專利名稱：煤礦回采采空區(qū)的氣體檢測(cè)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦氣體的檢測(cè)，特別是一種煤礦回采采空區(qū)的氣體檢測(cè)方 法及其裝置。
背景技術(shù)：
在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，煤礦回采工作面采空區(qū)的易自燃區(qū)域的氣體成分及 濃度對(duì)于安全生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是十分重要的，即對(duì)回采工作面采空區(qū)的易自燃區(qū) 域的煤層自燃監(jiān)測(cè)和對(duì)工作面內(nèi)有毒氣體逸出的監(jiān)測(cè)，是煤礦安全生產(chǎn)的一 個(gè)重要前提?；夭晒ぷ髅婷咳斩荚谕七M(jìn)，其采空區(qū)易自燃區(qū)域也隨著工作面 的移動(dòng)而移動(dòng)，因此監(jiān)測(cè)區(qū)域也要隨著工作面的推進(jìn)而動(dòng)態(tài)的改變。由于工 作面在回釆過(guò)程中，采空區(qū)頂部會(huì)垮塌及掉落大量的石塊，同時(shí)煤壁也有片 綁發(fā)生，加之采空區(qū)內(nèi)的氧氣成分較少，所以人員無(wú)法進(jìn)入采空區(qū)，當(dāng)然也 就無(wú)法利用人力直接進(jìn)行氣體成分的收集。盡管對(duì)回采工作面采空區(qū)的易自 燃區(qū)域的氣體檢測(cè)十分重要，但由于以上原因，目前還沒(méi)有很好的辦法對(duì)回 采工作面采空區(qū)內(nèi)的氣體進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種煤礦回采采空區(qū)的氣體檢測(cè)方法及其 裝置，它可以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的對(duì)煤礦回采采空區(qū)的氣體進(jìn)行采集，送到檢測(cè)中 心進(jìn)行氣體分析。
本發(fā)明解決上述問(wèn)題的思路是利用收集管對(duì)回采工作面采空區(qū)的氣體
4進(jìn)行收集。這里需要考慮以下問(wèn)題其一，由于現(xiàn)代化采煤技術(shù)的應(yīng)用，工 作面機(jī)械化水平較高，在監(jiān)測(cè)回采工作面采空區(qū)(主要是監(jiān)測(cè)采空區(qū)的易自 燃區(qū)域)時(shí)必須盡量減少對(duì)采煤生產(chǎn)的影響；其二，由于采空區(qū)的垮塌或掉 落，必須對(duì)采集管路有較好的保護(hù)方式。
本發(fā)明解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是所提供的煤礦回采采空區(qū)的氣體檢 測(cè)方法，其步驟是
1) 在煤礦回采區(qū)的回風(fēng)順槽中鋪設(shè)一根具有按設(shè)定距離排列的多個(gè)檢測(cè) 通孔的硬質(zhì)保護(hù)管，并使硬質(zhì)保護(hù)管的第一個(gè)檢測(cè)通孔位于采空區(qū)與工作面 的結(jié)合處；
2) 將多根氣體收集管插入上述硬質(zhì)保護(hù)管中，每個(gè)氣體收集管對(duì)應(yīng)一個(gè) 硬質(zhì)保護(hù)管檢測(cè)通孔，各個(gè)氣體收集管的一端分別從對(duì)應(yīng)的硬質(zhì)保護(hù)管檢測(cè) 通孔穿出，各個(gè)氣體收集管的另一端可選擇性的與硬質(zhì)保護(hù)管外部的氣體收 集總管連通，氣體收集總管的另一端與氣體收集器連通；
3) 檢測(cè)時(shí)，將硬質(zhì)保護(hù)管第一個(gè)檢測(cè)通孔所對(duì)應(yīng)的氣體收集管與氣體收 集總管連通，啟動(dòng)氣體收集器，實(shí)時(shí)收集采空區(qū)氣體，并送到檢測(cè)中心進(jìn)行 氣體分析；
4) 隨著回采工作面推移，當(dāng)采空區(qū)與工作面的結(jié)合處到達(dá)硬質(zhì)保護(hù)管第 二個(gè)檢測(cè)通孔的位置時(shí)，將硬質(zhì)保護(hù)管第二個(gè)檢測(cè)通孔所對(duì)應(yīng)的氣體收集管 與氣體收集總管連通，依次類推；
5) 當(dāng)?shù)谝桓操|(zhì)保護(hù)管完全進(jìn)入采空區(qū)后，再鋪設(shè)第二根硬質(zhì)保護(hù)管， 按步驟3)、 4)進(jìn)行，依次類推。
針對(duì)具有積水的工作面，上述氣體收集管的進(jìn)氣端可位于距采空區(qū)底面0.3米以上的高享，防止管路進(jìn)水。通常情況下，氣體收集管的進(jìn)氣端可位于 距采空區(qū)底面0. 3 0. 6米的高度即可。
本發(fā)明所提供的煤礦回采采空區(qū)的氣體檢測(cè)裝置具有一根鋪設(shè)在回風(fēng)順 槽中的硬質(zhì)保護(hù)管，該硬質(zhì)保護(hù)管延伸至采空區(qū)，硬質(zhì)保護(hù)管上按設(shè)定間距 設(shè)有檢測(cè)通孔，硬質(zhì)保護(hù)管內(nèi)裝有多根氣體收集管，每個(gè)氣體收集管對(duì)應(yīng)一 個(gè)硬質(zhì)保護(hù)管檢測(cè)通孔，各氣體收集管的一端分別從硬質(zhì)保護(hù)管上的檢測(cè)通 孔穿出，氣體收集管的另一端與硬質(zhì)保護(hù)管外部的氣體收集總管連接，氣體 收集總管的另一端與氣體收集器連通。
為了防止灰塵進(jìn)入收集管，可在硬質(zhì)保護(hù)管的檢測(cè)通孔端設(shè)置濾塵器， 氣體收集管的端口置于濾塵器內(nèi)。
為防止積水進(jìn)入，應(yīng)抬高氣體收集管的進(jìn)氣端口，為此可在檢測(cè)通孔處 裝設(shè)與硬質(zhì)保護(hù)管相通的硬質(zhì)豎管，濾塵器裝在硬質(zhì)豎管的端部，氣體收集 管的端口置于濾塵器中。
本發(fā)明采用了多段埋管技術(shù)，利用安全的回風(fēng)順槽鋪設(shè)采集管路，隨著 工作面的推進(jìn)，該采集管路逐漸進(jìn)入采空區(qū)，工作人員只需將氣體收集管依 次進(jìn)行換接即可，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作，而且所需維護(hù)人員少。人們無(wú) 需進(jìn)入危險(xiǎn)的正在回采的工作面采空區(qū)即可對(duì)采空區(qū)內(nèi)的氣體成分進(jìn)行有效 的動(dòng)態(tài)采集。


圖1是本發(fā)明的氣體檢測(cè)工作示意圖之一。 圖2是本發(fā)明的氣體檢測(cè)工作示意圖之二。 圖3是本發(fā)明氣體檢測(cè)裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示煤層1的兩側(cè)開(kāi)設(shè)有進(jìn)風(fēng)順槽2和回風(fēng)順槽3，工作人員在
工作面區(qū)域4內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)操作。硬質(zhì)保護(hù)管5采用鍍鋅水管，長(zhǎng)約150米， 鋪設(shè)在回風(fēng)順槽3中。硬質(zhì)保護(hù)管上鉆有三個(gè)檢測(cè)通孔51、 52、 53，第一個(gè) 檢測(cè)孔51位于硬質(zhì)保護(hù)管5的端部，相鄰檢測(cè)通孔的間距為50米，此間距 略大于該煤層易自燃區(qū)域與工作面的最遠(yuǎn)距離。在硬質(zhì)保護(hù)管5中穿入三根 軟質(zhì)收集管6，它們分別從三個(gè)檢測(cè)通孔穿出，每根收集管負(fù)責(zé)收集一個(gè)測(cè)點(diǎn) 的氣樣。三根收集管6通過(guò)轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)7可選擇性的與氣體收集總管8連通， 收集總管8與地面氣體收集器連接。
從煤體自燃發(fā)火過(guò)程看，可將采空區(qū)劃分為三個(gè)區(qū)域散熱區(qū)9、易自燃 區(qū)IO及窒熄區(qū)11。其中散熱區(qū)9由于漏風(fēng)強(qiáng)度較大，煤氧復(fù)合產(chǎn)生的熱量被 風(fēng)流很快帶走，煤溫不會(huì)升高，煤層不易自燃。易自燃區(qū)10內(nèi)由于煤體距離 工作面有一定距離，風(fēng)流小，其熱量發(fā)散比較慢，同時(shí)由于氧氣濃度較高， 煤溫容易升高而自燃。窒熄區(qū)ll內(nèi)由于煤體距離工作面較遠(yuǎn)，氧氣濃度非常 低，煤氧復(fù)合作用程度非常小，產(chǎn)生的極少量熱量也能通過(guò)煤體自然傳導(dǎo)散 發(fā)掉，也不易自燃。因此三個(gè)區(qū)域中，采空區(qū)的易自燃區(qū)域是最危險(xiǎn)的區(qū)域， 同時(shí)也是最有檢測(cè)意義的區(qū)域。
開(kāi)始檢測(cè)時(shí)，硬質(zhì)保護(hù)管5端部的第一個(gè)檢測(cè)通孔51位于采空區(qū)與工作 面的結(jié)合處，將第一個(gè)檢測(cè)通孔的氣體收集管與氣體收集總管8接通，其它 兩根收集管待用，此時(shí)，第一個(gè)檢測(cè)通孔51處的收集管端口就是第一個(gè)采樣 點(diǎn)。啟動(dòng)地面氣體收集器的氣泵，來(lái)自采空區(qū)的氣體通過(guò)氣體收集管和收集 總管被吸入氣體收集器內(nèi)，然后送到檢測(cè)中心進(jìn)行分析。剛開(kāi)始采集的是散熱區(qū)的氣體，這個(gè)過(guò)程較短，隨著工作面的推進(jìn)，第一個(gè)采樣點(diǎn)很快就進(jìn)入 易自然區(qū)IO，采集易自然區(qū)的氣體。
如圖2所示，隨著采掘工作面的推進(jìn)，易自燃區(qū)段10也隨之移動(dòng)。當(dāng)工 作面推進(jìn)50米后，將第二個(gè)檢測(cè)通孔52的氣體收集管與氣體收集總管8接 通，第一個(gè)檢測(cè)通孔51的氣體收集管廢棄，第三個(gè)檢測(cè)通孔53的氣體收集 管待用。當(dāng)工作面再推進(jìn)50米后，將第三個(gè)檢測(cè)通孔53的氣體收集管與氣 體收集總管8接通。當(dāng)采掘工作面又推進(jìn)50米時(shí)，敷設(shè)第二根硬質(zhì)保護(hù)管， 并將其中的第一個(gè)收集管與氣體收集器連通，依次類推，即可對(duì)采空區(qū)內(nèi)的 氣體進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)。硬質(zhì)保護(hù)管及氣體收集管可預(yù)先在順風(fēng)通道中總裝在一 起，這樣可以節(jié)約鋪設(shè)時(shí)間，并且不影響采掘生產(chǎn)和采樣工作的進(jìn)行。
圖3給出了本發(fā)明硬質(zhì)保護(hù)管及氣體收集管的總成結(jié)構(gòu)圖。硬質(zhì)保護(hù)管5 由多根2英寸鍍鋅水管通過(guò)管接頭連接而成，其上三個(gè)檢測(cè)通孔處裝有與硬 質(zhì)保護(hù)管相通的硬質(zhì)豎管54，硬質(zhì)豎管54的長(zhǎng)度一般為0. 3 0. 6米，本實(shí) 例的硬質(zhì)豎管長(zhǎng)度為0. 5米。在硬質(zhì)保護(hù)管5中裝有三根直徑為8毫米不同 標(biāo)記的軟質(zhì)氣體收集管6，三根氣體收集管6再分別穿入三根硬質(zhì)豎管54， 在硬質(zhì)豎管54的端部裝有濾塵器55，氣體收集管6的端口置于濾塵器55中。 為了進(jìn)一步保護(hù)采樣端口，在濾塵器55的外面可安裝一個(gè)帶孔花管。使用時(shí) 硬質(zhì)保護(hù)管鋪設(shè)在回風(fēng)順槽的底部，硬質(zhì)豎管靠在在回風(fēng)順槽的側(cè)壁，必要 時(shí)加裝固定卡。
權(quán)利要求
1、一種煤礦回采采空區(qū)的氣體檢測(cè)方法，其步驟是1)在煤礦回采區(qū)的回風(fēng)順槽中鋪設(shè)一根具有按設(shè)定距離排列的多個(gè)檢測(cè)通孔的硬質(zhì)保護(hù)管，并使硬質(zhì)保護(hù)管的第一個(gè)檢測(cè)通孔位于采空區(qū)與工作面的結(jié)合處；2)將多根氣體收集管插入上述硬質(zhì)保護(hù)管中，每個(gè)氣體收集管對(duì)應(yīng)一個(gè)硬質(zhì)保護(hù)管檢測(cè)通孔，各個(gè)氣體收集管的一端分別從對(duì)應(yīng)的硬質(zhì)保護(hù)管檢測(cè)通孔穿出，各個(gè)氣體收集管的另一端可選擇性的與硬質(zhì)保護(hù)管外部的氣體收集總管連通，氣體收集總管的另一端與氣體收集器連通；3)檢測(cè)開(kāi)始是將硬質(zhì)保護(hù)管第一個(gè)檢測(cè)通孔所對(duì)應(yīng)的氣體收集管與氣體收集總管連通，啟動(dòng)氣體收集器，實(shí)時(shí)收集采空區(qū)氣體，并送到檢測(cè)中心進(jìn)行氣體分析；4)隨著回采工作面推移，當(dāng)采空區(qū)與工作面的結(jié)合處到達(dá)硬質(zhì)保護(hù)管第二個(gè)檢測(cè)通孔的位置時(shí)，將硬質(zhì)保護(hù)管第二個(gè)檢測(cè)通孔所對(duì)應(yīng)的氣體收集管與氣體收集總管連通，依次類推；5)當(dāng)?shù)谝桓操|(zhì)保護(hù)管完全進(jìn)入采空區(qū)后，再鋪設(shè)第二根硬質(zhì)保護(hù)管，按步驟3)、4)進(jìn)行，依次類推。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體檢測(cè)方法，其特征是氣體收集管的進(jìn)氣端 位于距采空區(qū)底面0. 3米以上的高度。
3、 實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的煤礦回采采空區(qū)的氣體檢測(cè)裝置，其特征 是具有一根鋪設(shè)在回風(fēng)順槽中的硬質(zhì)保護(hù)管，該硬質(zhì)保護(hù)管延伸至采空區(qū)， 硬質(zhì)保護(hù)管上按設(shè)定間距設(shè)有檢測(cè)通孔，硬質(zhì)保護(hù)管內(nèi)裝有多根氣體收集管，每個(gè)氣體收集管對(duì)應(yīng)一個(gè)硬質(zhì)保護(hù)管檢測(cè)通孔，各氣體收集管的一端分別從 硬質(zhì)保護(hù)管上的檢測(cè)通孔穿出，氣體收集管的另一端與硬質(zhì)保護(hù)管外部的氣 體收集總管連接，氣體收集總管的另一端與氣體收集器連通。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體檢測(cè)裝置，其特征是所說(shuō)的硬質(zhì)保護(hù)管的檢測(cè)通孔端設(shè)置濾塵器，氣體收集管的端口置于濾塵器內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體檢測(cè)裝置，其特征是所說(shuō)的檢測(cè)通孔處裝 設(shè)與硬質(zhì)保護(hù)管相通的硬質(zhì)豎管，濾塵器裝在硬質(zhì)豎管的端部，氣體收集管 的端口置于濾塵器內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體檢測(cè)裝置，其特征是硬質(zhì)豎管的長(zhǎng)度為 0. 3 0. 6米。
全文摘要
本發(fā)明涉及煤礦回采采空區(qū)的氣體檢測(cè)方法及其裝置，可實(shí)時(shí)對(duì)煤礦回采采空區(qū)的氣體進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)。本發(fā)明是在煤礦回采區(qū)的回風(fēng)順槽中鋪設(shè)一根具有多個(gè)檢測(cè)通孔的硬質(zhì)保護(hù)管，并使硬質(zhì)保護(hù)管的第一個(gè)檢測(cè)通孔位于采空區(qū)與工作面的結(jié)合處，氣體收集管置于硬質(zhì)保護(hù)管中，并分別從檢測(cè)通孔穿出。檢測(cè)時(shí)第一個(gè)檢測(cè)通孔所對(duì)應(yīng)的氣體收集管與氣體收集總管連通，實(shí)時(shí)收集采空區(qū)的氣體，并送到檢測(cè)中心進(jìn)行氣體分析。當(dāng)回采工作面推進(jìn)一定距離后再將第二個(gè)檢測(cè)通孔所對(duì)應(yīng)的氣體收集管與氣體收集總管連通，當(dāng)硬質(zhì)保護(hù)管中的最后一個(gè)氣體收集管完成采集使命后鋪設(shè)下一根硬質(zhì)保護(hù)管，依次類推，即可實(shí)現(xiàn)采空區(qū)氣體的動(dòng)態(tài)檢測(cè)。
文檔編號(hào)E21B47/12GK101487388SQ20091002127
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者雷 萬(wàn), 毅 何, 吳建斌, 徐林生, 虎 文, 許延輝, 軍 鄧, 鄭學(xué)召, 礪 馬 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué);西安森蘭科貿(mào)有限責(zé)任公司