[发明专利]监测煤壁瓦斯涌出与采空区构筑物漏风实测设备及方法

说明书

监测煤壁瓦斯涌出与采空区构筑物漏风实测设备及方法，该装置包括采气盒、密封管、设备固定装置、流量监测装置和集气盒；所述采气盒由一定面体积的铝合金材料制成，所述密封管无缝焊接于采气盒四周，所述设备固定装置焊接于密封管四周，所述流量监测装置和集气装置通过管路与采气盒相连。采用该发明的监测方法为在实测工作面煤壁瓦斯涌出与采空区构筑物漏风量时，将采气盒固定于煤壁，并注胶密封，通过流量监测装置对煤壁瓦斯涌出量与采空区构筑物漏风量进行实测。本发明可根据采气盒固定位置的不同，实现对煤矿井下煤壁不同监测点的瓦斯涌出量与采空区构筑物漏风量的实时监测。

技术领域

本发明涉及监测煤壁瓦斯涌出与采空区构筑物漏风实测设备及方法

背景技术

工作面是井下工作人员主要工作场所，是产煤、出煤、运煤核心场所，工作面的安全是保证井下工作人员生命安全，持续稳定生产基础。而瓦斯问题一直是工作面重大隐患，工作面煤壁瓦斯涌出是工作面乃至整个矿井瓦斯涌出的主要来源之一。许多重大瓦斯事故发生都于工作面煤壁瓦斯涌出有关系，工作面煤壁瓦斯问题—流场分布、瓦斯涌出、瓦斯抽采的研究一直是国内外学者关注的重点。但由于煤壁的几何尺寸较大瓦斯涌出较为复杂，人员无法进入，目前关于工作面煤壁瓦斯分布规律、运移规律的研究大多集中于数值模拟研究，而数值模拟往往与现场实际情况相差较大，这就造成了数值模拟所得结论无法很好指导现场生产。无煤柱开采技术已经广泛被应用，它是一项保持连续、降低成本的即安全又经济的开采工艺。但是在开采过程中出现一些不可忽视的问题，在有自然倾向性煤层中开采时，往往由于漏风问题解决不好，造成采空区漏风发生自燃，特别是厚煤层开采时，采空区自燃事故发生的频率更高，因此，想要有效实测煤壁瓦斯涌出与采空区构筑物漏风量分布、变化规律，研制一种可靠的工作面动态监测瓦斯涌出与采空区构筑物漏风量实测设备显得尤为重要，这将为煤矿工作面瓦斯治理和工作面瓦斯抽采技术的优化改造提供依据和参考。

发明内容

本发明的目的在于克服现有监测工作面煤壁瓦斯涌出与采空区构筑物漏风实测技术的不足，提供一种监测煤壁瓦斯涌出与采空区构筑物漏风实测设备，实现对煤壁瓦斯涌出浓度与采空区构筑物漏风量分布、变化规律的有效监测，为煤矿工作面瓦斯治理和工作面瓦斯抽采技术的优化，提供基础数据。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

监测煤壁瓦斯涌出与采空区构筑物漏风实测设备，该设备包括采气盒、密封管、设备固定装置、流量监测装置和集气盒；所述采气盒由一定面体积的铝合金材料制成，所述密封管无缝焊接于采气盒外围，所述设备固定装置焊接于密封管四周，所述流量监测装置和集气盒通过通气管与采气盒相连。

所述采气盒是长宽高分别为10cm、10cm、2cm，是由厚度为0.5mm的铝合金材料制成的无底空心盒，底面紧贴煤壁面，顶面焊接通气管与流量监测装置相连。

所述密封管是围绕采气盒一周的矩形管其宽度为2cm，高度为2cm，厚度为0.5cm的无底空心管。在紧贴煤壁时，上部两个注密封胶孔，下部一个注密封胶孔，通过孔向管内注射密封胶实现实测区域与四周隔离。

所述设备固定装置焊接于密封管四周，每条边上两个，向煤壁上打固定螺丝。

所述流量监测装置为数控管流量计，所述数控管流量计通过管道与采气盒连接。

井下工作面煤壁瓦斯涌出及采空区漏风实测方法，包括如下步骤：

a、固定设备：首先在煤壁面或采空区构筑物上选取合适的测试区域并将该区域简单打磨使其较为平整，随后将设备固定装置内的各个螺丝钉迅速打入煤壁内，使设备牢固地依附在煤壁上。

b、注胶密封：设备固定后，通过三个注胶孔向密封管注胶，首先将输胶管插入下部注胶孔使其完成密封管下部密封，当其密封完成后，依次通过上部左右两个注液孔完成密封管左右侧和上部的密封。