[发明专利]煤层注水孔内工况参数实时监测快速连接装置及方法

说明书

本发明公开了煤层注水孔内工况参数实时监测快速连接装置，包括数据监测单元、管路连接单元、防爆单元和密封单元，数据监测单元包括流量监测器、压力变送器、数字化监测仪，管路连接单元包括三通阴端快速接头、阴端快速接头、阳端快速接头和阴阳端快速接头，防爆单元包括防爆箱体，密封单元包括接头密封圈、流量监测防爆玻璃屏密封圈、数字化监测仪密封垫片和密封贴条，本发明还公开了煤层注水孔内工况参数实时监测快速连接方法，步骤A、将快速连接装置与矿井注水管网接通；步骤B、准备工作；步骤C、开始注水生成P—Q分析曲线；步骤D、结束注水。本发明可对注水孔内工况参数进行快速实时监测，是一种有效安全的连接装置及方法。

技术领域

本发明涉及煤矿水力化防灾监测技术，具体涉及一种煤层注水孔内工况参数快速实时监测装置及方法。

背景技术

我国煤矿资源赋存条件复杂，随着煤矿深部地段、高度机械化智能化开采模式的出现，煤层地应力、瓦斯压力及含量均显著增大，煤与瓦斯突出灾害是矿井面临的主要灾害。同时，煤层开采过程中产生大量粉尘污染作业环境，给职工职业健康带来威胁，而我国普遍采用煤层注水技术来从源头上降低粉尘的浓度，同时，煤层注水可软化煤体，改造煤体力学特性，降低煤层原始地应力，进而降低煤与瓦斯突出危险性。

目前，煤层开采前普遍利用中高压注水，所需压力比较大，注水管网通常使用具有规范孔径的快接高压油管，但与现有煤层注水孔内工况参数监测设备连接方式不匹配，管路布设通常需要较长时间，占用人工多，管理难度大，煤层内部结构复杂，在注水过程中由于缺乏对注水孔内压力、流量等工况参数的实时精准监测，一旦开始注水可能导致水流沿单一裂缝流失，而如果对流量-压力可以进行快速实时监测，则根据变化情况进行判断，当监测数据显示流量持续增加，而注水压力突然消失，即可判定注水失效，需要进行重新施工，以提高注水效果。

鉴于上述情况，急需一种对煤层注水孔内工况参数可以快速实时监测的装置，装置快速连接，实现快速精准监测，减少煤层注水人工、提高工作效率。

发明内容

本发明旨在提供一种快速高效的煤层注水孔内工况参数实时监测装置，对煤层注水孔内的流量—压力进行快速实时监测，判断注水效果，有效提高施工效率。

为此，本发明采用的技术方案为：煤层注水孔内工况参数实时监测快速连接装置，包括数据监测单元、管路连接单元、防爆单元和密封单元，数据监测单元包括流量监测器、压力变送器、数字化监测仪，管路连接单元包括三通快速接头、阴端快速接头、阳端快速接头和阴阳端快速接头，防爆单元包括防爆箱体，箱门对应流量监测器的显示仪盘处开有通孔，箱门对应数字化监测仪显示屏和按键处分别开有方孔，箱体左右两侧等高处开有供阴阳端快速接头的阴端接头通过的侧孔，箱体外上侧设置有提手，防爆箱体由内到外设置有防静电绝缘薄层、防爆纤维层、刚性保护层，所述密封单元包括用于侧孔处装配密封的接头密封圈、用于通孔处装配密封的流量监测防爆玻璃屏密封圈、用于方孔处装配密封的数字化监测仪密封垫片、用于密封箱门与箱体交接处的密封贴条，流量监测器位于管路连接单元上用于监测流量，压力变送器位于管路连接单元上用于监测压力，管路连接单元通过装配于两侧孔处的阴阳端快速接头与外部注水管网接通。

作为上述方案的优选，所述数字化监测仪配置有TFT显示屏幕、防水金属按键、TF存储卡、防爆电池、用于接收流量监测器数据的四芯航空插头、用于接收压力变送器数据的五芯航空插头，分别采用四芯和五芯航空插头有效防误接，接插方便，避免插接错误的情况发生，采用可拆卸的防爆电池，更换维修方便，可循环充电使用。

进一步优选为，所述三通快速接头配备有方形的固定铁板，用于将三通快速接头固定于箱体内右下方，所述流量监测器配备有固定条用于将流量监测器固定安装于箱体内左下方，使三通快速接头两侧端头与流量监测器的两侧端头处于水平连通状态，可以保障水流无阻力通过，提高监测数据精准度，所述数字化监测仪配备有固定壳用于将数字化监测仪固定连接于箱体内上方，箱体内部空间利用率高，内部设备安装固定牢固，安置合理。