CN102607990A - 一种煤样瓦斯解吸速度全程自动测试方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤样瓦斯解吸速度全程自动测试方法和装置。具体涉及结构合理，方法简便，测量准确，数据可视化，成图直观化的煤样瓦斯解吸速度全程自动测试方法和装置。所述装置由煤样罐、解吸量管、液体收集器和智能模块组成。其特征在于，煤样罐通过导气管与解吸量管的进气管相连接，煤样解吸出的瓦斯进入解吸量管，相应地排出解吸量管里的液体，利用液体收集器收集排出的液体，通过电子天平全程监测液体收集器里的质量变化，并将质量变化和时间数据输送给智能模块并自动记录，根据m＝ρυ原理，将质量变化自动转化为体积变化，即为煤样解吸的瓦斯体积，从而自动得到煤样瓦斯解吸速度和解吸量。

Description

一种煤样瓦斯解吸速度全程自动测试方法和装置

技术领域

本发明的方法和装置涉及煤矿瓦斯解吸领域，具体涉及简单、自动、准确的瓦斯解吸过程全程自动测试和记录。

背景技术

瓦斯是成煤过程中的伴生物，只要开采煤炭就会有瓦斯出现，瓦斯是危害矿井安全生产的重要因素之一，也是煤矿中最为严重的灾害之一，据统计我国煤矿生产事故中70％以上是由瓦斯引起的。因此，无论是生产矿井、新建矿井或改扩建矿井，都必须掌握煤层中的瓦斯含量及分布规律。瓦斯含量是治理瓦斯的重要基础参数，也是瓦斯涌出量预测、瓦斯突出预测的重要基础依据，所以必须对煤层瓦斯含量有着清楚的了解和认识。

目前煤层瓦斯含量普遍采用瓦斯解吸法测定，该方法在井下解吸后，带回实验室解吸。是利用煤样罐采集煤样，通过排气管将解吸出来的瓦斯引到装有液体的量管，直接根据量管里气体体积读数来测得煤样瓦斯解吸量，并每间隔一定时间记录量管读数，连续读数2h或更长时间，测定过程需要有专门人员测量和读数，读数方法是读取相应时间对应量管上的刻度，并作相关记录，以备分析瓦斯解吸规律或反算煤样瓦斯残存量等。该方法不仅繁琐，实验时需要人员多，而且边看时间边读取量管上的刻度，不仅造成时间上的误差，也因人为和刻度原因而造成读数误差，若每次读取都存在误差，则测定的煤样瓦斯解吸速度和解吸量将不准确，不利于分析煤样瓦斯解吸规律，对指导现场瓦斯治理失去可靠基础参数；同时一个煤样瓦斯解吸过程少则2个小时以上，数据的读取和记录过程都由实验人员来完成，则会浪费大量时间和精力。

发明内容

本发明的目的是克服已有的技术中的不足之处，提供一种结构合理简单，方法简便，测量准确，数据可视化，成图直观化，使用效果好的煤样瓦斯解吸速度全程自动测试方法和装置。

本发明的技术方案：

本发明的一种煤样瓦斯解吸速度全程自动测试方法和装置，该装置由煤样罐、解吸量管、液体收集器和智能模块组成。其特征在于：煤样罐通过导气管与解吸量管的进气管相连接，煤样解吸出的瓦斯进入解吸量管，相应地排出解吸量管里的液体，利用液体收集器收集排出的液体，通过电子天平全程监测液体收集器里的质量变化，并将质量变化数据输送给智能模块，智能模块自动记录液体收集器里的质量随时间的变化情况，自动将质量变化转化为体积变化，体积随时间的变化则为煤样瓦斯解吸量随时间的变化情况，从而得到煤样瓦斯解吸速度和解吸量。

所述的解吸量管下部为固定底座，固定底座一端为进气管，另一端为排液管，固定底座的中间部分为液体入口通道。当进行解吸实验时，先将液体通过入口进入量管内，装好之后将密闭盖拧紧，再将解吸量管放正。

所述的液体收集器是将煤样解吸出的瓦斯进入解吸量管后对应排出的液体进行收集，其特征是内壁为网格状波纹结构，中间设有引流板，将液体引流到收集器的底部，与液体收集器下方相连接的是电子天平。电子天平在间隔时间将液体收集器的质量变化传送给智能模块。

所述的智能模块是间隔时间自动跟踪记录液体收集器的质量变化，并根据m＝ρυ原理，将记录的质量数据自动转化为体积数据，并将时间与体积的对应关系自动生成可视化曲线图，给出煤样瓦斯解吸速度和解吸量。

本发明的煤样瓦斯解吸速度全程自动测试方法：

a、通过液体通道将液体装到解吸量管里，之后放正解吸量管，把各个管路接好，关闭阀门，调试天平，启动智能模块。

b、在制备好的煤样放到煤样罐，并固定在固定座上，接上导气针头，打开阀门，煤样解吸出的瓦斯通过导气管进入解吸量管的解吸室里，相应地排出解吸量管里的液体，利用液体收集器收集排出的液体。

c、电子天平将液体收集器收集到的液体的质量变化传送给智能模块，智能模块自动根据m＝ρυ原理将质量变化转化为体积变化，即煤样解吸的瓦斯体积量。

d、根据需要，智能模块可以设置为不同的间隔时间记录一次数据，依据煤样瓦斯解吸的体积量和时间关系，可以全程自动测试和监测瓦斯解吸的基本情况，并自动得到煤样瓦斯解吸速度和解吸量。

本发明的有益效果是：

由上所述，本发明装置是采用全程自动测试和监测来进行煤样的瓦斯解吸，通过液体收集器收集煤样解吸瓦斯体积对应解吸量管里排出的液体，全程跟踪液体质量的变化，再根据m＝ρυ原理，将变化的液体质量转化为该液体的体积，所转化的液体体积即为对应时间里煤样解吸的瓦斯体积，这些转化及自动记录都通过智能模块进行。整个煤样解吸过程实现了自动测试和监测，不需要实验人员长时间的坐在仪器前读数和记录，节约了大量的时间和精力，同时也避免了人为间隔时间对照解吸量管刻度的读数造成时间上和读数上的误差。

因而本发明装置克服已有的煤样瓦斯解吸方法中的不足之处，采取煤样瓦斯解吸全程自动测试和监测方法。该方法简便，技术可靠，测量精度高，方法易掌握，数据可视化，成图直观化，且不需要测试人员长时间的跟踪数据采集而全程自动测试和记录；该装置结构简单，操作容易，工作效益高，成本低，测试方便，具有广泛的适用性和推广应用价值。

附图说明

图1是本发明装置的总体结构示意图。其中有固定座1、固定螺杆2、煤样罐3、煤样罐盖4、导气针头5、导气橡皮管6、控制阀7、连接管8、进气管9、固定底座10、通道阀11、通道12、液体13、刻度14、解吸室15、解吸量管16、排液管17、连接管18、导流管19、控制阀20、导流口21、导流板22、液体收集器23、智能模块24、电子天平25、数据传输线26。

具体实施方式

参看图1。采用本发明煤样瓦斯解吸自动测试方法和装置，具体实施分为实验室实施和煤矿井下实施。

实施例1：实验室煤样瓦斯解吸实施方式

(1)把液体装入解吸量管16，之后放正解吸量管，连接好导气橡皮管6，接上导流管19，关闭控制阀7和20，连接好数据传输线26，调试好电子天平25，启动智能模块24。

(2)自制煤样，煤样粒度根据研究目的而确定，将制好的煤样装入煤样罐3，立即拧紧煤样罐盖4，把煤样罐3固定在固定座1上，将导气针头5***煤样罐盖上部的压垫。

(3)同时打开控制阀7和20，智能模块24全程自动测试和监测煤样瓦斯解吸过程。自动记录，自动成图，数据可视化，成图直观化。

实施例2：煤矿井下打钻取煤芯瓦斯解吸实施方式：

(1)在煤矿井下打钻取煤芯位置周围找一个相对平坦的地方，放下装置，把液体装入解吸量管16，之后放正解吸量管，连接好导气橡皮管6，接上导流管19，关闭控制阀7和20，连接好数据传输线26，调试好电子天平25，启动智能模块24。

(2)按照预定煤层位置，打钻取煤芯，接入煤样罐，立即拧紧煤样罐盖，将导气针头***煤样罐盖上部的压垫，同时记录煤样解吸测定前的煤样暴露时间T1。

(3)同时打开控制阀7和20，智能模块24全程自动测试和监测煤样瓦斯解吸过程。

(4)智能模块24中输入煤样解吸测定前的煤样暴露时间T1，根据自动记录的数据，可计算瓦斯解吸速度和井下解吸量。

Claims (5)

1.一种煤样瓦斯解吸速度全程自动测试方法和装置，其由煤样罐(2)、解吸量管(16)、液体收集器(23)和智能模块(24)组成。

2.根据权利要求1所述的方法和装置，所述的解吸量管(16)的下部为固定底座(10)，固定底座(10)一端为进气管(9)，另一端为排液管(17)，固定底座(10)的中间部分为液体入口通道(12)。

3.根据权利要求1所述的方法和装置，所述的液体收集器(23)是将煤样解吸出的瓦斯进入解吸量管(16)后对应排出的液体进行收集，其特征在于所述的液体收集器(23)内壁为网格状波纹结构，中间设有引流板(22)，将液体引流到收集器的底部，与液体收集器下方相连接的是电子天平(25)。

4.根据权利要求1所述的方法和装置，所述的智能模块(24)是间隔时间自动跟踪记录液体收集器(23)的质量变化，并根据m＝ρυ原理，将记录的质量数据自动转化为体积数据，并将时间与体积的对应关系自动生成可视化曲线图，给出煤样瓦斯解吸速度和解吸量。

5.根据权利要求1所述的方法和装置，其特征在于：煤样罐(3)通过导气管(6)与解吸量管(16)的进气管(9)相连接，解吸量管(16)排出的液体通过排液管(17)排放到液体收集器(23)里，液体收集器(23)通过电子天平(25)全程监测液体收集器里(23)的质量变化，并将质量变化数据输送给智能模块(24)，智能模块(24)自动记录液体收集器(23)里的质量随时间的变化情况，自动将质量变化转化为体积变化，体积随时间的变化则为煤样瓦斯解吸量随时间的变化情况。

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