CN103018133A - 瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置及测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置及测定方法，包括U形液体柱压差测量计、第一气路转换阀和第二气路转换阀，第一气路转换阀为连通大气、液体柱压差测量计左端口和解吸室的三通换向阀，解吸室内设煤样杯且顶部开口内设有密闭塞；第二气路转换阀为连通大气、液体柱压差测量计右端口和集气室的三通换向阀，集气室连接有流量调节阀和进气管连接头。本发明是一种瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置及测定方法。
Description
技术领域
本发明涉及瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置及测定方法。
背景技术
煤与瓦斯突出是煤矿井下严重灾害之一，一旦发生，极易造成人员伤亡和财产损失，对安全生产具有重大影响。为了保证作业人员安全和及时采取防治措施，必须准确预测工作面的突出危险性。瓦斯q值和Δh2值是主要的工作面突出危险性预测指标。目前煤矿井下一般采用气体流量计测定瓦斯q值，采用解吸仪测定Δh2值，测定装置功能单一，一台仪器不能同时测定q值和Δh2值；现有各类q值测定仪存在着操作复杂、使用不方便、测试结果误差大等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置及测定方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置，包括U形液体柱压差测量计、第一气路转换阀和第二气路转换阀，第一气路转换阀为连通大气、液体柱压差测量计左端口和解吸室的三通换向阀，解吸室内设煤样杯且顶部开口内设有密闭塞；第二气路转换阀为连通大气、液体柱压差测量计右端口和集气室的三通换向阀，集气室连接有流量调节阀和进气管连接头。
形液体柱压差测量计、第一气路转换阀、第二气路转换阀和解吸室均设置于壳体内，壳体内还设有水平仪。
所述壳体为“回”字形的块体，壳体的内方口位于液体柱压差测量计的U形口内，液体柱压差测量计由壳体内设置的U形量腔构成，第一气路转换阀位于液体柱压差测量计左端口上方，液体柱压差测量计左端一侧的壳体上设有构成解吸室的解吸室槽，煤样杯放置于解吸室槽内，解吸室槽的高度大于煤样杯的高度，密闭塞位于解吸室槽的槽口处；第二气路转换阀位于液体柱压差测量计右端口上方，液体柱压差测量计右端一侧的壳体内设有构成集气室的柱状集气室腔，进气管连接头位于壳体外且连接在集气室一端，流量调节阀位于壳体的内方口内。
流量调节阀包括底座、调节盘和防护罩，底座顶端与外壳螺纹连接，调节盘设置于底座与防护罩之间，并且调节盘的两盘面分别与底座的底面和防护罩的顶面相贴合，防护罩通过固定螺栓与底座连接，调节盘套设于固定螺栓上；底座内设有与集气室连通的排气通道，调节盘上设有不同口径的调节排气口；在防护罩上设有出气口，出气口与调节排气口对应设置。
所述液体柱压差测量计为水柱计。
瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定方法，包括如下步骤：（1）先设置上述瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置，使U形液体柱压差测量计处于铅垂状态，液体柱压差测量计归零；（2）开始测定前，先将解吸室密闭塞打开，取出煤样杯；通过第一气路转换阀，液体柱压差测量计的左端口、大气及解吸室三者相通；通过第二气路转换阀，使集气室与液体柱压差测量计的右端口相通，并与大气隔绝；流量调节阀处于最大排气口径档位处；准备好两块秒表并归零；（3）当钻孔即将打至预定深度时，立即启动第一块秒表计时，并在钻孔孔口接取煤样，筛分后装入煤样杯中，将煤样杯放入解吸室中，并将解吸室密闭塞塞紧；（4） 当钻孔打至预定深度时，立即启动第二块秒表计时，快速拔出钻杆并将带封孔器的导气管插入钻孔内，将钻孔密封，用软管连接导气管和进气管连接头；由大到小调整流量调节阀的档位，观测液体柱压差测量计内液体的压差；瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置在投入使用前，先在标准流量台上对不同口径的调节排气口流量与压差的关系进行标校，制成流量标定表；根据流量标定表判定瓦斯q值大小，在2min内完成瓦斯q值的测定；（5）瓦斯q值测定结束后，拔掉与进气管连接头相连的软管；（6）当第一块秒表计时至3min时，通过第一气路转换阀，使液体柱压差测量计的左端口及解吸室相通，并与大气隔绝，当第一块秒表计时至5min时，立即读出液体柱压差测量计内液体的压差，即为Δh2值。
本发明与现有技术相比有以下优点：（1）体积小，方便携带；（2）操作简单，功能全，减少了更换测定装置的麻烦；（3）设有水平仪，可以直观的看出测定仪器是否处于铅垂状态，提高读数精度；（4）流量调节阀切换方便，通过旋转调节盘即可选择不同口径的喷嘴。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是实施例1中流量调节阀的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
由图1所示的一种瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置，包括壳体9和壳体9内设置的U形液体柱压差测量计8、第一气路转换阀1、第二气路转换阀21、解吸室25和集气室14。所述壳体9为“回”字形的块体，壳体9由透明的有机玻璃制成，液体柱压差测量计8由壳体9内设置的U形液体测量腔构成，U形液体测量腔的U形口朝上，U形液体测量腔对应的壳体9上设置刻度。U形液体柱压差测量计8的端口左右设置，液体柱压差测量计8为水柱计，所以U形液体测量腔内设置的测量液体为水10。壳体9的内方口13位于液体柱压差测量计8的U形口内。液体柱压差测量计8下方的壳体9内嵌有水平仪11，水平仪11为条状水泡式水平仪，水平仪11与液体柱压差测量计8左右两伸出端的延伸方向相垂直。
所述第一气路转换阀1为连通大气、液体柱压差测量计左端口7和所述解吸室25的三通换向阀，第一气路转换阀1位于液体柱压差测量计左端口7上方，液体柱压差测量计8左端一侧的壳体9顶面上开设有构成所述解吸室25的解吸室槽，解吸室25内设煤样杯23且其顶部开口内设有密闭旋塞24，即煤样杯23放置于解吸室槽内，解吸室槽的高度大于煤样杯23的高度，密闭旋塞24位于解吸室槽的槽口处；
所述第一气路转换阀1包括壳体9顶面设置的阀槽一，阀槽一底端与液体柱压差测量计左端口7连通，阀槽一顶口处螺纹连接有阀盖一4，阀盖一4上设有第一活塞杆插入口3，第一活塞杆插入口3内插有第一活塞杆5，第一活塞杆5与第一活塞杆插入口3之间留有间隙，伸出阀盖一4的第一活塞杆5顶端设有拉手一2，位于阀槽一内的第一活塞杆5底端设有挡块一6，挡块一6的底面轮廓大于液体柱压差测量计左端口7，挡块一6的顶面轮廓大于第一活塞杆插入口3，挡块一6的外轮廓与阀槽一壁留有间隙，阀槽一的侧壁与解吸室槽的侧壁之间的壳体9内开设有水平连通通道36，连通通道36用于连通阀槽一与解吸室25，连通通道36一端连接在煤样杯23与密闭旋塞24之间的解吸室槽的侧壁上。所以，当挡块一6位于阀槽内最顶端，完全覆盖第一活塞杆插入口3，解吸室25与液体柱压差测量计左端口7连通，与大气隔绝；当挡块一6位于阀槽一内的中间部位，大气、解吸室25与液体柱压差测量计左端口7三者连通；当挡块一6位于阀槽一内的最底端，完全覆盖液体柱压差测量计左端口7，则U形液体柱压差测量计左端口7完全封闭。
所述第二气路转换阀21为连通大气、液体柱压差测量计右端口15和所述集气室14的三通换向阀，第二气路转换阀21位于液体柱压差测量计右端口15上方，液体柱压差测量计8右端一侧的壳体9内设有构成集气室14的柱状集气室腔，集气室腔平行液体柱压差测量计8右伸出端。集气室14连接有流量调节阀12和进气管连接头22，所述进气管连接头22位于壳体9顶面外且连接在集气室14顶端，所述流量调节阀12连接于集气室14底端且位于壳体9的内方口13内；
所述第二气路转换阀21包括壳体9顶面设置的阀槽二，阀槽二底端与液体柱压差测量计右端口15连通，阀槽二顶口处螺纹连接有阀盖二18，阀盖二18上设有第二活塞杆插入口19，第二活塞杆插入口19内插有第二活塞杆17，第二活塞杆17与第二活塞杆插入口19之间留有间隙，伸出阀盖二18的第二活塞杆17顶端设有拉手二20，位于阀槽二内的第二活塞杆17底端设有挡块二16，挡块二16的底面轮廓大于液体柱压差测量计右端口15，挡块二16的顶面轮廓大于第二活塞杆插入口19，挡块二16的外轮廓与阀槽二壁留有间隙，阀槽二的侧壁与集气室腔的中部侧壁之间的壳体9内也开设有水平连通通道35，连通通道35用于连通阀槽二与集气室14。所以，当挡块二16位于最顶端，完全覆盖第二活塞杆插入口19，集气室14与液体柱压差测量计右端口15连通，与大气隔绝；当挡块二16位于阀槽二中间，大气、集气室14与液体柱压差测量计右端口15三者连通；当挡块二16位于阀槽二最底端，完全覆盖液体柱压差测量计右端口15，则U形液体柱压差测量计8右端完全封闭。
如图2所示，流量调节阀12包括底座26、调节盘30和防护罩37，底座26顶端与壳体9内方口13的顶面螺纹连接，调节盘30设置于底座26与防护罩37之间，防护罩37为圆形槽状，并且调节盘30的两盘面分别与底座26的底面和防护罩37的顶面相贴合，防护罩37通过固定螺栓与底座26连接，调节盘30与固定螺栓之间设有隔离套34，隔离套34套设于固定螺栓33外圈，调节盘30通过隔离套34套设于固定螺栓33上；底座26内设有用于与集气室14连通的排气通道27，调节盘30上对应排气通道27在底座26上的底面出口设有调节排气口31，调节排气口31用于与排气通道27连通，排气通道27在底座26上的底面出口处的内圈设有内套管28，内套管28外圈的底座26底面设有密封圈槽，密封圈槽内设有环绕在内套管28周圈的O型密封圈29。调节排气口31围绕固定螺栓33至少设置两个，不同的调节排气口31的排气口径大小不同，在本例中，调节排气口31依次围绕固定螺栓33周圈设置五个并且其排气口径依次增大，即形成五个调节档位，排气口径越大，流量调节阀12的流量也越大，防护罩37对应调节排气口31设有与调节排气口31连通的出气口32。即气体可从集气室14经过排气通道27、调节排气口31和出气口32排出。防护罩37可设置定位机关，转动调节盘30，使调节盘30上的调节排气口31与底座26上的排气通道27连通，可选择合理的排气档位。
实施例2：
瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定方法，根据测定方法的要求，瓦斯q值应在钻孔打至预定深度停止钻进后2min内完成，瓦斯Δh2值应在接取煤钻屑3min后开始测定4~5min内的解吸量。本发明利用瓦斯q值和Δh2值的测定时间差，先测定瓦斯q值，再测定Δh2值。
具体包括如下步骤：（1）先设置如实施例1所述的瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置，通过水平仪11，使U形液体柱压差测量计8处于铅垂状态并且U型口朝上，液体柱压差测量计8归零，以提高读数精度；（2）开始测定前，先将解吸室25密闭旋塞24打开，取出煤样杯23；通过拉动第一活塞杆5使第一气路转换阀1的挡块一6位于阀槽一的中间位置，使液体柱压差测量计8的左端口7、大气及解吸室25三者相通；通过拉动第二活塞杆17使第二气路转换阀21的挡块二16位于阀槽二的顶端，使集气室14与液体柱压差测量计8的右端口相通，并与大气隔绝；流量调节阀12处于最大排气口径档位处；准备好两块秒表并归零；（3）当钻孔即将打至预定深度时，立即启动第一块秒表计时，并在钻孔孔口接取煤样，筛分后装入煤样杯23中，将煤样杯23放入解吸室25中，并将解吸室25密闭旋塞24塞紧；（4）当钻孔打至预定深度时，立即启动第二块秒表计时，快速拔出钻杆并将带封孔器的导气管插入钻孔内，使封孔器膨胀将钻孔密封，用软管连接导气管和进气管连接头22；由大到小调整流量调节阀12的档位，选择合理档位，观测液体柱压差测量计8内左右两端液体的压差。瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置在投入使用前，先在标准流量台上对不同口径的调节排气口流量与压差的关系进行标校，制成流量标定表，流量标定表具体可依次测定每个调节排气口31分别在压差为10、20、30、40、……200mm时的流量大小；根据流量标定表判定瓦斯q值大小，在2min内完成瓦斯q值的测定；（5）瓦斯q值测定结束后，立即拔掉与进气管连接头22相连的软管；（6）当第一块秒表计时至3min时，通过拉动第一活塞杆5使第一气路转换阀1的挡块位于阀槽一内的顶端，使液体柱压差测量计8的左端口7及解吸室25相通，并与大气隔绝，当第一块秒表计时至5min时，立即读出液体柱压差测量计8内左右两端液体的压差，即为Δh2值。
Claims (6)
1.一种瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置，其特征在于：包括U形液体柱压差测量计、第一气路转换阀和第二气路转换阀，第一气路转换阀为连通大气、液体柱压差测量计左端口和解吸室的三通换向阀，解吸室内设煤样杯且顶部开口内设有密闭塞；第二气路转换阀为连通大气、液体柱压差测量计右端口和集气室的三通换向阀，集气室连接有流量调节阀和进气管连接头。
2.如权利要求1所述的瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置，其特征在于：U形液体柱压差测量计、第一气路转换阀、第二气路转换阀和解吸室均设置于壳体内，壳体内还设有水平仪。
3.如权利要求2所述的瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置，其特征在于：所述壳体为“回”字形的块体，壳体的内方口位于液体柱压差测量计的U形口内，液体柱压差测量计由壳体内设置的U形量腔构成，第一气路转换阀位于液体柱压差测量计左端口上方，液体柱压差测量计左端一侧的壳体上设有构成解吸室的解吸室槽，煤样杯放置于解吸室槽内，解吸室槽的高度大于煤样杯的高度，密闭塞位于解吸室槽的槽口处；第二气路转换阀位于液体柱压差测量计右端口上方，液体柱压差测量计右端一侧的壳体内设有构成集气室的柱状集气室腔，进气管连接头位于壳体外且连接在集气室一端，流量调节阀位于壳体的内方口内。
4.如权利要求1-3任一项所述的瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置，其特征在于：流量调节阀包括底座、调节盘和防护罩，底座顶端与外壳螺纹连接，调节盘设置于底座与防护罩之间，并且调节盘的两盘面分别与底座的底面和防护罩的顶面相贴合，防护罩通过固定螺栓与底座连接，调节盘套设于固定螺栓上；底座内设有与集气室连通的排气通道，调节盘上设有不同口径的调节排气口；在防护罩上设有出气口，出气口与调节排气口对应设置。
5.如权利要求4所述的瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置，其特征在于：所述液体柱压差测量计为水柱计。
6.瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）先设置如权利要求1-3任一项所述的瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置，使U形液体柱压差测量计处于铅垂状态，液体柱压差测量计归零；（2）开始测定前，先将解吸室密闭塞打开，取出煤样杯；通过第一气路转换阀，液体柱压差测量计的左端口、大气及解吸室三者相通；通过第二气路转换阀，使集气室与液体柱压差测量计的右端口相通，并与大气隔绝；流量调节阀处于最大排气口径档位处；准备好两块秒表并归零；（3）当钻孔即将打至预定深度时，立即启动第一块秒表计时，并在钻孔孔口接取煤样，筛分后装入煤样杯中，将煤样杯放入解吸室中，并将解吸室密闭塞塞紧；（4） 当钻孔打至预定深度时，立即启动第二块秒表计时，快速拔出钻杆并将带封孔器的导气管插入钻孔内，将钻孔密封，用软管连接导气管和进气管连接头；由大到小调整流量调节阀的档位，观测液体柱压差测量计内液体的压差；瓦斯突出指标q值和Δh2值一体化测定装置在投入使用前，先在标准流量台上对不同口径的调节排气口流量与压差的关系进行标校，制成流量标定表；根据流量标定表判定瓦斯q值大小，在2min内完成瓦斯q值的测定；（5）瓦斯q值测定结束后，拔掉与进气管连接头相连的软管；（6）当第一块秒表计时至3min时，通过第一气路转换阀，使液体柱压差测量计的左端口及解吸室相通，并与大气隔绝，当第一块秒表计时至5min时，立即读出液体柱压差测量计内液体的压差，即为Δh2值。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130403 |