專利名稱：連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，尤其適用于煤巷突出危險性大小的測定。
背景技術(shù)：
眾所周知，煤與瓦斯突出是發(fā)生在含高壓瓦斯的軟煤中的一種動力現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)突出，經(jīng)常會危及煤礦工人的性命。煤巷掘進(jìn)是在煤層中進(jìn)行的一種勞動過程，經(jīng)常會碰到煤與瓦斯突出，進(jìn)行煤巷突出預(yù)測對于避免突出的危害十分重要。在上世紀(jì)60年代，前蘇聯(lián)的И.B.包布洛夫就觀測到煤巷掘進(jìn)過程中能否突出與卸壓帶的長短密切相關(guān)。卸壓帶長，掘進(jìn)過程在卸壓帶內(nèi)進(jìn)行，一般不會發(fā)生突出；當(dāng)卸壓帶較短時，同樣進(jìn)尺的掘進(jìn)很容易將具有高壓瓦斯的軟煤突然暴露，導(dǎo)致突出。因此，煤巷工作面的突出危險性與煤巷工作面前方的卸壓帶分布有關(guān)。但是，多年來，各國進(jìn)行煤巷突出預(yù)測的方法主要是“點預(yù)測”，無法反映煤巷工作面前方卸壓帶的實際分布。國內(nèi)學(xué)者也曾提供過一套連續(xù)測定煤巷工作面鉆進(jìn)過程中的鉆屑量，打鉆功率，排屑?xì)怏w流量，瓦斯?jié)舛鹊葏?shù)的類似的預(yù)測裝置，但還沒有直接測定連續(xù)鉆進(jìn)過程中的瓦斯流量分布的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本實用新型的目的是提供一種能夠測定煤層鉆進(jìn)過程中、瓦斯流量隨鉆進(jìn)距離的分布情況，以適應(yīng)煤巷掘進(jìn)中突出預(yù)測需要的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置。
技術(shù)方案本實用新型連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，它由封孔裝置、固氣分離器、過濾器、煤屑控制器、連接有位移傳感器LXC的巖石電鉆、帶有防爆外殼的控制主機(jī)KZ和與其相連的計算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC構(gòu)成，固氣分離器的前部通過連接器與封孔裝置連接在一起，后部通過伸縮裝置導(dǎo)入固定在巖石電鉆上的鉆桿；在固氣分離器的頂部與過濾器相連，過濾器側(cè)面通過傳壓管與主機(jī)內(nèi)能夠感知過濾器過濾阻力的壓力傳感器相連；煤屑控制器設(shè)在固氣分離器的底部；巖石電鉆設(shè)在前后支撐架固定的導(dǎo)軌上。
本實用新型連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，所述的封孔裝置包括引氣管，設(shè)在引氣管頭部的擋頭，管內(nèi)的阻燃管，外部的密封膠囊、后部的擋盤和密封堵頭；所述的過濾器包括初始過濾器和與初始過濾器相連的精細(xì)過濾器；所述的連接器由承接管和連接頭構(gòu)成；所述的伸縮裝置由與固氣分離器相連的伸縮管連接頭、連接在伸縮管連接頭上的固定筒、套在固定筒內(nèi)的伸縮筒構(gòu)成；所述的位移傳感器LXC為帶有防爆外殼的每次測定位移量達(dá)2米的拉線式位移傳感器；所述的煤屑控制器由煤樣罐、設(shè)在煤樣罐下的排屑轉(zhuǎn)接頭和彈簧螺旋輸送機(jī)構(gòu)成，煤樣罐內(nèi)設(shè)有與主機(jī)KZ相連的兩個電容式料位開關(guān)CH5，彈簧螺旋輸送機(jī)由輸送膠管、設(shè)在膠管內(nèi)的輸送彈簧、排屑頭和傳遞動力的防爆電機(jī)構(gòu)成；所述的控制主機(jī)KZ內(nèi)并聯(lián)設(shè)置有測定瓦斯涌出量達(dá)到0～1020升/分的6個氣體流量傳感器和1個測量過濾器過濾阻力的壓力傳感器；所述的計算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC由防爆外殼和嵌入式計算機(jī)構(gòu)成，防爆外殼上設(shè)置了操作按鍵和視窗，操作按鍵上有防護(hù)蓋保護(hù)。。
有益效果本實用新型連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，由封孔裝置，固氣分離裝置，位移傳感器，主機(jī)，計算機(jī)數(shù)據(jù)采集器，巖石電鉆，支撐架及過濾器所組成。瓦斯流量測量范圍為0～1020升/分，鉆頭位移每次測量范圍達(dá)0～2米，能夠測定煤層鉆進(jìn)過程中、瓦斯流量隨鉆進(jìn)距離的分布情況，適應(yīng)煤巷掘進(jìn)中突出預(yù)測的需要，其結(jié)構(gòu)緊湊合理，操作方便，動態(tài)性能好，準(zhǔn)確度高，測定結(jié)果穩(wěn)定可靠，測定的結(jié)果能如實地反映連續(xù)鉆進(jìn)過程中沿程的瓦斯氣體流量分布，在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的實用性。通過對多次的煤巷工作面測定表明突出危險工作面與非突出煤層工作面的測定結(jié)果具有較大的差異，可以用于反映煤巷工作面前方卸壓帶的分布，以預(yù)測煤巷掘進(jìn)過程中的突出危險性預(yù)測。


圖1是本實用新型連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1中封孔裝置局部放大圖。
圖中1-引氣管，2-擋頭，3-陽燃管4-膠囊，5-擋盤，6-密封堵頭，7-連接頭，8-承接管，9-排屑頭，10-固氣分離器，11-伸縮管連接頭，12-固定筒，13-初始過濾器，14-煤屑控制器，15-連接頭，16-排屑轉(zhuǎn)接頭，17-底座，18-防爆電機(jī)，19-膠管，20-伸縮筒，21-推桿，22-巖石電鉆架，23-巖石電鉆，24-支撐架，25-橫梁，26-精細(xì)過濾器，27-通氣管，28-傳壓管，29、30、31、32-電纜，33-麻花鉆桿，34-輸送彈簧，KZ-主機(jī)，SC-計算機(jī)數(shù)據(jù)采集器，CH5-料位開關(guān)，LXC-位移傳感器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的一個實施例作進(jìn)一步的描述本實用新型連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，它主要由封孔裝置、固氣分離器10、過濾器、煤屑控制器14、連接有位移傳感器LXC的巖石電鉆23、帶有防爆外殼的控制主機(jī)KZ和與其相連的計算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC構(gòu)成。封孔裝置由引氣管1，設(shè)在引氣管1頭部的擋頭2，管內(nèi)的阻燃管3，外部的密封膠囊4、后部的擋盤5和密封堵頭6組成，用于收集鉆進(jìn)過程中從煤層中出來的煤屑和瓦斯氣體，將其置入打好的鉆孔封孔段中。固氣分離器10用于將煤屑與瓦斯氣體分離而不影響瓦斯流量的測定，將來自鉆孔的煤屑和瓦斯氣體分離，固氣分離器10的前部通過連接器與封孔裝置相連接，連接器由承接管8和連接頭7構(gòu)成，固氣分離器10的后部通過伸縮裝置導(dǎo)入固定在巖石電鉆23上的推桿21和鉆桿33，伸縮裝置由與固氣分離器10相連的伸縮管連接頭11、連接在伸縮管連接頭11上的固定筒12、套在固定筒12內(nèi)的伸縮筒20構(gòu)成。過濾器與固氣分離器10的頂部相連，側(cè)面通過傳壓管與主機(jī)內(nèi)能夠感知過濾器過濾阻力的壓力傳感器相連，過濾器設(shè)有初始過濾器13和精細(xì)過濾器26，精細(xì)過濾器26與初始過濾器13相連，并通過通氣管27與主機(jī)KZ相連，初始過濾器13上設(shè)置有與主機(jī)KZ相連的傳壓管28。煤屑控制器14設(shè)在固氣分離器10的底部，通過接頭15與固氣分離器10相連，煤屑控制器14由煤樣罐、設(shè)在煤樣罐下的排屑轉(zhuǎn)接頭16和彈簧螺旋輸送機(jī)構(gòu)成，煤樣罐內(nèi)設(shè)有與主機(jī)KZ相連的兩個電容式料位開關(guān)CH5，彈簧螺旋輸送機(jī)由輸送膠管19、設(shè)在膠管內(nèi)的輸送彈簧34、排屑頭9和傳遞動力的防爆電機(jī)18構(gòu)成。煤樣罐上的電容式料位開關(guān)CH5用于控制彈簧螺旋輸送機(jī)的開動和停止，始終保持煤樣罐中的煤屑在一定范圍內(nèi)波動，既防止瓦斯氣體從煤屑出口泄漏，又能防止煤屑的輸運(yùn)過程引起瓦斯氣體流量的波動。排屑轉(zhuǎn)接頭16下方設(shè)有防爆電機(jī)18和底座17，防爆電機(jī)18通過電纜30與主機(jī)KZ相連。巖石電鉆23設(shè)在前后支撐支架24固定的導(dǎo)軌22上，沿導(dǎo)軌向前移動，推動推桿21使麻花鉆桿33向煤層鉆進(jìn)，位移傳感器LXC位于巖石電鉆23的后部，用鋼絲繩與電鉆23尾部相連，位移傳感器LXC采用高精度的拉線式位移傳感器，能夠每次記錄0～2米內(nèi)的鉆頭位移量，測定精度在±5毫米以內(nèi)，用于測定打鉆過程中鉆頭的實時位移；位移傳感器LXC通過電纜31與主機(jī)KZ相連，前后支撐支架24上設(shè)有固定導(dǎo)軌22的橫梁25。控制主機(jī)KZ內(nèi)并聯(lián)設(shè)置有測定瓦斯涌出量達(dá)到0～1020升/分的6個高精度(＜3％FS)氣體流量傳感器，其響應(yīng)時間為60毫秒，能夠記錄0～1020升/分的瓦斯氣體流量；主機(jī)KZ中還設(shè)置有1個測量過濾器過濾阻力的壓力傳感器，可隨時測定過濾器前后的過濾阻力，如果過濾阻力增大，超過一定范圍，則提示需要進(jìn)行過濾網(wǎng)的清洗。計算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC由防爆外殼和嵌入式計算機(jī)構(gòu)成，防爆外殼上設(shè)置了操作按鍵和視窗，操作按鍵上有防護(hù)蓋保護(hù)，用于測試期間的數(shù)據(jù)記錄和顯示。主機(jī)KZ用塑料軟管與固氣分離器10相連，用電纜29與煤屑控制器14上的料位開關(guān)CH5相連，用電纜31與位移傳感器LXC相連，用電纜32與計算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC相連，對過濾后的瓦斯氣體流量、鉆頭的位移量進(jìn)行測定，并把測得的數(shù)據(jù)傳送給計算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC；計算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC將記錄整個測定期間的數(shù)據(jù)并顯示出來，各個帶電的部分都具有防爆功能。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，其特征在于它由封孔裝置、固氣分離器(10)、過濾器、煤屑控制器(14)、連接有位移傳感器(LXC)的巖石電鉆(23)、帶有防爆外殼的控制主機(jī)(KZ)和與其相連的計算機(jī)數(shù)據(jù)采集器(SC)構(gòu)成，固氣分離器(10)的前部通過連接器與封孔裝置連接在一起，后部通過伸縮裝置導(dǎo)入固定在巖石電鉆(23)上的推桿(21)和鉆桿(33)；在固氣分離器(10)的頂部與過濾器相連，過濾器的側(cè)面設(shè)有開孔，通過傳壓管與主機(jī)(KZ)內(nèi)能夠感知過濾器過濾阻力的壓力傳感器相連，煤屑控制器(14)設(shè)在固氣分離器(10)的底部，通過接頭(15)與固氣分離器(10)相連；巖石電鉆(23)設(shè)在前后支撐架(24)固定的導(dǎo)軌(22)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，其特征在于所述的封孔裝置包括引氣管(1)，設(shè)在引氣管(1)頭部的擋頭(2)，引氣管(1)內(nèi)的阻燃管(3)，外部的密封膠囊(4)、后部的擋盤(5)和密封堵頭(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，其特征在于所述的過濾器包括初始過濾器(13)和用管子與初始過濾器(13)相連的精細(xì)過濾器(26)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，其特征在于所述的伸縮裝置由與固氣分離器(10)相連的伸縮管連接頭(11)、連接在伸縮管連接頭(11)上的固定筒(12)、套在固定筒(12)內(nèi)的伸縮筒(20)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，其特征在于所述的位移傳感器(LXC)為帶有防爆外殼的每次測定位移量達(dá)2米的拉線式位移傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，其特征在于所述的煤屑控制器(14)由煤樣罐、設(shè)在煤樣罐下的排屑轉(zhuǎn)接頭(16)和彈簧螺旋輸送機(jī)構(gòu)成，煤樣罐內(nèi)設(shè)有與主機(jī)(KZ)相連的兩個電容式料位開關(guān)(CH5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，其特征在于所述的彈簧螺旋輸送機(jī)由輸送膠管(19)、設(shè)在膠管內(nèi)的輸送彈簧(34)、排屑頭(9)和傳遞動力的防爆電機(jī)(18)構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，其特征在于所述的控制主機(jī)(KZ)內(nèi)并聯(lián)設(shè)置有測定瓦斯涌出量達(dá)到0～1020升/分的6個氣體流量傳感器和1個測量過濾器過濾阻力的壓力傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，其特征在于所述的計算機(jī)數(shù)據(jù)采集器(SC)由防爆外殼和嵌入式計算機(jī)構(gòu)成，防爆外殼上設(shè)置了操作按鍵和視窗，操作按鍵上有防護(hù)蓋保護(hù)。
專利摘要一種連續(xù)鉆進(jìn)流量法預(yù)測煤巷突出裝置，由封孔裝置、固氣分離器、過濾器、煤屑控制器、連接有位移傳感器LXC的巖石電鉆、帶有防爆外殼的控制主機(jī)KZ和與其相連的計算機(jī)數(shù)據(jù)采集器SC構(gòu)成，固氣分離器的前部通過連接器與封孔裝置連接在一起，后部通過伸縮裝置導(dǎo)入固定在巖石電鉆上的推桿及鉆桿；在固氣分離器的頂部與過濾器相連，過濾器側(cè)面通過傳壓管與主機(jī)內(nèi)能夠感知過濾器過濾阻力的壓力傳感器相連，煤屑控制器設(shè)在固氣分離器的下部，巖石電鉆設(shè)在由前后支撐架固定的導(dǎo)軌上。其主機(jī)測量瓦斯流量的范圍為0～1020升/分，每次測量鉆頭位移的范圍為0～2.0米，其結(jié)構(gòu)緊湊合理，動態(tài)性能好，準(zhǔn)確度高，測定結(jié)果穩(wěn)定可靠，具有廣泛的實用性。
文檔編號E21F5/00GK2918739SQ200620071240
公開日2007年7月4日 申請日期2006年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月2日
發(fā)明者蔣承林, 陳松立, 呂淑文 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)