瓦斯含量测定过程与时间，为实现瓦斯含量快速解吸提供了有利的基础设备条件。备条件。备条件。

【技术实现步骤摘要】
煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置及使用方法


[0001]本专利技术属于矿山机械
，具体属于煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置及使用方法。

技术介绍

[0002]常规的煤矿瓦斯含量测定作业分为井下解吸测定和地面解吸两个部分，井下测定作业是将煤样装入解吸罐中，在井下解吸瓦斯60
‑
120min以上，然后将解吸罐带到地面进行二次解吸。二次解吸后将煤样放入球磨机中破碎至0.25mm以下粒径后，进行常压自然解吸或脱气解吸。常规解吸法井下解吸与地面解吸作业分离，井下测定时间长、操作流程多、干扰因素多，煤样从解吸罐中拿出到放入球磨机的过程中造成了额外的暴露时间，增加了瓦斯含量测定误差风险。
[0003]而要实现煤层瓦斯含量井下快速解吸就要解决井下密封破碎煤样的问题，现有的井下破碎设备一般为电动破碎机、风动破碎机，破碎过程中不能保证罐体的密封，且井下环境复杂、破碎设备需要进行防爆处理、现有的设备体积大、不便于携带、无法适应井下狭小的作业空间和复杂的作业环境。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置及使用方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置，装配于钻杆上，包括破碎研磨罐固定管、固定螺栓和破碎研磨罐，多个所述固定螺栓装配于破碎研磨罐固定管的外壁，所述破碎研磨罐通过固定螺栓夹紧固定于破碎研磨罐固定管内，所述破碎研磨罐的内部放置有破碎研磨球，所述破碎研磨罐固定管的外壁装配有固定管公接头和固定管母接头，且破碎研磨罐固定管通过固定管公接头和固定管母接头装配于钻杆上。
[0006]进一步地，所述破碎研磨罐固定管包括固定管体、固定管盖板、固定管连接轴和固定管锁扣，所述固定管体与固定管盖板均为半圆柱筒结构，且固定管体的两端一体成型有圆形端盖，所述固定管公接头与固定管母接头分别一体成型于圆形端盖上，且固定管公接头、固定管母接头与破碎研磨罐固定管、钻杆同轴，所述固定管体与固定管盖板之间装配有固定管连接轴，所述固定管盖板的外端装配有固定管锁扣，且固定管体的外端开设有与固定管锁扣相匹配的锁槽。
[0007]进一步地，所述破碎研磨罐包括研磨罐体、研磨罐盖、针孔密封胶圈、金属垫片和针孔螺丝，且研磨罐盖螺接于研磨罐体上，所述研磨罐体的开口端位于研磨罐盖内固定安装有研磨罐盖密封胶圈，所述研磨罐盖的外端开设有螺纹槽，所述螺纹槽的内壁开设有针孔，所述针孔密封胶圈和金属垫片放置于螺纹槽内，且金属垫片位于针孔密封胶圈的上侧，所述针孔螺丝螺接于螺纹槽内，所述针孔螺丝的表面开设有针孔螺丝凹槽。
[0008]进一步地，所述破碎研磨罐固定管的侧壁固定安装有曲轴钻杆，且破碎研磨罐固定管装配于曲轴钻杆的曲轴处，所述固定管公接头和固定管母接头分别设置于曲轴钻杆的两端。
[0009]煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置使用方法，利用上述煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置，具体包括以下步骤：
[0010]步骤一，准备工作，将多个破碎研磨罐进行编号、称重，记录破碎研磨罐与破碎研磨球的总重量M
g
，将针头插入研磨罐盖中的针孔中，令研磨罐盖与研磨罐体分开放置，破碎研磨球放置于研磨罐体中备用；
[0011]步骤二，破碎前解吸作业，通过钻机将煤样从煤壁的煤层钻孔中取出，完成取样工作，同时记录开始取样时间，之后立刻将煤样装入两个破碎研磨罐中，盖上研磨罐盖并拧紧，将瓦斯含量解吸仪的胶管与针头连接，开始破碎前解吸作业，同时记录开始解吸时间，解吸时间T1为10min，其中煤样暴露时间T0为开始解吸时间与开始取样时间之差，解吸完成后记录破碎前解吸数据W
qj
，通过破碎前解吸数据W
qj
、解吸时间T1、煤样暴露时间T0推算出煤样暴露时的瓦斯损失量W
ss
；
[0012]解吸完成后，将针头拔出，使用螺丝刀通过针孔螺丝凹槽拧紧针孔螺丝，保持破碎研磨罐密封，对破碎研磨罐称重，记录破碎研磨罐与破碎研磨球、煤样的总重量M
q
；
[0013]步骤三，安装破碎研磨罐固定管，进行破碎前解吸作业时，将钻机上的钻杆退下，通过固定管公接头和固定管母接头将破碎研磨罐固定管安装在连接钻杆母接头和连接钻杆公接头上，使破碎研磨罐固定管位于钻机与钻孔之间；
[0014]步骤四，破碎研磨，破碎前解吸作业完成，且破碎研磨罐固定管安装完成后，将破碎研磨罐安装牢固在破碎研磨罐固定管内，之后开动钻机，使破碎研磨罐固定管、破碎研磨罐在钻杆的带动下转动，破碎研磨球与煤样一起在破碎研磨罐转动，破碎研磨球在重力、摩擦力、冲击力的作用下对煤样进行破碎研磨，破碎研磨时间为10min；
[0015]步骤五，第一次破碎解吸，研磨完成后，从破碎研磨罐固定管中将破碎研磨罐取出，旋松针孔螺丝，将带有胶管的针头插入针孔，穿过针孔密封胶圈，使破碎研磨罐与瓦斯含量解吸仪联通，开始第一次破碎解吸，记录第一次破碎解吸数据W
pj1
，解吸5min后拔出针头，旋紧针孔螺丝；
[0016]步骤六，循环破碎解吸，重复步骤三至步骤五进行第二次破碎研磨，破碎研磨时间为5min，破碎后开始第二次破碎解吸，记录第二次破碎解吸数据W
pj2
，之后继续循环破碎研磨直至每次解吸量小于5ml后结束破碎,记录每次破碎解吸数据W
pjn
；
[0017]步骤七，测定煤层瓦斯含量，根据《GB/T23250
‑
2009煤层瓦斯含量井下直接测定方法》中的常压自然解吸法，煤层的可解吸瓦斯含量W
jx
按照下式计算：
[0018]W
jx
＝(W
ss
+W
qj
+W
pj1
+W
pj2
…
+W
pjn
)/(M
q
‑
M
g
) (1)
[0019]煤层瓦斯含量W按照下式计算：
[0020]W＝W
jx
+W
C (2)
[0021]式中：
[0022]W
jx
——可解吸瓦斯含量，单位m3/t；
[0023]W
ss
——损失瓦斯含量，单位m3/t；
[0024]W
qj
——破碎前解吸量，单位ml；
[0025]W
pj1
——第一次破碎后解吸量，单位ml；
[0026]W
pj2
——第二次破碎后解吸量，单位ml；
[0027]W
pjn
——第n次破碎后解吸量，单位ml；
[0028]M
g
——破碎研磨罐与破碎研磨球的总重量，单位g；
[0029]M
q
——破碎研磨罐与破碎研磨球、煤样的总重量，单位g；
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置，装配于钻杆上，其特征在于：破碎研磨罐固定管(2)、固定螺栓(3)和破碎研磨罐(4)，多个所述固定螺栓(3)装配于破碎研磨罐固定管(2)的外壁，所述破碎研磨罐(4)通过固定螺栓(3)夹紧固定于破碎研磨罐固定管(2)内，所述破碎研磨罐(4)的内部放置有破碎研磨球(7)，所述破碎研磨罐固定管(2)的外壁装配有固定管公接头(5)和固定管母接头(6)，且破碎研磨罐固定管(2)通过固定管公接头(5)和固定管母接头(6)装配于钻杆上。2.根据权利要求1中所述的煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置，其特征在于：所述破碎研磨罐固定管(2)包括固定管体(2
‑
1)、固定管盖板(2
‑
2)、固定管连接轴(2
‑
3)和固定管锁扣(2
‑
4)，所述固定管体(2
‑
1)与固定管盖板(2
‑
2)均为半圆柱筒结构，且固定管体(2
‑
1)的两端一体成型有圆形端盖，所述固定管公接头(5)与固定管母接头(6)分别一体成型于圆形端盖上，且固定管公接头(5)、固定管母接头(6)与破碎研磨罐固定管(2)、钻杆同轴，所述固定管体(2
‑
1)与固定管盖板(2
‑
2)之间装配有固定管连接轴(2
‑
3)，所述固定管盖板(2
‑
2)的外端装配有固定管锁扣(2
‑
4)，且固定管体(2
‑
1)的外端开设有与固定管锁扣(2
‑
4)相匹配的锁槽。3.根据权利要求2中所述的煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置，其特征在于：所述破碎研磨罐(4)包括研磨罐体(4
‑
1)、研磨罐盖(4
‑
2)、针孔密封胶圈(4
‑
4)、金属垫片(4
‑
5)和针孔螺丝(4
‑
6)，且研磨罐盖(4
‑
2)螺接于研磨罐体(4
‑
1)上，所述研磨罐体(4
‑
1)的开口端位于研磨罐盖(4
‑
2)内固定安装有研磨罐盖密封胶圈(4
‑
3)，所述研磨罐盖(4
‑
2)的外端开设有螺纹槽，所述螺纹槽的内壁开设有针孔(4
‑
8)，所述针孔密封胶圈(4
‑
4)和金属垫片(4
‑
5)放置于螺纹槽内，且金属垫片(4
‑
5)位于针孔密封胶圈(4
‑
4)的上侧，所述针孔螺丝(4
‑
6)螺接于螺纹槽内，所述针孔螺丝(4
‑
6)的表面开设有针孔螺丝凹槽(4
‑
7)。4.根据权利要求1中所述的煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置，其特征在于：所述破碎研磨罐固定管(2)的侧壁固定安装有曲轴钻杆(17)，且破碎研磨罐固定管(2)装配于曲轴钻杆(17)的曲轴处，所述固定管公接头(5)和固定管母接头(6)分别设置于曲轴钻杆(17)的两端。5.煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置使用方法，利用如权利要求3所述的煤矿井下便携式瓦斯煤样破碎研磨装置，具体包括以下步骤：步骤一，准备工作，将多个破碎研磨罐(4)进行编号、称重，记录破碎研磨罐(4)与破碎研磨球(7)的总重量M
g
，将针头(14)插入研磨罐盖(4
‑
2)中的针孔(4
‑
8)中，令研磨罐盖(4
‑
2)与研磨罐体(4
‑
1)分开放置，破碎研磨球(7)放置于研磨罐体(4
‑
1)中备用；步骤二，破碎前解吸作业，通过钻机(10)将煤样从煤壁(13)的煤层钻孔(12)中取出，完成取样工作，同时记录开始取样时间，之后立刻将煤样装入两个破碎研磨罐(4)中，盖上研磨罐盖(4
‑
2)并拧紧，将瓦斯含量解吸仪(16)的胶管(15)与针头(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩兵，曹垚林，李艳增，唐辉，陈洋，薛世鹏，高中宁，黄鹤，汪开旺，范加锋，郑忠宇，
申请(专利权)人：中煤科工集团沈阳研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：