[发明专利]一种简便式采空区束管取气装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种取气装置及方法，尤其涉及矿井采空区内气体采集的装置及方法。

背景技术

采空区预埋束管取气分析是研究采空区遗煤氧化分布规律，确定工作面采空区遗煤自燃“三带”分布范围的主要手段。

目前，我国绝大部分矿井采空区预埋束管取气都是利用专用的防爆型抽气泵产生的负压，通过束管来抽取采空区内的气体。这种方法虽然能够直接解决采空区取气问题，但是抽气泵取气系统存在很多缺点：

1、由于抽气泵属于电气设备，在井下使用电气设备要求非常严格，必须是专用的隔爆型抽气泵才允许使用，而专用的防爆型抽气泵价格比较昂贵。

2、井下工作面环境条件非常恶劣，距离地面远，而抽气泵又是非常笨重(重达300公斤左右)，因此，从地面运送抽气泵到井下工作面合适的位置非常麻烦。

3、抽气泵需要专用的380V电源，取气系统距离电源比较远，现场接电十分困难，需要拉上几百米甚至千米的电缆线路，所以若用抽气泵工作时，不仅需要使用昂贵的专用电缆和专用的电源开关接电，而且还消耗一定的电能，另外还涉及到电气安全问题，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是解决利用抽气泵取气存在的不足问题，提供一种节能、高效、实用性强、安全性高的简便式采空区束管取气装置及方法。

本发明所采用的技术方案：本发明的装置主要包括：瓦斯抽采管路、Φ219干管、7个六分球阀、流量计、连接管、放水管、取样连接管、胶皮管、唧筒、干管与束管的连接管、4根束管、预埋干管、软管，所述Φ219干管通过连接管与瓦斯抽采管路连接；所述连接管上布置流量计和六分球阀；所述Φ219干管底部布置放水管；所述放水管处布置六分球阀；所述预埋干管与软管连接，其内部的每根束管一端布置在对应的采空区抽采点处，另一端连接在干管与束管的连接管上；所述干管与束管的连接管上布置六分球阀；所述唧筒通过胶皮管与Φ219干管上的取样连接管连接；所述取样连接管上布置六分球阀。

本发明在现场具体实施方法如下：

(1)连接管路：关闭所有六分球阀，将布置在预埋干管内的4根束管分别与Φ219干管连接，再将Φ219干管通过连接管与瓦斯抽采管路连接；

(2)确定流量：先打开干管与1号束管连接管上的六分球阀，再缓慢打开连接管上六分球阀，观察流量计的读数，依据流量计的读值，确定连接管上六分球阀的开度，以防止流量过大，引起采空区内气体紊乱，对“三带”研究造成影响；

(3)排尽余气：为了确保把Φ219干管和采空区预埋束管内残留气体完全排尽，必须根据流量计读值对抽气时间进行估算；

(4)排尽积水：打开Φ219干管底部放水管上的六分球阀，将Φ219干管内的积水完全排尽，再关闭该六分球阀；

(5)采集气体：关闭连接管上的六分球阀，打开取样连接管上的六分球阀，利用矿用专用唧筒抽取Φ219干管内的气体；

(6)采空区其他抽采点气体的采集：关闭干管与1号束管连接管上的六分球阀，打开干管与2号束管连接管上的六分球阀，重复以上(3)、(4)、(5)的步骤，可以抽取2号采空区抽采点的气体，以此类推，也可以很方便的抽取另外3、4号采空区抽采点的气体；

(7)收集与记录：抽出的气体利用取样袋分别进行密封收集，并记录好取样的日期、时间和地点；

(8)气体分析：最后应用气相色谱仪分析，得出采空区中各种气体浓度变化规律；

(9)判断“三带”：根据气体分析的结果，判断采空区内遗煤自燃“三带”的位置及范围。

本发明的有益效果：该装置及方法通过利用瓦斯抽采管路的负压做为取气的动力来源，比以往的抽气泵系统具有安全、高效、简便、节约能源的特点，为工作面采空区煤自燃“三带”的研究过程节约了大量的人力、物力和财力。

附图说明

图1是本发明在采空区取气结构示意图；

图2是本发明钻场(A)部位的放大示意图；

图3是本发明干管与束管连接处的I-I剖面示意图。