煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，包括瓦斯抽采實驗室模擬裝置、瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬裝置和數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，瓦斯抽采實驗室模擬裝置包括有機玻璃管、進氣系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng)，有機玻璃管上設(shè)有進氣孔、出氣孔和多個漏氣測量孔，漏氣測量孔上連接有漏氣測量管；瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬裝置包括第二真空泵、三通管、第一四通管和第二四通管；數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)包括計算機、微控制器模塊和RS?485通信電路模塊。本發(fā)明還公開了一種煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬方法。本發(fā)明設(shè)計新穎合理，實現(xiàn)方便，為研制瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測裝置提供了可靠的依據(jù)，實用性強。
【專利說明】
煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于煤礦瓦斯抽采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢 測實驗室模擬系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤層瓦斯抽采是防治煤與瓦斯突出的主要技術(shù)措施之一，在國內(nèi)外突出礦井中得 到了廣泛應(yīng)用。煤層瓦斯抽采效果不僅取決于煤層瓦斯生成及賦存條件，而且決定于瓦斯 抽采工程質(zhì)量。我國目前大多礦井瓦斯抽采量不達標，究其原因除了煤層瓦斯基礎(chǔ)工作做 得不夠、抽放瓦斯方法選擇不當外，瓦斯抽采鉆孔封孔效果滿足不了工程要求也是一個重 要原因，因此封孔效果與質(zhì)量檢測是煤層瓦斯抽采的關(guān)鍵。但是，現(xiàn)有技術(shù)中還缺乏結(jié)構(gòu)簡 單、設(shè)計新穎合理、使用操作方便、實用性強的瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測裝置。而為了研 制出合適的瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測裝置，首先就需要在實驗室內(nèi)進行研究，為抽采鉆 孔的軸向瓦斯運移規(guī)律研究、合理封孔深度和封孔方法、提高抽采效率研究提供理論和現(xiàn) 實依據(jù)，為瓦斯抽采提供保障;但是，現(xiàn)有技術(shù)中，還缺乏切實可行的在實驗室內(nèi)進行煤礦 瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測的模擬系統(tǒng)和方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡 單、設(shè)計新穎合理、實現(xiàn)方便、為研制瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測裝置提供了可靠的依據(jù)、 實用性強、使用效果好、便于推廣使用的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位 置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，其特征在于:包括瓦斯抽采實驗室模擬裝置、瓦斯抽采鉆孔漏氣位 置檢測實驗室模擬裝置和數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，所述瓦斯抽采實驗室模擬裝置包括用于模擬 瓦斯抽采鉆孔的有機玻璃管、進氣系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng)，所述有機玻璃管的一端連接有第一堵 頭，所述有機玻璃管的另一端連接有第二堵頭，所述有機玻璃管上靠近第一堵頭的部分設(shè) 置有進氣孔，所述有機玻璃管上靠近第二堵頭的部分設(shè)置有出氣孔，所述有機玻璃管上位 于進氣孔與出氣孔之間的部分均勻設(shè)置有多個漏氣測量孔，所述漏氣測量孔上連接有漏氣 測量管，所述漏氣測量管上連接有漏氣開關(guān)閥門；所述進氣系統(tǒng)包括瓦斯氣體瓶和緩沖袋， 所述緩沖袋上連接有稀釋閥門，所述緩沖袋的進氣口通過第一進氣管與瓦斯氣體瓶的出氣 口連接，所述瓦斯氣體瓶的出氣口上連接有瓦斯氣體瓶開關(guān)閥，所述第一進氣管上設(shè)置有 瓦斯調(diào)壓閥門、第一壓力傳感器和進氣閥門，所述緩沖袋的出氣口通過第二進氣管與進氣 孔連接，所述第二進氣管上通過第三進氣管連接有進氣取樣袋，所述第三進氣管上設(shè)置有 進氣取樣閥門，所述進氣取樣袋上連接有進氣瓦斯傳感器;所述抽氣系統(tǒng)包括第一真空栗， 所述第一真空栗的進氣口通過第一抽氣管與出氣孔連接，所述第一抽氣管上設(shè)置有第二壓 力傳感器，所述第一真空栗的出氣口通過第二抽氣管連接有抽氣取樣袋，所述第二抽氣管 上設(shè)置有抽氣取樣閥門，所述抽氣取樣袋上連接有抽氣瓦斯傳感器；
[0005] 所述瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬裝置包括第二真空栗、三通管、第一 四通管和第二四通管;所述第一四通管的第一個連接端口與第二堵頭連接，所述第一四通 管的第二個連接端口通過第一連接管與第二真空栗連接，所述第一四通管的第三個連接端 口上連接有密封塞，所述第一四通管的第三個連接端口與第一個連接端口相對設(shè)置，所述 第二四通管的第一個連接端口上連接有穿過密封塞伸入第一四通管內(nèi)并伸入有機玻璃管 內(nèi)的探測管，所述第二四通管的第二個連接端口上連接有第三壓力傳感器，所述第二四通 管的第三個連接端口通過第二連接管與所述第一四通管的第四個連接端口連接，所述第二 四通管的第四個連接端口上連接有漏氣檢測閥門，且通過第三連接管與三通管的第一個連 接端口連接，所述三通管的第二個連接端口上連接有針筒，所述三通管的第三個連接端口 上通過第四連接管連接有漏氣檢測瓦斯傳感器；
[0006] 所述數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)包括計算機、微控制器模塊和與微控制器模塊相接且用于 與計算機連接并通信的RS-485通信電路模塊，所述進氣瓦斯傳感器的輸出端、抽氣瓦斯傳 感器的輸出端和漏氣檢測瓦斯傳感器的輸出端，以及第一壓力傳感器的輸出端、第二壓力 傳感器的輸出端和第三壓力傳感器的輸出端均與微控制器模塊的輸入端連接，所述微控制 器模塊的輸出端接有用于接通或斷開第一真空栗的供電回路的第一繼電器和用于接通或 斷開第二真空栗的供電回路的第二繼電器，所述第一繼電器串聯(lián)在第一真空栗的供電回路 中，所述第二繼電器串聯(lián)在第二真空栗的供電回路中。
[0007] 上述的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述漏氣 開關(guān)閥門、稀釋閥門、進氣閥門、進氣取樣閥門、抽氣取樣閥門、漏氣檢測閥門和瓦斯調(diào)壓閥 門均為電磁閥，所述微控制器模塊的輸出端接有多個第一電磁閥驅(qū)動器、第二電磁閥驅(qū)動 器、第三電磁閥驅(qū)動器、第四電磁閥驅(qū)動器、第五電磁閥驅(qū)動器、第六電磁閥驅(qū)動器和第七 電磁閥驅(qū)動器，多個所述漏氣開關(guān)閥門分別與多個第一電磁閥驅(qū)動器的輸出端連接，所述 稀釋閥門與第二電磁閥驅(qū)動器的輸出端連接，所述進氣閥門與第三電磁閥驅(qū)動器的輸出端 連接，所述進氣取樣閥門與第四電磁閥驅(qū)動器的輸出端連接，所述抽氣取樣閥門與第五電 磁閥驅(qū)動器的輸出端連接，所述漏氣檢測閥門與第六電磁閥驅(qū)動器的輸出端連接，所述瓦 斯調(diào)壓閥門與第七電磁閥驅(qū)動器的輸出端連接。
[0008] 上述的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述第二 堵頭上設(shè)置有螺紋孔，所述第一四通管的第一個連接端口上設(shè)置有外螺紋且通過螺紋連接 到所述螺紋孔中的方式與第二堵頭螺紋連接。
[0009] 上述的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述第二 四通管的第二個連接端口內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述第三壓力傳感器螺紋連接在第二四通管的 第二個連接端口上。
[0010] 上述的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述第二 連接管為軟管。
[0011] 上述的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述微控 制器模塊為單片機。
[0012] 本發(fā)明還公開了一種方法步驟簡單、實現(xiàn)方便的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測 實驗室模擬方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
[0013] 步驟一、對有機玻璃管進行抽真空，具體過程為:保持多個漏氣開關(guān)閥門、稀釋閥 門、進氣閥門、進氣取樣閥門和漏氣檢測閥門均為關(guān)閉狀態(tài)，所述微控制器模塊通過第五電 磁閥驅(qū)動器驅(qū)動抽氣取樣閥門打開，并控制第一繼電器接通第一真空栗的供電回路，第一 真空栗啟動，對有機玻璃管進行抽真空，所述第二壓力傳感器對第一抽氣管內(nèi)的壓力進行 實時檢測并將檢測到的壓力傳輸給微控制器模塊，微控制器模塊將其接收到的壓力與預(yù)先 設(shè)定的抽真空的負壓閾值相比較，當其接收到的壓力達到抽真空的負壓閾值時，微控制器 模塊通過第五電磁閥驅(qū)動器驅(qū)動抽氣取樣閥門關(guān)閉，并控制第一繼電器斷開第一真空栗的 供電回路，第一真空栗停止抽真空，微控制器模塊將此時第二壓力傳感器檢測到的壓力記 為Fo并通過RS-485通信電路模塊傳輸給計算機進行顯示和存儲；
[0014] 步驟二、往有機玻璃管內(nèi)沖入瓦斯氣體，具體過程為:打開瓦斯氣體瓶開關(guān)閥，所 述微控制器模塊通過第七電磁閥驅(qū)動器驅(qū)動瓦斯調(diào)壓閥門打開，對瓦斯氣體瓶內(nèi)輸出的瓦 斯氣體壓力進行調(diào)節(jié)，第一壓力傳感器對進入第一進氣管內(nèi)的瓦斯氣體壓力進行實時檢測 并將檢測到的瓦斯氣體壓強傳輸給微控制器模塊，微控制器模塊將其接收到的瓦斯氣體壓 力與大氣壓力相比較，當瓦斯氣體壓力與大氣壓力相等后，所述微控制器模塊通過第三電 磁閥驅(qū)動器驅(qū)動進氣閥門打開，通過第二電磁閥驅(qū)動器驅(qū)動稀釋閥門打開，并通過第四電 磁閥驅(qū)動器驅(qū)動進氣取樣閥門打開，瓦斯氣體瓶內(nèi)輸出的瓦斯氣體通過第一進氣管進入緩 沖袋，與通過稀釋閥門進入緩沖袋內(nèi)的空氣混合，使瓦斯氣體得到稀釋，稀釋后的瓦斯氣體 通過第二進氣管和進氣孔進入有機玻璃管內(nèi)，進氣瓦斯傳感器對瓦斯?jié)舛冗M行實時檢測并 將檢測到的瓦斯?jié)舛葌鬏斀o微控制器模塊，待第二壓力傳感器檢測到的第一抽氣管內(nèi)的壓 力穩(wěn)定時，微控制器模塊將此時第二壓力傳感器檢測到的壓力記為^并通過RS-485通信電 路模塊傳輸給計算機進行顯示和存儲，并將此時進氣瓦斯傳感器檢測到的瓦斯?jié)舛韧ㄟ^ RS-485通信電路模塊傳輸給計算機進行顯示和存儲；
[0015] 步驟三、瓦斯正常抽采過程中的瓦斯?jié)舛葴y定，具體過程為:保持進氣閥門、稀釋 閥門和進氣取樣閥門均為打開狀態(tài)，所述微控制器模塊通過第五電磁閥驅(qū)動器驅(qū)動抽氣取 樣閥門打開，并控制第一繼電器接通第一真空栗的供電回路，第一真空栗啟動，對有機玻璃 管進行瓦斯抽采，模擬煤礦瓦斯抽采的過程，所述第二壓力傳感器對第一抽氣管內(nèi)的壓力 進行實時檢測并將檢測到的壓力傳輸給微控制器模塊，抽氣瓦斯傳感器對瓦斯?jié)舛冗M行實 時檢測并將檢測到的瓦斯?jié)舛葌鬏斀o微控制器模塊，微控制器模塊將其接收到的壓力與預(yù) 先設(shè)定的瓦斯抽采的壓力閾值相比較，當其接收到的壓力達到瓦斯抽采的壓力閾值時，微 控制器模塊將此時第二壓力傳感器檢測到的壓力記為F 2并通過RS-485通信電路模塊傳輸 給計算機進行顯示和存儲，并將此時抽氣瓦斯傳感器檢測到的瓦斯?jié)舛韧ㄟ^RS-485通信電 路模塊傳輸給計算機進行顯示和存儲；
[0016] 步驟四、鉆孔不同位置以及不同情況漏氣的模擬，具體過程為:設(shè)漏氣測量孔的數(shù) 量為N個，相應(yīng)所述漏氣開關(guān)閥門的數(shù)量為N個;保持步驟三中第二壓力傳感器檢測到的壓 力為^的瓦斯正常抽采的過程，微控制器模塊通過第一電磁閥驅(qū)動器驅(qū)動N個漏氣開關(guān)閥 門中的η個打開，依次取η為1、2、···、Ν，且η每取一個值，都取遍排列組合中所有的可能情 況，使N個漏氣開關(guān)閥門中不同位置處的η個打開，對鉆孔不同位置以及不同情況的漏氣進 行模擬;每次模擬時，第三壓力傳感器對探測管內(nèi)的壓力進行實時檢測并將檢測到的壓力 傳輸給微控制器模塊，微控制器模塊將第三壓力傳感器檢測到的壓力通過RS-485通信電路 模塊傳輸給計算機進行顯示和存儲;而且，每次模擬時，微控制器模塊通過第一電磁閥驅(qū)動 器驅(qū)動N個漏氣開關(guān)閥門中的η個打開后，都在間隔1~3分鐘后，通過第六電磁閥驅(qū)動器驅(qū) 動漏氣檢測閥門打開，并在漏氣檢測閥門打開后，將漏氣檢測閥門打開的信號通過RS-485 通信電路模塊傳輸給計算機進行顯示，實驗人員看到顯示在計算機上的漏氣檢測閥門打開 的信號后，操作針筒，使針筒的活塞向上運動，探測管內(nèi)瓦斯通過第三連接管進入三通管 內(nèi)，當針筒的活塞向上運動道極限位置后，實驗人員在計算機上輸入漏氣檢測閥門關(guān)閉的 控制信號，計算機將漏氣檢測閥門關(guān)閉的控制信號通過RS-485通信電路模塊傳輸給微控制 器模塊，微控制器模塊通過第六電磁閥驅(qū)動器驅(qū)動漏氣檢測閥門關(guān)閉，并在漏氣檢測閥門 關(guān)閉后，將漏氣檢測閥門關(guān)閉的信號通過RS-485通信電路模塊傳輸給計算機進行顯示，實 驗人員看到顯示在計算機上的漏氣檢測閥門關(guān)閉的信號后，操作針筒，使針筒的活塞向下 運動，三通管內(nèi)的瓦斯通過第四連接管進入漏氣檢測瓦斯傳感器，漏氣檢測瓦斯傳感器對 瓦斯?jié)舛冗M行實時檢測并將檢測到的瓦斯?jié)舛葌鬏斀o微控制器模塊，微控制器模塊將漏氣 檢測瓦斯傳感器檢測到的瓦斯?jié)舛韧ㄟ^RS-485通信電路模塊傳輸給計算機進行顯示和存 儲。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：
[0018] 1、本發(fā)明煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎 合理，實現(xiàn)方便。
[0019] 2、本發(fā)明通過實驗室模擬的方式檢測負壓狀態(tài)下抽采鉆孔內(nèi)不同深度處的瓦斯 濃度、抽采負壓等，能夠為抽采鉆孔的軸向瓦斯運移規(guī)律研究、合理封孔深度和封孔方法研 究提供理論和現(xiàn)實依據(jù)。
[0020] 3、經(jīng)過本發(fā)明，能夠有效驗證瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測裝置的有效性，依據(jù)本 發(fā)明研制的瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測裝置，能夠有效能夠針對井下鉆孔封孔后的漏氣情 況進行檢測，對封孔管、封孔段、煤體裂隙等位置進行漏氣檢測，有效的漏氣位置判定可以 確定合理封孔深度，優(yōu)化封孔工藝;通過采用瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測裝置定期對鉆孔 漏氣位置檢測，能夠防止塌孔和廢孔的出現(xiàn)，提高了鉆孔的布置方案，也為瓦斯抽采提供了 保障，有助于提高瓦斯抽采效率。
[0021] 4、本發(fā)明煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬方法的方法步驟簡單，實現(xiàn) 方便。
[0022] 5、本發(fā)明能夠真實模擬煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測，為研制瓦斯抽采鉆孔漏 氣位置檢測裝置提供了可靠的依據(jù)，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。
[0023]綜上所述，本發(fā)明的設(shè)計新穎合理，實現(xiàn)方便，為研制瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測 裝置提供了可靠的依據(jù)，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。
[0024] 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖（圖 中未示出數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)）。
[0026] 圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的電路原理框圖。
[0027] 圖3為本發(fā)明煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬方法的流程框圖。
[0028] 附圖標記說明：
[0029] 1 一有機玻璃管； 2-進氣孔； 3-漏氣測量孔；
[0030] 4 一出氣孔； 5-1-第一堵頭； 5-2-第二堵頭；
[0031] 6一瓦斯氣體瓶； 7-第一進氣管； 8一第一壓力傳感器；
[0032] 9 一進氣閥門； 10-緩沖袋； 11 一稀釋閥門；
[0033] 12-進氣取樣閥門； 13-進氣瓦斯傳感器；14 一進氣取樣袋；
[0034] 15-第二壓力傳感器； 16-第一抽氣管； 17-第一真空栗；
[0035] 18 一第七電磁閥驅(qū)動器；19 一抽氣取樣閥門； 20-抽氣取樣袋；
[0036] 21-抽氣瓦斯傳感器； 22-第一四通管； 23-密封塞；
[0037] 24-第二四通管； 25-探測管； 26-第三壓力傳感器；
[0038] 27-第二連接管； 28-漏氣檢測閥門； 29-針筒；
[0039] 30-三通管； 31-漏氣檢測瓦斯傳感器；
[0040] 32-第一連接管； 33-第二真空栗； 34-漏氣測量管；
[00411 35-漏氣開關(guān)閥門； 36-第二進氣管； 37-第三進氣管；
[0042] 38-第二抽氣管； 39-第四連接管； 40-計算機；
[0043] 41 一微控制器模塊； 42-RS-485通信電路模塊；
[0044] 43-第一繼電器； 44 一第二繼電器；
[0045] 45-第一電磁閥驅(qū)動器；46-第二電磁閥驅(qū)動器；
[0046] 47-第三電磁閥驅(qū)動器；48-第四電磁閥驅(qū)動器；
[0047] 49 一第五電磁閥驅(qū)動器；50-第六電磁閥驅(qū)動器；
[0048] 51-瓦斯氣體瓶開關(guān)閥；52-瓦斯調(diào)壓閥門；
[0049] 53-第三連接管。
【具體實施方式】
[0050] 如圖1所示，本發(fā)明的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，包括瓦斯 抽采實驗室模擬裝置、瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬裝置和數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)， 所述瓦斯抽采實驗室模擬裝置包括用于模擬瓦斯抽采鉆孔的有機玻璃管1、進氣系統(tǒng)和抽 氣系統(tǒng)，所述有機玻璃管1的一端連接有第一堵頭5-1，所述有機玻璃管1的另一端連接有第 二堵頭5-2，所述有機玻璃管1上靠近第一堵頭5-1的部分設(shè)置有進氣孔2，所述有機玻璃管1 上靠近第二堵頭5-2的部分設(shè)置有出氣孔4,所述有機玻璃管1上位于進氣孔2與出氣孔4之 間的部分均勻設(shè)置有多個漏氣測量孔3,所述漏氣測量孔3上連接有漏氣測量管34,所述漏 氣測量管34上連接有漏氣開關(guān)閥門35;所述進氣系統(tǒng)包括瓦斯氣體瓶6和緩沖袋10,所述緩 沖袋10上連接有稀釋閥門11，所述緩沖袋10的進氣口通過第一進氣管7與瓦斯氣體瓶6的出 氣口連接，所述瓦斯氣體瓶6的出氣口上連接有瓦斯氣體瓶開關(guān)閥51，所述第一進氣管7上 設(shè)置有瓦斯調(diào)壓閥門52、第一壓力傳感器8和進氣閥門9,所述緩沖袋10的出氣口通過第二 進氣管36與進氣孔2連接，所述第二進氣管36上通過第三進氣管37連接有進氣取樣袋14，所 述第三進氣管37上設(shè)置有進氣取樣閥門12，所述進氣取樣袋14上連接有進氣瓦斯傳感器 13;所述抽氣系統(tǒng)包括第一真空栗17,所述第一真空栗17的進氣口通過第一抽氣管16與出 氣孔4連接，所述第一抽氣管16上設(shè)置有第二壓力傳感器15,所述第一真空栗17的出氣口通 過第二抽氣管38連接有抽氣取樣袋20,所述第二抽氣管38上設(shè)置有抽氣取樣閥門19,所述 抽氣取樣袋20上連接有抽氣瓦斯傳感器21;
[0051]所述瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬裝置包括第二真空栗33、三通管30、 第一四通管22和第二四通管24;所述第一四通管22的第一個連接端口與第二堵頭5-2連接， 所述第一四通管22的第二個連接端口通過第一連接管32與第二真空栗33連接，所述第一四 通管22的第三個連接端口上連接有密封塞23，所述第一四通管22的第三個連接端口與第一 個連接端口相對設(shè)置，所述第二四通管24的第一個連接端口上連接有穿過密封塞23伸入第 一四通管22內(nèi)并伸入有機玻璃管1內(nèi)的探測管25,所述第二四通管24的第二個連接端口上 連接有第三壓力傳感器26,所述第二四通管24的第三個連接端口通過第二連接管27與所述 第一四通管22的第四個連接端口連接，所述第二四通管24的第四個連接端口上連接有漏氣 檢測閥門28,且通過第三連接管53與三通管30的第一個連接端口連接，所述三通管30的第 二個連接端口上連接有針筒29，所述三通管30的第三個連接端口上通過第四連接管39連接 有漏氣檢測瓦斯傳感器31;
[0052]如圖2所示，所述數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)包括計算機40、微控制器模塊41和與微控制器 模塊41相接且用于與計算機40連接并通信的RS-485通信電路模塊42,所述進氣瓦斯傳感器 13的輸出端、抽氣瓦斯傳感器21的輸出端和漏氣檢測瓦斯傳感器31的輸出端，以及第一壓 力傳感器8的輸出端、第二壓力傳感器15的輸出端和第三壓力傳感器26的輸出端均與微控 制器模塊41的輸入端連接，所述微控制器模塊41的輸出端接有用于接通或斷開第一真空栗 17的供電回路的第一繼電器43和用于接通或斷開第二真空栗33的供電回路的第二繼電器 44,所述第一繼電器43串聯(lián)在第一真空栗17的供電回路中，所述第二繼電器44串聯(lián)在第二 真空栗33的供電回路中。
[0053]本實施例中，如圖2所示，所述漏氣開關(guān)閥門35、稀釋閥門11、進氣閥門9、進氣取樣 閥門12、抽氣取樣閥門19、漏氣檢測閥門28和瓦斯調(diào)壓閥門52均為電磁閥，所述微控制器模 塊41的輸出端接有多個第一電磁閥驅(qū)動器45、第二電磁閥驅(qū)動器46、第三電磁閥驅(qū)動器47、 第四電磁閥驅(qū)動器48、第五電磁閥驅(qū)動器49、第六電磁閥驅(qū)動器50和第七電磁閥驅(qū)動器18， 多個所述漏氣開關(guān)閥門35分別與多個第一電磁閥驅(qū)動器45的輸出端連接，所述稀釋閥門11 與第二電磁閥驅(qū)動器46的輸出端連接，所述進氣閥門9與第三電磁閥驅(qū)動器47的輸出端連 接，所述進氣取樣閥門12與第四電磁閥驅(qū)動器48的輸出端連接，所述抽氣取樣閥門19與第 五電磁閥驅(qū)動器49的輸出端連接，所述漏氣檢測閥門28與第六電磁閥驅(qū)動器50的輸出端連 接，所述瓦斯調(diào)壓閥門52與第七電磁閥驅(qū)動器18的輸出端連接。
[0054]本實施例中，所述第二堵頭5-2上設(shè)置有螺紋孔，所述第一四通管22的第一個連接 端口上設(shè)置有外螺紋且通過螺紋連接到所述螺紋孔中的方式與第二堵頭5-2螺紋連接。 [0055]本實施例中，所述第二四通管24的第二個連接端口內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述第三壓 力傳感器26螺紋連接在第二四通管24的第二個連接端口上。
[0056]本實施例中，所述第二連接管27為軟管。
[0057]本實施例中，所述微控制器模塊41為單片機。
[0058] 如圖3所示，本發(fā)明的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬方法，包括以下 步驟：
[0059] 步驟一、對有機玻璃管1進行抽真空，具體過程為:保持多個漏氣開關(guān)閥門35、稀釋 閥門11、進氣閥門9、進氣取樣閥門12和漏氣檢測閥門28均為關(guān)閉狀態(tài)，所述微控制器模塊 41通過第五電磁閥驅(qū)動器49驅(qū)動抽氣取樣閥門19打開，并控制第一繼電器43接通第一真空 栗17的供電回路，第一真空栗17啟動，對有機玻璃管1進行抽真空，所述第二壓力傳感器15 對第一抽氣管16內(nèi)的壓力進行實時檢測并將檢測到的壓力傳輸給微控制器模塊41，微控制 器模塊41將其接收到的壓力與預(yù)先設(shè)定的抽真空的負壓閾值相比較，當其接收到的壓力達 到抽真空的負壓閾值時，微控制器模塊41通過第五電磁閥驅(qū)動器49驅(qū)動抽氣取樣閥門19關(guān) 閉，并控制第一繼電器43斷開第一真空栗17的供電回路，第一真空栗17停止抽真空，微控制 器模塊41將此時第二壓力傳感器15檢測到的壓力記為Fo并通過RS-485通信電路模塊42傳 輸給計算機40進行顯示和存儲；
[0060] 步驟二、往有機玻璃管1內(nèi)沖入瓦斯氣體，具體過程為:打開瓦斯氣體瓶開關(guān)閥51， 所述微控制器模塊41通過第七電磁閥驅(qū)動器18驅(qū)動瓦斯調(diào)壓閥門52打開，對瓦斯氣體瓶6 內(nèi)輸出的瓦斯氣體壓力進行調(diào)節(jié)，第一壓力傳感器8對進入第一進氣管7內(nèi)的瓦斯氣體壓力 進行實時檢測并將檢測到的瓦斯氣體壓強傳輸給微控制器模塊41，微控制器模塊41將其接 收到的瓦斯氣體壓力與大氣壓力相比較，當瓦斯氣體壓力與大氣壓力相等后，所述微控制 器模塊41通過第三電磁閥驅(qū)動器47驅(qū)動進氣閥門9打開，通過第二電磁閥驅(qū)動器46驅(qū)動稀 釋閥門11打開，并通過第四電磁閥驅(qū)動器48驅(qū)動進氣取樣閥門12打開，瓦斯氣體瓶6內(nèi)輸出 的瓦斯氣體通過第一進氣管7進入緩沖袋10,與通過稀釋閥門11進入緩沖袋10內(nèi)的空氣混 合，使瓦斯氣體得到稀釋，稀釋后的瓦斯氣體通過第二進氣管36和進氣孔2進入有機玻璃管 1內(nèi)，進氣瓦斯傳感器13對瓦斯?jié)舛冗M行實時檢測并將檢測到的瓦斯?jié)舛葌鬏斀o微控制器 模塊41，待第二壓力傳感器15檢測到的第一抽氣管16內(nèi)的壓力穩(wěn)定時，微控制器模塊41將 此時第二壓力傳感器15檢測到的壓力記為F 1并通過RS-485通信電路模塊42傳輸給計算機 40進行顯示和存儲，并將此時進氣瓦斯傳感器13檢測到的瓦斯?jié)舛韧ㄟ^RS-485通信電路模 塊42傳輸給計算機40進行顯示和存儲；
[0061] 步驟三、瓦斯正常抽采過程中的瓦斯?jié)舛葴y定，具體過程為:保持進氣閥門9、稀釋 閥門11和進氣取樣閥門12均為打開狀態(tài)，所述微控制器模塊41通過第五電磁閥驅(qū)動器49驅(qū) 動抽氣取樣閥門19打開，并控制第一繼電器43接通第一真空栗17的供電回路，第一真空栗 17啟動，對有機玻璃管1進行瓦斯抽采，模擬煤礦瓦斯抽采的過程，所述第二壓力傳感器15 對第一抽氣管16內(nèi)的壓力進行實時檢測并將檢測到的壓力傳輸給微控制器模塊41，抽氣瓦 斯傳感器21對瓦斯?jié)舛冗M行實時檢測并將檢測到的瓦斯?jié)舛葌鬏斀o微控制器模塊41，微控 制器模塊41將其接收到的壓力與預(yù)先設(shè)定的瓦斯抽采的壓力閾值相比較，當其接收到的壓 力達到瓦斯抽采的壓力閾值時，微控制器模塊41將此時第二壓力傳感器15檢測到的壓力記 為F 2并通過RS-485通信電路模塊42傳輸給計算機40進行顯示和存儲，并將此時抽氣瓦斯傳 感器21檢測到的瓦斯?jié)舛韧ㄟ^RS-485通信電路模塊42傳輸給計算機40進行顯示和存儲；
[0062] 步驟四、鉆孔不同位置以及不同情況漏氣的模擬，具體過程為：設(shè)漏氣測量孔3的 數(shù)量為N個，相應(yīng)所述漏氣開關(guān)閥門35的數(shù)量為N個;保持步驟三中第二壓力傳感器15檢測 到的壓力為F 2的瓦斯正常抽采的過程，微控制器模塊41通過第一電磁閥驅(qū)動器45驅(qū)動N個 漏氣開關(guān)閥門35中的η個打開，依次取η為1、2、···、Ν，且η每取一個值，都取遍排列組合中 所有的可能情況，使N個漏氣開關(guān)閥門35中不同位置處的η個打開，對鉆孔不同位置以及不 同情況的漏氣進行模擬;每次模擬時，第三壓力傳感器26對探測管25內(nèi)的壓力進行實時檢 測并將檢測到的壓力傳輸給微控制器模塊41，微控制器模塊41將第三壓力傳感器26檢測到 的壓力通過RS-485通信電路模塊42傳輸給計算機40進行顯示和存儲;而且，每次模擬時，微 控制器模塊41通過第一電磁閥驅(qū)動器45驅(qū)動N個漏氣開關(guān)閥門35中的η個打開后，都在間隔 1~3分鐘后，通過第六電磁閥驅(qū)動器50驅(qū)動漏氣檢測閥門28打開，并在漏氣檢測閥門28打 開后，將漏氣檢測閥門28打開的信號通過RS-485通信電路模塊42傳輸給計算機40進行顯 示，實驗人員看到顯示在計算機40上的漏氣檢測閥門28打開的信號后，操作針筒29,使針筒 29的活塞向上運動，探測管25內(nèi)瓦斯通過第三連接管53進入三通管30內(nèi)，當針筒29的活塞 向上運動道極限位置后，實驗人員在計算機40上輸入漏氣檢測閥門28關(guān)閉的控制信號，計 算機40將漏氣檢測閥門28關(guān)閉的控制信號通過RS-485通信電路模塊42傳輸給微控制器模 塊41，微控制器模塊41通過第六電磁閥驅(qū)動器50驅(qū)動漏氣檢測閥門28關(guān)閉，并在漏氣檢測 閥門28關(guān)閉后，將漏氣檢測閥門28關(guān)閉的信號通過RS-485通信電路模塊42傳輸給計算機40 進行顯示，實驗人員看到顯示在計算機40上的漏氣檢測閥門28關(guān)閉的信號后，操作針筒29， 使針筒29的活塞向下運動，三通管30內(nèi)的瓦斯通過第四連接管39進入漏氣檢測瓦斯傳感器 31，漏氣檢測瓦斯傳感器31對瓦斯?jié)舛冗M行實時檢測并將檢測到的瓦斯?jié)舛葌鬏斀o微控制 器模塊41，微控制器模塊41將漏氣檢測瓦斯傳感器31檢測到的瓦斯?jié)舛韧ㄟ^RS-485通信電 路模塊42傳輸給計算機40進行顯示和存儲。
[0063]本實施例中，所述N的取值為6,即所述漏氣測量孔3和漏氣開關(guān)閥門35的數(shù)量均為 6個;6個所述漏氣測量孔3分別為漏氣測量孔AU漏氣測量孔A2、漏氣測量孔A3、漏氣測量孔 A4、漏氣測量孔A5和漏氣測量孔A6，步驟四中的各次模擬分別為：
[0064] (1)取η為1，取遍排列組合中所有的可能情況，使6個漏氣開關(guān)閥門35中不同 位置處的1個打開，對鉆孔不同位置處單個漏氣測量孔3漏氣進行模擬；
[0065] (2)取η為2,取遍排列組合Cf =15中所有的可能情況，使6個漏氣開關(guān)閥門35中不 同位置處的2個打開，對鉆孔不同位置處兩個漏氣測量孔3漏氣進行模擬；
[0066] (3)取η為3,取遍排列組合二20中所有的可能情況，使6個漏氣開關(guān)閥門35中不 同位置處的3個打開，對鉆孔不同位置處三個漏氣測量孔3漏氣進行模擬；
[0067] (4)取η為4,取遍排列組合C64=15中所有的可能情況，使6個漏氣開關(guān)閥門35中不 同位置處的4個打開，對鉆孔不同位置處四個漏氣測量孔3漏氣進行模擬；
[0068] (5)取η為5,取遍排列組合< =6中所有的可能情況，使6個漏氣開關(guān)閥門35中不同 位置處的5個打開，對鉆孔不同位置處五個漏氣測量孔3漏氣進行模擬；
[0069] (6)取η為6,取遍排列組合中所有的可能情況，即使6個漏氣開關(guān)閥門35全部 打開，對鉆孔六個漏氣測量孔3漏氣進行模擬。
[0070] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技 術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，其特征在于:包括瓦斯抽采 實驗室模擬裝置、瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬裝置和數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，所述 瓦斯抽采實驗室模擬裝置包括用于模擬瓦斯抽采鉆孔的有機玻璃管（1)、進氣系統(tǒng)和抽氣 系統(tǒng)，所述有機玻璃管（1)的一端連接有第一堵頭(5-1 )，所述有機玻璃管（1)的另一端連接 有第二堵頭(5-2)，所述有機玻璃管（1)上靠近第一堵頭(5-1)的部分設(shè)置有進氣孔(2)，所 述有機玻璃管（1)上靠近第二堵頭(5-2)的部分設(shè)置有出氣孔(4 )，所述有機玻璃管（1)上位 于進氣孔(2)與出氣孔(4)之間的部分均勻設(shè)置有多個漏氣測量孔(3)，所述漏氣測量孔(3) 上連接有漏氣測量管（34)，所述漏氣測量管（34)上連接有漏氣開關(guān)閥門（35);所述進氣系 統(tǒng)包括瓦斯氣體瓶(6)和緩沖袋（10)，所述緩沖袋(10)上連接有稀釋閥門（11)，所述緩沖袋 (10)的進氣口通過第一進氣管(7)與瓦斯氣體瓶(6)的出氣口連接，所述瓦斯氣體瓶(6)的 出氣口上連接有瓦斯氣體瓶開關(guān)閥（51)，所述第一進氣管(7)上設(shè)置有瓦斯調(diào)壓閥門（52)、 第一壓力傳感器(8)和進氣閥門（9)，所述緩沖袋(10)的出氣口通過第二進氣管(36)與進氣 孔(2)連接，所述第二進氣管(36)上通過第三進氣管(37)連接有進氣取樣袋（14)，所述第三 進氣管（37)上設(shè)置有進氣取樣閥門（12)，所述進氣取樣袋（14)上連接有進氣瓦斯傳感器 (13);所述抽氣系統(tǒng)包括第一真空栗（17)，所述第一真空栗（17)的進氣口通過第一抽氣管 (16)與出氣孔(4)連接，所述第一抽氣管（16)上設(shè)置有第二壓力傳感器(15)，所述第一真空 栗（17)的出氣口通過第二抽氣管(38)連接有抽氣取樣袋(20)，所述第二抽氣管(38)上設(shè)置 有抽氣取樣閥門（19)，所述抽氣取樣袋(20)上連接有抽氣瓦斯傳感器(21); 所述瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬裝置包括第二真空栗(33)、三通管（30)、 第一四通管（22)和第二四通管（24);所述第一四通管（22)的第一個連接端口與第二堵頭 (5-2)連接，所述第一四通管（22)的第二個連接端口通過第一連接管（32)與第二真空栗 (33)連接，所述第一四通管（22)的第三個連接端口上連接有密封塞(23 )，所述第一四通管 (22)的第三個連接端口與第一個連接端口相對設(shè)置，所述第二四通管(24)的第一個連接端 口上連接有穿過密封塞（23)伸入第一四通管（22)內(nèi)并伸入有機玻璃管（1)內(nèi)的探測管 (25 )，所述第二四通管（24)的第二個連接端口上連接有第三壓力傳感器(26 )，所述第二四 通管（24)的第三個連接端口通過第二連接管(27)與所述第一四通管(22)的第四個連接端 口連接，所述第二四通管（24)的第四個連接端口上連接有漏氣檢測閥門（28)，且通過第三 連接管(53)與三通管(30)的第一個連接端口連接，所述三通管(30)的第二個連接端口上連 接有針筒(29 )，所述三通管(30)的第三個連接端口上通過第四連接管(39)連接有漏氣檢測 瓦斯傳感器(31); 所述數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)包括計算機(40)、微控制器模塊(41)和與微控制器模塊(41)相 接且用于與計算機(40)連接并通信的RS-485通信電路模塊(42)，所述進氣瓦斯傳感器（13) 的輸出端、抽氣瓦斯傳感器(21)的輸出端和漏氣檢測瓦斯傳感器(31)的輸出端，以及第一 壓力傳感器(8)的輸出端、第二壓力傳感器（15)的輸出端和第三壓力傳感器(26)的輸出端 均與微控制器模塊(41)的輸入端連接，所述微控制器模塊(41)的輸出端接有用于接通或斷 開第一真空栗（17)的供電回路的第一繼電器(43)和用于接通或斷開第二真空栗(33)的供 電回路的第二繼電器(44)，所述第一繼電器(43)串聯(lián)在第一真空栗（17)的供電回路中，所 述第二繼電器(44)串聯(lián)在第二真空栗(33)的供電回路中。2. 按照權(quán)利要求1所述的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，其特征在 于:所述漏氣開關(guān)閥門（35)、稀釋閥門（11)、進氣閥門（9)、進氣取樣閥門（12)、抽氣取樣閥 門（19)、漏氣檢測閥門（28)和瓦斯調(diào)壓閥門（52)均為電磁閥，所述微控制器模塊(41)的輸 出端接有多個第一電磁閥驅(qū)動器(45)、第二電磁閥驅(qū)動器(46)、第三電磁閥驅(qū)動器(47)、第 四電磁閥驅(qū)動器(48)、第五電磁閥驅(qū)動器(49)、第六電磁閥驅(qū)動器(50)和第七電磁閥驅(qū)動 器（18)，多個所述漏氣開關(guān)閥門（35)分別與多個第一電磁閥驅(qū)動器(45)的輸出端連接，所 述稀釋閥門（11)與第二電磁閥驅(qū)動器(46)的輸出端連接，所述進氣閥門（9)與第三電磁閥 驅(qū)動器(47)的輸出端連接，所述進氣取樣閥門（12)與第四電磁閥驅(qū)動器(48)的輸出端連 接，所述抽氣取樣閥門（19)與第五電磁閥驅(qū)動器（49)的輸出端連接，所述漏氣檢測閥門 (28)與第六電磁閥驅(qū)動器(50)的輸出端連接，所述瓦斯調(diào)壓閥門（52)與第七電磁閥驅(qū)動器 (18)的輸出端連接。3. 按照權(quán)利要求1所述的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，其特征在 于:所述第二堵頭(5-2)上設(shè)置有螺紋孔，所述第一四通管(22)的第一個連接端口上設(shè)置有 外螺紋且通過螺紋連接到所述螺紋孔中的方式與第二堵頭(5-2)螺紋連接。4. 按照權(quán)利要求1所述的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，其特征在 于:所述第二四通管(24)的第二個連接端口內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述第三壓力傳感器(26)螺 紋連接在第二四通管(24)的第二個連接端口上。5. 按照權(quán)利要求1所述的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，其特征在 于:所述第二連接管(27)為軟管。6. 按照權(quán)利要求1所述的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng)，其特征在 于:所述微控制器模塊(41)為單片機。7. -種利用如按照權(quán)利要求2所述的煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬系統(tǒng) 進行煤礦瓦斯抽采鉆孔漏氣位置檢測實驗室模擬的方法，其特征在于，該方法包括以下步 驟： 步驟一、對有機玻璃管（1)進行抽真空，具體過程為:保持多個漏氣開關(guān)閥門（35)、稀釋 閥門（11)、進氣閥門（9)、進氣取樣閥門（12)和漏氣檢測閥門（28)均為關(guān)閉狀態(tài)，所述微控 制器模塊(41)通過第五電磁閥驅(qū)動器(49)驅(qū)動抽氣取樣閥門（19)打開，并控制第一繼電器 (43)接通第一真空栗（17)的供電回路，第一真空栗（17)啟動，對有機玻璃管（1)進行抽真 空，所述第二壓力傳感器(15)對第一抽氣管（16)內(nèi)的壓力進行實時檢測并將檢測到的壓力 傳輸給微控制器模塊(41)，微控制器模塊(41)將其接收到的壓力與預(yù)先設(shè)定的抽真空的負 壓閾值相比較，當其接收到的壓力達到抽真空的負壓閾值時，微控制器模塊(41)通過第五 電磁閥驅(qū)動器(49)驅(qū)動抽氣取樣閥門（19)關(guān)閉，并控制第一繼電器(43)斷開第一真空栗 (17)的供電回路，第一真空栗（17)停止抽真空，微控制器模塊(41)將此時第二壓力傳感器 (15)檢測到的壓力記為F〇并通過RS-485通信電路模塊(42)傳輸給計算機(40)進行顯示和 存儲； 步驟二、往有機玻璃管（1)內(nèi)沖入瓦斯氣體，具體過程為:打開瓦斯氣體瓶開關(guān)閥（51)， 所述微控制器模塊(41)通過第七電磁閥驅(qū)動器（18)驅(qū)動瓦斯調(diào)壓閥門（52)打開，對瓦斯氣 體瓶(6)內(nèi)輸出的瓦斯氣體壓力進行調(diào)節(jié)，第一壓力傳感器(8)對進入第一進氣管(7)內(nèi)的 瓦斯氣體壓力進行實時檢測并將檢測到的瓦斯氣體壓強傳輸給微控制器模塊(41)，微控制 器模塊(41)將其接收到的瓦斯氣體壓力與大氣壓力相比較，當瓦斯氣體壓力與大氣壓力相 等后，所述微控制器模塊(41)通過第三電磁閥驅(qū)動器(47)驅(qū)動進氣閥門（9)打開，通過第二 電磁閥驅(qū)動器(46)驅(qū)動稀釋閥門（11)打開，并通過第四電磁閥驅(qū)動器(48)驅(qū)動進氣取樣閥 門（12)打開，瓦斯氣體瓶(6)內(nèi)輸出的瓦斯氣體通過第一進氣管(7)進入緩沖袋（10)，與通 過稀釋閥門（11)進入緩沖袋（10)內(nèi)的空氣混合，使瓦斯氣體得到稀釋，稀釋后的瓦斯氣體 通過第二進氣管(36)和進氣孔(2)進入有機玻璃管（1)內(nèi)，進氣瓦斯傳感器(13)對瓦斯?jié)舛?進行實時檢測并將檢測到的瓦斯?jié)舛葌鬏斀o微控制器模塊(41)，待第二壓力傳感器（15)檢 測到的第一抽氣管（16)內(nèi)的壓力穩(wěn)定時，微控制器模塊(41)將此時第二壓力傳感器（15)檢 測到的壓力記為^并通過RS-485通信電路模塊(42)傳輸給計算機(40)進行顯示和存儲，并 將此時進氣瓦斯傳感器（13)檢測到的瓦斯?jié)舛韧ㄟ^RS-485通信電路模塊(42)傳輸給計算 機(40)進行顯示和存儲； 步驟三、瓦斯正常抽采過程中的瓦斯?jié)舛葴y定，具體過程為:保持進氣閥門（9)、稀釋閥 門（11)和進氣取樣閥門（12)均為打開狀態(tài)，所述微控制器模塊(41)通過第五電磁閥驅(qū)動器 (49)驅(qū)動抽氣取樣閥門（19)打開，并控制第一繼電器(43)接通第一真空栗（17)的供電回 路，第一真空栗（17)啟動，對有機玻璃管（1)進行瓦斯抽采，模擬煤礦瓦斯抽采的過程，所述 第二壓力傳感器（15)對第一抽氣管（16)內(nèi)的壓力進行實時檢測并將檢測到的壓力傳輸給 微控制器模塊(41)，抽氣瓦斯傳感器(21)對瓦斯?jié)舛冗M行實時檢測并將檢測到的瓦斯?jié)舛?傳輸給微控制器模塊(41)，微控制器模塊(41)將其接收到的壓力與預(yù)先設(shè)定的瓦斯抽采的 壓力閾值相比較，當其接收到的壓力達到瓦斯抽采的壓力閾值時，微控制器模塊(41)將此 時第二壓力傳感器（15)檢測到的壓力記為F 2并通過RS-485通信電路模塊(42)傳輸給計算 機(40)進行顯示和存儲，并將此時抽氣瓦斯傳感器(21)檢測到的瓦斯?jié)舛韧ㄟ^RS-485通信 電路模塊(42)傳輸給計算機(40)進行顯示和存儲； 步驟四、鉆孔不同位置以及不同情況漏氣的模擬，具體過程為:設(shè)漏氣測量孔(3)的數(shù) 量為N個，相應(yīng)所述漏氣開關(guān)閥門（35)的數(shù)量為N個;保持步驟三中第二壓力傳感器（15)檢 測到的壓力為^的瓦斯正常抽采的過程，微控制器模塊(41)通過第一電磁閥驅(qū)動器(45)驅(qū) 動N個漏氣開關(guān)閥門（35)中的η個打開，依次取η為1、2、一、1且11每取一個值，都取遍排列組 合中所有的可能情況，使Ν個漏氣開關(guān)閥門（35)中不同位置處的η個打開，對鉆孔不同位 置以及不同情況的漏氣進行模擬;每次模擬時，第三壓力傳感器(26)對探測管（25)內(nèi)的壓 力進行實時檢測并將檢測到的壓力傳輸給微控制器模塊(41)，微控制器模塊(41)將第三壓 力傳感器(26)檢測到的壓力通過RS-485通信電路模塊(42)傳輸給計算機(40)進行顯示和 存儲;而且，每次模擬時，微控制器模塊(41)通過第一電磁閥驅(qū)動器(45)驅(qū)動N個漏氣開關(guān) 閥門（35)中的η個打開后，都在間隔1~3分鐘后，通過第六電磁閥驅(qū)動器(50)驅(qū)動漏氣檢測 閥門（28)打開，并在漏氣檢測閥門（28)打開后，將漏氣檢測閥門（28)打開的信號通過RS-485 通信電路模塊 (42) 傳輸給計算機 (40) 進行顯示，實驗人員看到顯示在計算機 (40) 上的 漏氣檢測閥門（28)打開的信號后，操作針筒(29)，使針筒(29)的活塞向上運動，探測管(25) 內(nèi)瓦斯通過第三連接管（53)進入三通管（30)內(nèi)，當針筒（29)的活塞向上運動道極限位置 后，實驗人員在計算機(40)上輸入漏氣檢測閥門（28)關(guān)閉的控制信號，計算機(40)將漏氣 檢測閥門（28)關(guān)閉的控制信號通過RS-485通信電路模塊(42)傳輸給微控制器模塊(41)，微 控制器模塊(41)通過第六電磁閥驅(qū)動器(50)驅(qū)動漏氣檢測閥門（28)關(guān)閉，并在漏氣檢測閥 門（28)關(guān)閉后，將漏氣檢測閥門（28)關(guān)閉的信號通過RS-485通信電路模塊(42)傳輸給計算 機(40)進行顯示，實驗人員看到顯示在計算機(40)上的漏氣檢測閥門（28)關(guān)閉的信號后， 操作針筒(29)，使針筒(29)的活塞向下運動，三通管(30)內(nèi)的瓦斯通過第四連接管(39)進 入漏氣檢測瓦斯傳感器(31)，漏氣檢測瓦斯傳感器(31)對瓦斯?jié)舛冗M行實時檢測并將檢測 到的瓦斯?jié)舛葌鬏斀o微控制器模塊(41)，微控制器模塊(41)將漏氣檢測瓦斯傳感器(31)檢 測到的瓦斯?jié)舛韧ㄟ^RS-485通信電路模塊(42)傳輸給計算機(40)進行顯示和存儲。
【文檔編號】G09B25/02GK106057061SQ201610680939
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月17日
【發(fā)明人】張?zhí)燔? 宋爽, 李樹剛, 張超, 包若羽, 王乾, 張磊, 尚宏波, 魏文偉, 董曉剛, 石濤
【申請人】西安科技大學(xué)