[发明专利]一种煤矿井下一站式瓦斯含量测定装置及测定方法

说明书

一种煤矿井下一站式瓦斯含量测定装置及测定方法，在本安腔中设置本安工控机，在隔爆腔中设置电子流量传感器Ⅰ～Ⅲ、电磁阀Ⅰ～Ⅳ以及连接网线和防爆气管；破碎系统通过气动马达带动。本发明利用本安工控机来采集和显示电子流量传感器Ⅰ～Ⅲ、气体压力传感器以及温度传感器检测到的各项参数，三个档位的电子流量传感器Ⅰ～Ⅲ在感知不同流量范围的瓦斯后，通过本安工控机控制系统中电磁阀Ⅰ～Ⅳ的开闭和启停，对电子流量传感器Ⅰ～Ⅲ进行切换。本安工控机传递数据和信号到井下基站，井下基站将井下测量的结果直接发送至地面中央控制室。本发明能够实现井下一站式测定瓦斯含量，可大幅度提高煤矿井下煤层瓦斯含量测定的效率。

技术领域

本发明涉及一种瓦斯测定，具体是一种煤矿井下一站式瓦斯含量测定装置及测定方法，属于煤矿瓦斯灾害防治技术领域。

背景技术

煤层瓦斯含量是瓦斯涌出量预测、瓦斯灾害防治、瓦斯抽采效果评估和煤与瓦斯突出危险性预测的重要参数，目前我国制定有国家标准《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》(GB/T 23250-2009)，以及《国有煤矿瓦斯治理规定》，保障煤矿井下的安全生产。

目前，已公开的专利文献，例如中国发明专利2014年5月7日公开的一种公开号为CN103776722A的“负压环境下取样的煤层瓦斯含量测试方法”，矿井瓦斯含量测定设备分为井上井下两套，成本过高，对瓦斯测量的场地大部分在地面实验室，测量周期过长，且在运输过程中瓦斯易散失，造成测量结果偏小，误差较大，影响工作效率和读数可靠性。

中国发明专利2015年9月28日公开的一种公开号为CN105606480A的“一种自动化煤层可解吸瓦斯含量直接测定装置”，该装置采用排水称重法，解吸出的瓦斯气体产生气泡，会导致水面起伏不定，影响读数的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤矿井下一站式瓦斯含量测定装置及测定方法，可全自动实时测定不同梯度的瓦斯流量，省去人工读数的不可靠性，同时还能满足大流量和微小流量瓦斯的精准计量，测量误差小，测量范围广。

为了实现上述目的，本发明提供一种煤矿井下一站式瓦斯含量测定装置，包括煤样罐以及设置在煤样罐中的破碎系统，还包括本安腔和隔爆腔，在本安腔中设置本安工控机，在隔爆腔中设置电子流量传感器Ⅰ、电子流量传感器Ⅱ、电子流量传感器Ⅲ、电磁阀Ⅳ、电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ、电磁阀Ⅲ以及连接网线和防爆气管；煤样罐与安装在煤样罐底部的气动破碎机采用机械旋转密封连接，破碎系统通过气动破碎机内部设置的气动马达带动，在煤样罐的上端安装金属过滤网，金属过滤网通过防爆气管连接三通接头Ⅰ的进口，三通接头Ⅰ的第一出口连接电磁阀Ⅰ的进口，三通接头Ⅰ的第二出口连接三通接头Ⅱ的进口，三通接头Ⅱ的第一出口连接电磁阀Ⅱ的进口，三通接头Ⅱ的第二出口连接电磁阀Ⅲ的进口，电磁阀Ⅰ的出口通过防爆气管连接电子流量传感器Ⅰ的进口，电磁阀Ⅱ的出口通过防爆气管连接电子流量传感器Ⅱ的进口，电磁阀Ⅲ的出口通过防爆气管连接电子流量传感器Ⅲ的进口，电子流量传感器Ⅰ、电子流量传感器Ⅱ、电子流量传感器Ⅲ的出口共同汇集到电子流量传感器出气口并将瓦斯排出隔爆腔，电子流量传感器Ⅰ、电子流量传感器Ⅱ、电子流量传感器Ⅲ通过网线汇集连接本安工控机，本安工控机通过网线连接电磁阀Ⅳ，电磁阀Ⅳ的进气口通过防爆气管连接井下动力气源，电磁阀Ⅳ的出气口通过防爆气管连接气动马达进气口，气动马达出气口负责排出气源；本安工控机通过检测电子流量传感器Ⅰ、电子流量传感器Ⅱ、电子流量传感器Ⅲ的瓦斯流量来控制电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ、电磁阀Ⅲ、电磁阀Ⅳ的开启与关闭；

本安工控机分别连接无线发射器、温度传感器和气体压力传感器；无线发射器传输数据至井下基站，温度传感器和气体压力传感器实时感知作业环境的温度和大气压力；

电池箱通过矿用防爆电缆连接至本安腔上的航空插头，航空插头连接本安工控机；

电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ、电磁阀Ⅲ、电磁阀Ⅳ和本安工控机之间的通讯使用网线，并且电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ、电磁阀Ⅲ、电磁阀Ⅳ通过网线从隔爆腔经过穿箱端子连接至本安腔的本安工控机，井下基站接收来自一站式测量装置的数据，并通过井下高速通讯网络传送到地面中央控制室。