一種利用示蹤氣體判斷小煤柱漏風(fēng)程度的裝置及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤礦安全檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種利用示蹤氣體判斷小煤柱漏 風(fēng)程度的裝置及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤炭自燃是我國煤炭開采過程中的主要自然災(zāi)害之一，在國家的一些大型煤礦 中，超過一半的礦井存在煤炭自燃的危險，而且煤炭自燃所引起的火災(zāi)占礦井火災(zāi)總數(shù)的 90%以上。我國在長壁工作面中開采中，大多采用留設(shè)大寬度煤柱實(shí)現(xiàn)區(qū)段之間開采，從而 浪費(fèi)了寶貴的煤炭資源。目前煤礦采用留設(shè)小煤柱取代早期的大寬度煤柱，以減少煤炭資 源的損失，但小煤柱易導(dǎo)致自身發(fā)生塑性破壞，引起節(jié)理裂隙發(fā)育，甚至破碎，尤其是在深 部開采時，地應(yīng)力大，更容易導(dǎo)致預(yù)留小煤柱破碎，造成漏風(fēng)供氧，極易引發(fā)煤柱自然發(fā) 火以及相鄰采空區(qū)自然發(fā)火，不僅威脅井下作業(yè)人員的生命安全，而且造成煤炭資源、井下 設(shè)施、機(jī)電設(shè)備的巨大損失。因此研宄小煤柱漏風(fēng)狀況，判斷小煤柱預(yù)留合理尺寸具有重要 意義。
[0003] 示蹤氣體用于礦井通風(fēng)測量由來已久，已有大量文獻(xiàn)報道并設(shè)計了能連續(xù)穩(wěn)定 地釋放示蹤氣體的裝置，例如王春生設(shè)計了一種釋放示蹤氣體的裝置（黑龍江科技信息， 2007,21 :33)，該裝置能連續(xù)穩(wěn)定地釋放示蹤氣體，但是所設(shè)計裝置均將示蹤氣體如六氟化 硫（SF6)釋放到小煤柱表面外部空間中，由于SF6是外部釋放，不能有效辨別是巷道施工缺 陷造成的漏風(fēng)還是由于小煤柱破裂產(chǎn)生的漏風(fēng)，同時上述方法僅能研宄現(xiàn)存小煤柱漏風(fēng)狀 況，對于相同生產(chǎn)條件下不同厚度小煤柱漏風(fēng)情況不能進(jìn)行有效判斷，從而不能有效判斷 小煤柱預(yù)留尺寸是否合理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用示蹤氣體判斷小煤柱漏風(fēng)程 度的裝置，采用簡單化的檢測方法，小型化的檢測設(shè)備，有利于準(zhǔn)確判斷小煤柱漏風(fēng)程度。 本發(fā)明另一目的是提供上述利用示蹤氣體判斷小煤柱漏風(fēng)程度的裝置的使用方法。
[0005] 一種利用示蹤氣體判斷小煤柱漏風(fēng)程度的裝置，包括示蹤氣體鋼瓶、減壓閥、穩(wěn)壓 閥、穩(wěn)流閥、流量計、四通管、球閥一、球閥二、球閥三、連接導(dǎo)管、外部導(dǎo)管、外殼、外部導(dǎo)管 連接口、防塵蓋一和防塵蓋二，所述四通管包括管臂一、管臂二、管臂三和管臂四，所述示蹤 氣體鋼瓶頂部設(shè)有所述減壓閥，所述減壓閥、所述穩(wěn)壓閥、所述穩(wěn)流閥、所述流量計和所述 管臂一的接口通過連接導(dǎo)管依次連接，所述管臂四的接口與所述外部導(dǎo)管連接口固定連 接，所述外部導(dǎo)管通過所述外部導(dǎo)管連接口與所述管臂四的接口連接，所述球閥一設(shè)置在 所述管臂一內(nèi)部、所述球閥二設(shè)置在所述管臂二內(nèi)部、所述球閥三設(shè)置在所述管臂三內(nèi)部， 所述管臂二和所述管臂三的接口分別與所述外殼的兩側(cè)固定連接，所述外殼上與所述管臂 二和所述管臂三的接口相對應(yīng)處分別開設(shè)有開口 一和開口二，所述示蹤氣體鋼瓶和所述四 通管均設(shè)置在外殼內(nèi)部，所述開口一和所述開口二部位分別安裝防塵蓋一和防塵蓋二。
[0006] 本發(fā)明所述的利用示蹤氣體判斷煤柱漏風(fēng)程度的裝置，其中，所述球閥一、所述球 閥二和所述球閥三分別設(shè)置在距離所述四通管的中心5-lOcm處。
[0007] 本發(fā)明所述的利用示蹤氣體判斷煤柱漏風(fēng)程度的裝置，其中，所述外殼的底部安 裝有伸縮支架。
[0008] 一種利用示蹤氣體判斷煤柱漏風(fēng)程度的裝置的使用方法，包括如下步驟：
[0009] (a)在所測小煤柱中鉆鉆孔，鉆孔深度根據(jù)實(shí)際測量需要而定；
[0010] (b)將外部導(dǎo)管部分插入步驟中所述鉆孔之中，所插入深度離所述鉆孔底部 3-10cm，并對鉆孔開口進(jìn)行密封；
[0011] (c)關(guān)閉球閥二和球閥三，打開減壓閥，穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥、流量計、球閥一，將一定量 的示蹤氣體充入所鉆鉆孔之中，所釋放示蹤氣體量SF6S 10-30ml ;
[0012] (d)關(guān)閉減壓閥，穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥、流量計、球閥一，若巷道左側(cè)送時風(fēng)，打開防塵蓋 一以及球閥二，若巷道右側(cè)送風(fēng)時，打開防塵蓋一以及球閥三，利用巷道送風(fēng)風(fēng)壓促進(jìn)所述 示蹤氣體向煤柱的滲透，該狀態(tài)持續(xù)時間為10_60min，在所鉆孔煤柱相鄰工作面的密閉墻 后檢測SF6&度變化，每間隔規(guī)定時間取樣一次，對空氣組分進(jìn)行檢測，確定所述示蹤氣體 SF6的濃度，并以此判斷煤柱漏風(fēng)情況。
[0013] 本發(fā)明有益效果：
[0014] 本發(fā)明提供的利用示蹤氣體判斷小煤柱漏風(fēng)程度的裝置，可實(shí)現(xiàn)示蹤氣體的定量 釋放，將示蹤氣體釋放入煤柱鉆孔中，并利用巷道風(fēng)壓將示蹤氣體滲透入煤柱內(nèi)部，可利用 鉆孔深度的不同研宄不同厚度煤柱漏風(fēng)狀況，且裝置簡單輕便，成本低，容易操作。
[0015] 本發(fā)明提供的利用示蹤氣體判斷小煤柱漏風(fēng)程度的裝置，所述球閥一、所述球閥 二和所述球閥三分別設(shè)置在距離所述四通管的中心5-lOcm處，有利于示蹤氣體的滲透，易 于操作，便于維修。
[0016] 本發(fā)明提供的利用示蹤氣體判斷小煤柱漏風(fēng)程度的裝置的使用方法，能夠有效判 斷相同生產(chǎn)條件下不同厚度小煤柱漏風(fēng)情況，從而有效判斷小煤柱預(yù)留尺寸是否合理，具 有作業(yè)量小，檢測時間短，操作簡單，安全性好等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明所述的利用示蹤氣體判斷煤柱漏風(fēng)程度的裝置的主視圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明所述的利用示蹤氣體判斷煤柱漏風(fēng)程度的裝置的俯視圖；
[0019] 圖3為不同厚度煤柱SF6氣體變化曲線圖。
[0020] 下面將結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 如圖1，圖2和圖3所示，一種利用示蹤氣體判斷煤柱漏風(fēng)程度的裝置，包括示蹤氣 體鋼瓶1、減壓閥2、穩(wěn)壓閥3、穩(wěn)流閥4、流量計5、四通管6、球閥一 7、球閥二8、球閥三9、 連接導(dǎo)管10、外部導(dǎo)管11、外殼12、外部導(dǎo)管連接口 13、防塵蓋一 14、防塵蓋二15、伸縮支 架16,四通管6包括管臂一 61、管臂二62、管臂三63和管臂四64 ;示蹤氣體鋼瓶1頂部設(shè) 有減壓閥2 ;減壓閥2、穩(wěn)壓閥3、穩(wěn)流閥4、流量計5和管臂一 61的接口通過連接導(dǎo)管10依 次連接；管臂四64的接口與外部導(dǎo)管連接口 13固定連接；外部導(dǎo)管11通過外部導(dǎo)管連接 口 13與管臂四64的接口連接，外部導(dǎo)管11可以摘除；球閥一 7設(shè)置在管臂一 61內(nèi)部、球 閥二8設(shè)置在管臂二62內(nèi)部、球閥三9設(shè)置在管臂三63內(nèi)部，球閥一 7、球閥二8、球閥三 9分別設(shè)置在距離四通管6的中心5-lOcm處；管臂二62和管臂三63的接口分別與外殼12 的兩側(cè)固定連接，外殼12上與管臂二62和管臂三63的接口相對應(yīng)處分別開設(shè)有開口一和 開口二，開口一和開口二部位分別安裝防塵蓋一 14、防塵蓋二15 ;示蹤氣體鋼瓶1、四通管 6均設(shè)置在外殼12內(nèi)部；外殼12上設(shè)有流量計5,外殼12的底部安裝有伸縮支架，管臂一 61和管臂四64內(nèi)徑為3-5cm，長度為20-30cm，管臂二62和管臂三63內(nèi)徑為5-8cm，長度 為40-50cm。本實(shí)施例中四通管6的管壁一 61、管壁四64主要目的是將SF6釋放到外部導(dǎo) 管中，管壁二62、管壁三63主要目