專利名稱：一種煤礦井下移動(dòng)式氣體束管采樣監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種煤礦井下移動(dòng)式氣體束管采樣監(jiān)測(cè)裝置，屬煤礦井下火災(zāi)氣 體束管采樣、安全監(jiān)測(cè)設(shè)備和方法的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤層自燃火災(zāi)監(jiān)測(cè)與早期預(yù)報(bào)，是煤礦火災(zāi)預(yù)防、預(yù)報(bào)及處理的基礎(chǔ)，是礦井防 火、滅火的關(guān)鍵。在煤礦井下只要能準(zhǔn)確及時(shí)地對(duì)煤層自燃火災(zāi)氣體進(jìn)行早期預(yù)報(bào)，就能及時(shí)準(zhǔn)確 有效地對(duì)煤層自燃火災(zāi)采取預(yù)防措施，避免自燃火災(zāi)事故的發(fā)生。煤層自燃火災(zāi)預(yù)報(bào)，大都采用地面固定式氣體束管采樣監(jiān)測(cè)，即將束管預(yù)先從地 面敷設(shè)到井下人員無法到達(dá)的采空區(qū)內(nèi)或密閉空間內(nèi)，通過地面真空泵抽取氣樣進(jìn)行監(jiān) 測(cè)，但由于地面固定式束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)管路長(zhǎng)，采樣測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，管路易積水，粉塵易進(jìn)入，堵 塞后難以清除，管路易被破壞，使束管采樣監(jiān)測(cè)無法順利進(jìn)行；地面設(shè)備多，需專人管理，管 理技術(shù)要求高，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)費(fèi)用亦高；采樣數(shù)據(jù)由于受管路漏氣影響，監(jiān)測(cè)分析數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn) 確；在采樣監(jiān)測(cè)中還存在其他弊端。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)背景技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種煤礦井下移動(dòng)式火災(zāi)氣體 束管采樣監(jiān)測(cè)裝置，采用氣水分離器、水環(huán)式真空泵、氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜、多路束管相結(jié) 合的設(shè)計(jì)，有效采集監(jiān)測(cè)煤層采空區(qū)或密閉空間內(nèi)火災(zāi)氣體成份及濃度的變化，為煤層自 燃火災(zāi)預(yù)報(bào)提供準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)信息，為火災(zāi)治理提供技術(shù)參數(shù)和科學(xué)依據(jù)。技術(shù)方案本實(shí)用新型主要結(jié)構(gòu)由氣水分離器、真空泵、氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜、水位計(jì)、溢水 閥、進(jìn)氣閥、出氣閥、水氣閥、輸氣閥、輸氣管、水氣管、氧氣傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳 感器、負(fù)壓表、氣壓表、氣體流量計(jì)、液晶顯示屏、控制開關(guān)、指示燈、束管、控氣閥、除塵器、 除濕器、氣體管、束管接盤、氣體接盤、電路板組成；在氣水分離器1的右部為真空泵16，并由水氣閥7、10、水氣管13聯(lián)接；在真空泵 16的右部為氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜20，并由輸氣管15、進(jìn)氣閥9、出氣閥12聯(lián)接；真空泵16 上設(shè)有進(jìn)水閥39，進(jìn)水閥39與外接水源聯(lián)接，氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜20通過束管接盤32與 八路束管44聯(lián)接。所述的氣水分離器1，呈圓桶形，在氣水分離器1的左側(cè)部為水位計(jì)2、前中部為溢 水閥4、右下部為排水閥5，在氣水分離器1的上部由左至右依次設(shè)有壓力控制閥3、出氣閥 8、氣壓表6、水氣閥7 ；水氣閥7與水氣管13、水氣閥10、真空泵16聯(lián)接；出氣閥8與輸氣管 14、進(jìn)氣閥11、氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜20聯(lián)接；氣水分離器1內(nèi)部為氣水分離腔19，氣水分離 腔19下部為水18、上部為氣體17 ；上部的氣壓表6與氣水分離腔19聯(lián)通；壓力控制閥3調(diào)節(jié)氣水分離腔19內(nèi)的壓力。所述的氣體采樣控制柜20，為立式，正面上左部設(shè)有氣體流量計(jì)22，上部設(shè)有氧 氣傳感器23、甲烷傳感器24、一氧化碳傳感器25、氣體采樣口 27、28 ；正面下部設(shè)有負(fù)壓表 21、液晶顯示屏31、指示燈29、控制開關(guān)30 ；液壓顯示屏31后部為電控電路板50。后面上部聯(lián)通一氧化碳傳感器25、甲烷傳感器24、氧氣傳感器23、氣體流量計(jì)22 ； 在后面上中部設(shè)有氣體接盤45，在氣體接盤45下部設(shè)有氣體管36，并聯(lián)通采樣口 27、28，在 氣體接盤45左右端部設(shè)有氣閥33、34 ；氣體接盤45通過氣體管35分別與一氧化碳傳感器 25、甲烷傳感器24、氧氣傳感器23聯(lián)接；氣體接盤45通過氣閥34與氣體流量計(jì)22聯(lián)接， 氣體流量計(jì)22通過進(jìn)氣閥11與氣水分離器1聯(lián)接；在氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜20后面下部設(shè)有束管接盤32，束管接盤32通過氣體管37 分八路聯(lián)接八個(gè)控氣閥43、八個(gè)除濕器42、八個(gè)除塵器41，并分別與八根束管44聯(lián)接，八根 束管44遠(yuǎn)距離埋入被測(cè)煤層采空區(qū)或密閉空間內(nèi)；束管接盤32通過氣體管38聯(lián)接負(fù)壓表 21 ；束管接盤32通過出氣閥12、輸氣管15、進(jìn)氣閥9與真空泵16聯(lián)接。所述的電控電路板50，由微計(jì)算機(jī)控制電路IC1、信號(hào)指示電路IC2、開關(guān)控制電 路IC3、電源變換穩(wěn)壓整流電路IC4、氣體流量控制電路IC5、真空泵控制電路IC6、液晶顯 示電路IC7、負(fù)壓控制電路IC8、氧氣傳感器信息處理電路IC9、甲烷傳感器信息處理電路 IC10、一氧化碳傳感器信息處理電路IC11、水流量控制電路IC12、振蕩電路IC13、電磁閥控 制電路IC14組成整體電路，各功能點(diǎn)、各分電路之間由導(dǎo)線聯(lián)接。所述的束管采樣監(jiān)測(cè)裝置各部聯(lián)接關(guān)系為束管采樣頭——束管——除塵器—— 除濕器——控氣閥——束管接盤——負(fù)壓表——真空泵——?dú)馑蛛x器——?dú)怏w采樣監(jiān) 測(cè)控制柜——?dú)怏w接盤——氧氣傳感器——甲烷傳感器——一氧化碳傳感器——電控電 路——液晶顯示屏。所述的氣體除塵器41，為八個(gè)，結(jié)構(gòu)一樣，內(nèi)部置放海綿，為除塵材料。所述的除濕器42，為八個(gè)，結(jié)構(gòu)一樣，內(nèi)部置放硅膠，為除濕材料。所述的束管采樣，為正壓采集火災(zāi)氣體，氣體監(jiān)測(cè)為負(fù)壓監(jiān)測(cè)。所述的采樣束管，遠(yuǎn)距離埋入不同的煤層采空區(qū)或密閉空間內(nèi)。有益效果本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比具有明顯的先進(jìn)性，采用束管采樣、除塵、除濕、控氣、 氣水分離、氣體流量控制、傳感器信息攝取、控制柜采樣監(jiān)測(cè)、微計(jì)算機(jī)信息處理計(jì)算、分 析、顯示氧氣、甲烷、一氧化碳?xì)怏w濃度，監(jiān)測(cè)火災(zāi)氣體變化規(guī)律，此采樣監(jiān)測(cè)裝置設(shè)計(jì)先進(jìn) 合理、結(jié)構(gòu)緊湊、操作容易、體積小、重量輕、可在井下遠(yuǎn)距離移動(dòng)采樣監(jiān)測(cè)不同煤層采空區(qū) 或密閉空間內(nèi)的自燃火災(zāi)氣體，束管埋入煤層長(zhǎng)度可達(dá)5000米，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，可進(jìn) 行煤層自燃火災(zāi)早期預(yù)報(bào)，準(zhǔn)確率達(dá)96 %，是十分理想的煤礦井下移動(dòng)式火災(zāi)氣體束管采 樣監(jiān)測(cè)裝置，此裝置也可在地面其他礦種使用。

圖1為束管采樣監(jiān)測(cè)裝置整體結(jié)構(gòu)圖圖2為氣水分離器結(jié)構(gòu)圖圖3為氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜主視圖[0025]圖4為氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜后視圖圖5為電控電路方框圖圖6為束管采樣監(jiān)測(cè)裝置各部聯(lián)接關(guān)系圖圖中所示，附圖標(biāo)記清單如下1、氣水分離器，2、水位計(jì)，3、壓力控制閥，4、溢水閥，5、排水閥，6、氣壓表，7、水氣 閥，8、出氣閥，9、進(jìn)氣閥，10、水氣閥，11、進(jìn)氣閥，12、出氣閥，13、水氣管，14、輸氣管，15、 輸氣管，16、真空泵，17、氣體，18、水，19、氣水分離腔，20、氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜，21、負(fù)壓表， 22、氣體流量計(jì)，23、氧氣傳感器，24、甲烷傳感器，25、一氧化碳傳感器，27、氣體采樣口，28、 氣體采樣口，29、指示燈，30、控制開關(guān)，31、液晶顯示屏，32、束管接盤、33、氣閥，34、氣閥， 35、氣體管，36、氣體管，37、氣體管，38、氣體管，39、進(jìn)水閥，41、除塵器，42、除濕器，43、控氣 閥，44、束管、45、氣體接盤。IC1、微計(jì)算機(jī)控制電路，IC2、信號(hào)指示電路，IC3、開關(guān)控制電路，IC4、電源變換穩(wěn) 壓整流電路，IC5、氣體流量控制電路，IC6、真空泵控制電路，IC7、液晶顯示電路，IC8、負(fù)壓 控制電路，IC9、氧氣傳感器信息處理電路，IC10、甲烷傳感器信息處理電路，IC11、一氧化碳 傳感器信息處理電路，IC12、水流量控制電路，IC13、振蕩電路，IC14、電磁閥控制電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明圖1所示，為束管采樣測(cè)量裝置整體結(jié)構(gòu)圖，各部位置，聯(lián)接關(guān)系要正確。真空泵通過輸氣管、輸氣閥接收采樣束管采集的經(jīng)除塵、除濕處理的井下煤層采 空區(qū)或密閉空間內(nèi)氣體，然后輸入氣水分離器，進(jìn)行氣水分離處理，處理后再輸入控制柜進(jìn) 行氣體分析監(jiān)測(cè)。電控電路、氧氣傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器等電器部件均要進(jìn)行防爆設(shè) 計(jì)，八路采樣束管可分別埋入不同的煤層采空區(qū)或密閉空間內(nèi)。圖2所示，為氣水分離器結(jié)構(gòu)圖，氣水分離器為圓形桶體，由水氣管輸入真空泵 給出的水氣混合物，經(jīng)氣水分離后，由輸氣管輸入氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜，用于火災(zāi)氣體監(jiān) 測(cè)，氣水分離腔內(nèi)壓力由氣壓表顯示，由壓力控制閥控制。圖3、4所示，為氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜結(jié)構(gòu)圖，正面上部設(shè)有氣體流量計(jì)、氧氣傳 感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器及采樣口，下部設(shè)置負(fù)壓表、液晶顯示屏、指示燈、控制 開關(guān)，后面上部設(shè)置氣體接盤，并聯(lián)通氣體流量計(jì)、氧氣傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感 器、采樣口 ；后面下部設(shè)置束管接盤，并聯(lián)通除塵器、除濕器、控氣閥、束管及負(fù)壓表。圖5所示，為電控電路線板布置圖，由14個(gè)分電路組成整體電路，由微計(jì)算機(jī)程序 控制各分電路功能，各功能點(diǎn)、各分電路間用導(dǎo)線聯(lián)接，并進(jìn)行防爆設(shè)計(jì)。圖6所示，為束管采樣監(jiān)測(cè)裝置布置圖，采樣束管采集的火災(zāi)氣體先進(jìn)行除塵、除 濕，然后通過氣水分離器氣水分離，進(jìn)入氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，得出火災(zāi)氣體 濃度信息。實(shí)施例1束管采樣監(jiān)測(cè)方法如下①束管、除塵器、防濕器、控氣閥、真空泵、氣水分離器、氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜等均
6處于準(zhǔn)工作狀態(tài)；②進(jìn)水閥向真空泵內(nèi)輸入水；③八路采樣束管遠(yuǎn)距離采集煤礦井下煤層采空區(qū)或密閉空間內(nèi)氣體；④氣體進(jìn)入除塵器除塵；⑤氣體進(jìn)入除濕器干燥；⑥負(fù)壓表測(cè)量真空泵負(fù)壓；⑦氣體進(jìn)入真空泵；⑧由真空泵泵出的氣水混合物進(jìn)入氣水分離器，進(jìn)行氣水分離；⑨氣水分離后進(jìn)入氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜及氣體流量計(jì)；⑩氣體由氣體管分流至氧氣傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器，氣體信息傳至 電控電路、液晶顯示屏； 微計(jì)算機(jī)處理電路接收傳感器信息，進(jìn)行分析、運(yùn)算； 液晶顯示屏顯示氣體內(nèi)氧氣、甲烷、一氧化碳數(shù)值、濃度及變化規(guī)律，并做出判 斷； 通過以上程序，從而完成了束管采樣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的全過程。
權(quán)利要求一種煤礦井下移動(dòng)式氣體束管采樣監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于主要結(jié)構(gòu)由氣水分離器、真空泵、氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜、水位計(jì)、溢水閥、進(jìn)氣閥、出氣閥、水氣閥、輸氣閥、輸氣管、水氣管、氧氣傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、負(fù)壓表、氣壓表、氣體流量計(jì)、液晶顯示屏、控制開關(guān)、指示燈、束管、控氣閥、除塵器、除濕器、氣體管、束管接盤、氣體接盤、電路板組成；在氣水分離器(1)的右部為真空泵(16)，并由水氣閥(7、10)、水氣管(13)聯(lián)接；在真空泵(16)的右部為氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜(20)，并由輸氣管(15)、進(jìn)氣閥(9)、出氣閥(12)聯(lián)接；真空泵(16)上設(shè)有進(jìn)水閥(39)，進(jìn)水閥(39)與外接水源聯(lián)接，氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜(20)通過束管接盤(32)與八路束管(44)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下移動(dòng)式氣體束管采樣監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于 所述的氣水分離器(1)，呈圓桶形，在氣水分離器(1)的左側(cè)部為水位計(jì)(2)、前中部為溢水 閥(4)、右下部為排水閥(5)，在氣水分離器(1)的上部由左至右依次設(shè)有壓力控制閥(3)、 出氣閥(8)、氣壓表(6)、水氣閥(7)；水氣閥(7)與水氣管(13)、水氣閥(10)、真空泵(16) 聯(lián)接；出氣閥(8)與輸氣管(14)、進(jìn)氣閥(11)、氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜(20)聯(lián)接；氣水分離器 (1)內(nèi)部為氣水分離腔(19)，氣水分離腔(19)下部為水(18)、上部為氣體(17)；上部的氣 壓表(6)與氣水分離腔(19)聯(lián)通；壓力控制閥(3)調(diào)節(jié)氣水分離腔(19)內(nèi)的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下移動(dòng)式氣體束管采樣監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于 所述的氣體采樣控制柜(20)，為立式，正面上左部設(shè)有氣體流量計(jì)(22)，上部設(shè)有氧氣傳 感器(23)、甲烷傳感器(24)、一氧化碳傳感器(25)、氣體采樣口(27、28)；正面下部設(shè)有負(fù) 壓表(21)、液晶顯示屏(31)、指示燈(29)、控制開關(guān)(30)；液壓顯示屏(31)后部為電控電 路板(50)；后面上部聯(lián)通一氧化碳傳感器(25)、甲烷傳感器(24)、氧氣傳感器(23)、氣體流量計(jì) (22)；在后面上中部設(shè)有氣體接盤(45)，在氣體接盤(45)下部設(shè)有氣體管(36)，并聯(lián)通采 樣口(27、28)，在氣體接盤(45)左右端部設(shè)有氣閥(33、34)；氣體接盤(45)通過氣體管 (35)分別與一氧化碳傳感器(25)、甲烷傳感器(24)、氧氣傳感器(23)聯(lián)接；氣體接盤(45) 通過氣閥(34)與氣體流量計(jì)(22)聯(lián)接，氣體流量計(jì)(22)通過進(jìn)氣閥(11)與氣水分離器 ⑴聯(lián)接；在氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜(20)后面下部設(shè)有束管接盤(32)，束管接盤(32)通過氣體管 (37)分八路聯(lián)接八個(gè)控氣閥(43)、八個(gè)除濕器(42)、八個(gè)除塵器(41)，并分別與八根束管 (44)聯(lián)接，八根束管(44)遠(yuǎn)距離埋入被測(cè)煤層采空區(qū)或密閉空間內(nèi)；束管接盤(32)通過 氣體管(38)聯(lián)接負(fù)壓表(21)；束管接盤(32)通過出氣閥(12)、輸氣管(15)、進(jìn)氣閥(9)與 真空泵(16)聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下移動(dòng)式氣體束管采樣監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于 所述的電控電路板(50)，由微計(jì)算機(jī)控制電路(IC1)、信號(hào)指示電路(IC2)、開關(guān)控制電路 (IC3)、電源變換穩(wěn)壓整流電路(IC4)、氣體流量控制電路(IC5)、真空泵控制電路(IC6)、液 晶顯示電路(IC7)、負(fù)壓控制電路(IC8)、氧氣傳感器信息處理電路(IC9)、甲烷傳感器信息 處理電路(IC10)、一氧化碳傳感器信息處理電路(IC11)、水流量控制電路(IC12)、振蕩電 路(IC13)、電磁閥控制電路(IC14)組成整體電路，各功能點(diǎn)、各分電路之間由導(dǎo)線聯(lián)接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下移動(dòng)式氣體束管采樣監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的束管采樣監(jiān)測(cè)裝置各部聯(lián)接關(guān)系為束管采樣頭——束管——除塵器——除 濕器——控氣閥——束管接盤——負(fù)壓表——真空泵——?dú)馑蛛x器——?dú)怏w采樣監(jiān)測(cè) 控制柜——?dú)怏w接盤——氧氣傳感器——甲烷傳感器——一氧化碳傳感器一一電控電 路——液晶顯示屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下移動(dòng)式氣體束管采樣監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于 所述的氣體除塵器(41)，為八個(gè)，結(jié)構(gòu)一樣，內(nèi)部置放海綿，為除塵材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下移動(dòng)式氣體束管采樣監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于 所述的除濕器(42)，為八個(gè)，結(jié)構(gòu)一樣，內(nèi)部置放硅膠，為除濕材料。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種煤礦井下移動(dòng)式氣體束管采樣監(jiān)測(cè)裝置，主要結(jié)構(gòu)由氣水分離器、真空泵、氣體采樣監(jiān)測(cè)控制柜、氧氣傳感器、甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、電路板、采樣束管、除塵器、除濕器、控氣閥、氣體流量計(jì)、氣壓表、負(fù)壓表組成，采用束管采樣、除塵除濕、氣水分離、流量控制、傳感器信息攝取、控制柜監(jiān)測(cè)控制、微計(jì)算機(jī)信息處理，進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)，分析顯示火災(zāi)氣體濃度，得出氣體變化規(guī)律，此裝置設(shè)計(jì)先進(jìn)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，操作容易，使用方便，可在煤礦井下遠(yuǎn)距離移動(dòng)采集監(jiān)測(cè)不同煤層采空區(qū)或密閉空間內(nèi)火災(zāi)氣體，監(jiān)測(cè)距離可達(dá)5000米，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，準(zhǔn)確率可達(dá)96％，此裝置也可在地面或其他礦種使用。
文檔編號(hào)G01N1/24GK201654024SQ20102011436
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者吳玉國, 周春山, 王俊峰, 鄔劍明 申請(qǐng)人:鄔劍明