一種簡便式采空區(qū)束管取氣裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種簡便式采空區(qū)束管取氣裝置及方法，本發(fā)明的裝置主要包括：瓦斯抽采管路、Φ219干管、7個六分球閥、流量計、連接管、放水管、取樣連接管、膠皮管、唧筒、干管與束管的連接管、4根束管、預埋干管、軟管，本發(fā)明的方法是利用瓦斯抽采管路內的負壓從采空區(qū)內抽取氣體，在抽采管路的負壓帶動下，采空區(qū)內的氣體通過束管通道進入Φ219內，然后利用唧筒通過膠皮管連接抽取Φ219中適量的氣體，抽出的氣體利用取樣袋分別進行密封收集，最后應用氣相色譜儀分析，得出采空區(qū)中各種氣體濃度變化規(guī)律，以此判斷采空區(qū)內遺煤自燃“三帶”的位置及范圍。該裝置及方法具有安全、高效、簡便、節(jié)約能源的特點。
【專利說明】一種簡便式采空區(qū)束管取氣裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種取氣裝置及方法，尤其涉及礦井采空區(qū)內氣體采集的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]采空區(qū)預埋束管取氣分析是研宄采空區(qū)遺煤氧化分布規(guī)律，確定工作面采空區(qū)遺煤自燃“三帶”分布范圍的主要手段。
[0003]目前，我國絕大部分礦井采空區(qū)預埋束管取氣都是利用專用的防爆型抽氣泵產生的負壓，通過束管來抽取采空區(qū)內的氣體。這種方法雖然能夠直接解決采空區(qū)取氣問題，但是抽氣泵取氣系統(tǒng)存在很多缺點:
[0004]1、由于抽氣泵屬于電氣設備，在井下使用電氣設備要求非常嚴格，必須是專用的隔爆型抽氣泵才允許使用，而專用的防爆型抽氣泵價格比較昂貴。
[0005]2、井下工作面環(huán)境條件非常惡劣，距離地面遠，而抽氣泵又是非常笨重(重達300公斤左右)，因此，從地面運送抽氣泵到井下工作面合適的位置非常麻煩。
[0006]3、抽氣泵需要專用的380V電源，取氣系統(tǒng)距離電源比較遠，現場接電十分困難，需要拉上幾百米甚至千米的電纜線路，所以若用抽氣泵工作時，不僅需要使用昂貴的專用電纜和專用的電源開關接電，而且還消耗一定的電能，另外還涉及到電氣安全問題，存在一定的安全隱患。
【發(fā)明內容】
[0007]本發(fā)明的目的是解決利用抽氣泵取氣存在的不足問題，提供一種節(jié)能、高效、實用性強、安全性高的簡便式采空區(qū)束管取氣裝置及方法。
[0008]本發(fā)明所采用的技術方案:本發(fā)明的裝置主要包括:瓦斯抽采管路、Φ219干管、7個六分球閥、流量計、連接管、放水管、取樣連接管、膠皮管、唧筒、干管與束管的連接管、4根束管、預埋干管、軟管，所述Φ219干管通過連接管與瓦斯抽采管路連接；所述連接管上布置流量計和六分球閥；所述Φ219干管底部布置放水管；所述放水管處布置六分球閥；所述預埋干管與軟管連接，其內部的每根束管一端布置在對應的采空區(qū)抽采點處，另一端連接在干管與束管的連接管上；所述干管與束管的連接管上布置六分球閥；所述唧筒通過膠皮管與Φ219干管上的取樣連接管連接；所述取樣連接管上布置六分球閥。
[0009]本發(fā)明在現場具體實施方法如下:
[0010](I)連接管路:關閉所有六分球閥，將布置在預埋干管內的4根束管分別與Φ219干管連接，再將Φ219干管通過連接管與瓦斯抽采管路連接；
[0011](2)確定流量:先打開干管與I號束管連接管上的六分球閥，再緩慢打開連接管上六分球閥，觀察流量計的讀數，依據流量計的讀值，確定連接管上六分球閥的開度，以防止流量過大，引起采空區(qū)內氣體紊亂，對“三帶”研宄造成影響；
[0012](3)排盡余氣:為了確保把Φ219干管和采空區(qū)預埋束管內殘留氣體完全排盡，必須根據流量計讀值對抽氣時間進行估算；
[0013](4)排盡積水:打開Φ219干管底部放水管上的六分球閥，將Φ219干管內的積水完全排盡，再關閉該六分球閥；
[0014](5)采集氣體:關閉連接管上的六分球閥，打開取樣連接管上的六分球閥，利用礦用專用唧筒抽取Φ219干管內的氣體；
[0015](6)采空區(qū)其他抽采點氣體的采集:關閉干管與I號束管連接管上的六分球閥，打開干管與2號束管連接管上的六分球閥，重復以上(3)、(4)、(5)的步驟，可以抽取2號采空區(qū)抽采點的氣體，以此類推，也可以很方便的抽取另外3、4號采空區(qū)抽采點的氣體；
[0016](7)收集與記錄:抽出的氣體利用取樣袋分別進行密封收集，并記錄好取樣的日期、時間和地點；
[0017](8)氣體分析:最后應用氣相色譜儀分析，得出采空區(qū)中各種氣體濃度變化規(guī)律；
[0018](9)判斷“三帶”:根據氣體分析的結果，判斷采空區(qū)內遺煤自燃“三帶”的位置及范圍。
[0019]本發(fā)明的有益效果:該裝置及方法通過利用瓦斯抽采管路的負壓做為取氣的動力來源，比以往的抽氣泵系統(tǒng)具有安全、高效、簡便、節(jié)約能源的特點，為工作面采空區(qū)煤自燃“三帶”的研宄過程節(jié)約了大量的人力、物力和財力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明在采空區(qū)取氣結構示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明鉆場(A)部位的放大示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明干管與束管連接處的1-1剖面示意圖。
[0023]圖中:1 一瓦斯抽采管路，2 — Φ219干管，3—流量計，4 一連接管上六分球閥，5—連接管，6—放水管，7—放水管上六分球閥，8—取樣連接管，9一取樣管上六分球閥，10—膠皮管，11—唧筒，12—唧筒與取樣袋連接口，13—干管與I號束管的連接管，14—干管與2號束管的連接管，15—干管與3號束管的連接管，16—干管與4號束管的連接管，17?20—干管與I?4號束管連接管上六分球閥，21?24 — I?4號束管，25—預埋干管，26?33—I?8號米空區(qū)的抽米點，34—米空區(qū)，35—鉆孔，36—進風巷，37—回風巷，38—鉆場，39—軟管，40—工作面。
具體操作方式:
[0024]下面結合附圖與具體實例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0025]實施例1:如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的裝置主要包括:瓦斯抽采管路(1)、Φ219干管(2)、7個六分球閥(4、7、9、17?20)、流量計(3)、連接管(5)、放水管(6)、取樣連接管(8)、膠皮管(10)、唧筒(11)、干管與束管的連接管(13?16)、4根束管(21?24)、預埋干管(25)、軟管(39)，所述Φ219干管(2)通過連接管(5)與瓦斯抽采管路(I)連接；所述連接管(5)上布置流量計(3)和六分球閥(4);所述Φ219干管(2)底部布置放水管(6);所述放水管(6)處布置六分球閥(7);所述預埋干管(25)與軟管(39)連接，其內部的每根束管(21?24) —端布置在對應的采空區(qū)抽采點(26?29)處，另一端連接在干管與束管的連接管(13?16)上；所述干管與束管的連接管(13?16)上布置六分球閥(17?20);所述唧筒(11)通過膠皮管(10)與Φ219干管(2)上的取樣連接管(8)連接；所述取樣連接管(8)上布置六分球閥(9)。
[0026]關閉所有六分球閥(4、7、9、17?20)，將布置在預埋干管(25)和軟管(39)內的4根束管(21?24)分別與Φ 219干管⑵連接，再將Φ 219干管⑵通過連接管(5)與瓦斯抽采管路(I)連接。然后打開干管與I號束管連接管上的六分球閥(17)，再緩慢打開連接管上六分球閥(4)，觀察流量計的讀數，依據流量計的讀值，確定連接管上六分球閥(4)的開度，以防止流量過大，引起采空區(qū)(34)內氣體紊亂，對“三帶”研宄造成影響。
[0027]依據流量計(3)的流量讀值和采空區(qū)預埋束管(21?24)的長度，估算抽氣時間。必須保證足夠的抽氣時間，以確保把Φ219干管(2)和采空區(qū)預埋束管(21?24)內殘留氣體完全排盡，因為裝置的目的是為了獲取采空區(qū)(34)內的氣體。在取氣過程中，由于采空區(qū)(34)內地質條件復雜，Φ219干管⑵內可能會有積水，可以通過打開Φ219干管(2)底部的放水管上六分球閥(7)進行放水。最后關閉連接管上的六分球閥(4)，打開取樣連接管上的六分球閥(9)，利用礦用唧筒(11)抽取Φ219干管⑵內的氣體。
[0028]關閉干管與束管連接管上的六分球閥(17、19、20)，打開干管與2號束管連接管上的六分球閥(18)，重復以上步驟，可以抽取2號采空區(qū)抽采點(27)的氣體，以此類推，也可以很方便的抽取另外3、4號采空區(qū)抽采點的氣體(28、29)。抽出的氣體利用取樣袋分別進行密封收集，并記錄好取樣的日期、時間和地點。最后應用氣相色譜儀分析，得出采空區(qū)
(34)中各種氣體濃度變化規(guī)律，以此判斷采空區(qū)(34)內遺煤自燃“三帶”的位置及范圍。
[0029]實施例2:如圖1、圖2和圖3所示，對采空區(qū)(34)煤自燃“三帶”研宄時，為了減少試驗誤差，通常在采空區(qū)(34)內上、下側分別預埋4根束管(21?24)對8個不同采空區(qū)抽采點(26?33)進行氣體取樣。因此，還需對采空區(qū)(34)上側的4個采空區(qū)抽采點(30?33)進行氣體取樣，其氣體取樣的裝置和方法與實例I相同。
【權利要求】
1.一種簡便式采空區(qū)束管取氣裝置及方法，本發(fā)明的裝置主要包括:瓦斯抽采管路(1)、Φ219干管(2)、7個六分球閥(4、7、9、17?20)、流量計(3)、連接管(5)、放水管(6)、取樣連接管(8)、膠皮管(10)、唧筒(11)、干管與束管的連接管(13?16)、4根束管(21?24)、預埋干管(25)、軟管(39)，所述Φ219干管(2)通過連接管(5)與瓦斯抽采管路(I)連接；所述連接管(5)上布置流量計(3)和六分球閥(4);所述Φ219干管(2)底部布置放水管出)；所述放水管(6)處布置六分球閥(7);所述預埋干管(25)與軟管(39)連接，其內部的每根束管(21?24) —端布置在對應的采空區(qū)抽采點(26?29)處，另一端連接在干管與束管的連接管(13?16)上；所述干管與束管的連接管(13?16)上布置六分球閥(17?20);所述唧筒(11)通過膠皮管(10)與Φ219干管⑵上的取樣連接管⑶連接；所述取樣連接管(8)上布置六分球閥(9)。
2.據權利要求1所述的一種簡便式采空區(qū)束管取氣裝置及方法，其特征在于:本發(fā)明在現場具體實施方法如下: (1)連接管路:關閉所有六分球閥(4、7、9、17?20)，將布置在預埋干管(25)內的4根束管(21?24)分別與Φ 219干管⑵連接，再將Φ 219干管⑵通過連接管(5)與瓦斯抽采管路(I)連接； (2)確定流量:先打開干管與I號束管連接管上的六分球閥(17)，再緩慢打開連接管上六分球閥(4)，觀察流量計的讀數，依據流量計的讀值，確定連接管上六分球閥(4)的開度，以防止流量過大，引起采空區(qū)(34)內氣體紊亂，對“三帶”研宄造成影響； (3)排盡余氣:為了確保把Φ219干管(2)和采空區(qū)(34)預埋束管(25)內殘留氣體完全排盡，必須根據流量計(3)讀值對抽氣時間進行估算； (4)排盡積水:打開Φ219干管(2)底部放水管上的六分球閥(7)，將Φ219干管(2)內的積水完全排盡，再關閉該六分球閥(7); (5)采集氣體:關閉連接管上的六分球閥(4)，打開取樣連接管上的六分球閥(9)，利用礦用專用唧筒(11)抽取Φ219干管⑵內的氣體； (6)采空區(qū)其他抽采點(27?29)氣體的采集:關閉干管與I號束管連接管上的六分球閥(17)，打開干管與2號束管連接管上的六分球閥(18)，重復以上(3)、(4)、(5)的步驟，可以抽取2號采空區(qū)抽采點(27)的氣體，以此類推，也可以很方便的抽取另外3、4號采空區(qū)抽采點(28、29)的氣體； (7)收集與記錄:抽出的氣體利用取樣袋分別進行密封收集，并記錄好取樣的日期、時間和地點； (8)氣體分析:最后應用氣相色譜儀分析，得出采空區(qū)(34)中各種氣體濃度變化規(guī)律； (9)判斷“三帶”:根據氣體分析的結果，判斷采空區(qū)(34)內遺煤自燃“三帶”的位置及范圍。
【文檔編號】E21F7/00GK104453982SQ201410633078
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權日:2014年10月30日
【發(fā)明者】唐明云, 戴廣龍, 韓柏青, 周亮, 秦汝祥, 賀正茂, 吳彬, 尹曉雷, 高盼軍, 郎嘉琪 申請人:安徽理工大學, 國投新集劉莊礦業(yè)有限公司