CN104989383A - 瓦斯压力测量装置和瓦斯压力测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种瓦斯压力测量装置和瓦斯压力测量系统，其中，瓦斯压力测量装置包括：侧面设置有与测压管连接的气体输入口的气体分离罐；所述气体分离罐的上端与高压气筒的下侧焊接连接；所述高压气筒的下端设置有管板，且所述管板与所述气体分离罐的连接处设计成弧形结构；在所述管板的下面，且在所述气体输入口上方设置有气水分离器；所述管板上设置有在所述气水分离器分离后的气体输入至所述高压气筒的阀门；所述高压气筒的顶端设置有气体输出口；所述气体分离罐的底端设置有液体排出口，所述液体排出口设有浮球开关。本发明提供的瓦斯压力测量装置，可以获得煤层瓦斯压力的准确值，提高了煤层突出危险性预测的准确性。

Description

瓦斯压力测量装置和瓦斯压力测量系统

技术领域

本发明涉及煤矿监测技术领域，尤其涉及一种瓦斯压力测量装置和瓦斯压力测量系统。

背景技术

在煤矿井下采掘过程中，在煤和地应力的作用下，可能会突然从煤岩体内喷出大量的煤岩与瓦斯的动力现象，这称之为煤与瓦斯突出，且发生煤与瓦斯突出的煤层称为突出煤层。由于可能出现煤与瓦斯突出，因此对于突出煤层的开采，必须先对煤层进行突出危险性评估，其中，煤层瓦斯压力的大小是评估煤层突出危险性和探测煤层瓦斯含量大小的一个重要指标，根据这个指标进而采取相应的防突措施和瓦斯抽采方式。

目前，测量煤层瓦斯压力的大小的方法主要为：在煤层中钻孔形成测压孔，将测压管插入测压孔中，将压力表与测压管连接，读取压力表的数据作为煤层瓦斯压力。

然而，由于测压管直接输出的是含有瓦斯和高压水气的混合气体，而上述方式测定的煤层瓦斯压力，实际上是煤层中瓦斯压力和高压水气压力的混合值，因此，造成了获得的煤层瓦斯压力不准确的问题，从而降低了煤层突出危险性预测的准确性。

发明内容

本发明提供一种瓦斯压力测量装置和瓦斯压力测量系统，可以获得煤层瓦斯压力的准确值，提高了煤层突出危险性预测的准确性。

本发明提供的瓦斯压力测量装置，包括

侧面设置有与测压管连接的气体输入口的气体分离罐；所述气体分离罐的上端与高压气筒的下侧焊接连接；所述高压气筒的下端设置有管板，且所述管板与所述气体分离罐的连接处设计成弧形结构；在所述管板的下面，且在所述气体输入口上方设置有气水分离器；所述管板上设置有在所述气水分离器分离后的气体输入至所述高压气筒的阀门；所述高压气筒的顶端设置有气体输出口；

所述气体分离罐的底端设置有液体排出口，所述液体排出口设有浮球开关。

可选的，所述气水分离器包括至少一个设置有丝网结构的过滤板，所述过滤板设置在所述气体输入口上方，以及所述管板的下面，且与所述气体分离罐的连接处设计成弧形结构。

可选的，所述气水分离器包括：焊接在所述管板下面的箱体，所述箱体上包括进气口和排水口，且所述箱体中设置有滤芯。

可选的，所述气水分离器包括：焊接在所述管板下面的箱体，所述箱体的至少一面为丝网结构的过滤板。

可选的，所述浮球开关包括：与所述液体排出口连接的放水滑面阀、与所述放水滑面阀连接的浮球、以及与所述浮球连接的浮球滑竿；

其中，所述浮球滑竿的一端与所述气体分离罐的内侧壁连接。

可选的，包括：用于固定支撑所述气体分离罐的支撑座；

所述支撑座与所述气体分离罐的下侧焊接连接。

可选的，所述气体输入口为6分高压油管接头。

可选的，所述阀门为高压单向阀。

可选的，所述气体分离罐的高度为410厘米；所述高压气筒的高度为70厘米。

本发明提供的瓦斯压力测量系统，包括：如上述任一所述的瓦斯压力测量装置，以及通过气管与所述瓦斯压力测量装置的气体输出口连接的压力表。

本实施例提供的瓦斯压力测量装置和瓦斯压力测量系统，该瓦斯压力测量装置设置有侧面设置有与测压管连接的气体输入口的气体分离罐，由液态水、瓦斯气体和雾沫形态高压水气组成的混合水气通过气体输入口进入到气体分离罐中，根据液态水与气体的密度不同在气体分离罐中进行了第一次气水分离，一次分离后的瓦斯气体通过设置在管板下面且在气体输入口上方的气水分离器进行了第二次气水分离，二次分离后的瓦斯气体通过管板上设置的阀门进入高压气筒，而且，通过浮球开关可以实现自动将分离出的，且存放在气体分离罐中的水进行排放，以保证气体分离罐中的压力。由于进行了两次气水分离，因此，使得进入到高压气筒中的瓦斯气体较为纯净，从而提高了获取煤层瓦斯压力的准确性，进而提高了煤层突出危险性预测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的瓦斯压力测量装置的剖面示意图；

图2为本发明实施例二提供的瓦斯压力测量装置的剖面示意图；

图3为本发明实施例一提供的瓦斯压力测量系统的结构示意图。

附图标记说明：

11：气体输入口；                   13：管板；

15：阀门；                         17：气体输出口；

19：液体排出口；                   21：浮球开关；

23：放水滑面阀；                   25：浮球；

27：浮球滑竿；                     31：过滤板；

41：支撑座；                       101：气体分离罐；

103：高压气筒；                    105：气水分离器；

300：瓦斯压力测量装置；            400：压力表。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的瓦斯压力测量装置的剖面示意图。如图1所示，本实施例提供的瓦斯压力测量装置，可以包括：侧面设置有与测压管连接的气体输入口11的气体分离罐101，气体分离罐101的上端与高压气筒103的下侧焊接连接，高压气筒103的下端设置有管板13，且管板13与气体分离罐101的连接处设计成弧形结构。在管板13的下面，且在气体输入口11上方设置有气水分离器105。管板13上设置有在气水分离器105分离后的气体输入至高压气筒103的阀门15。高压气筒103的顶端设置有气体输出口17。

气体分离罐101的底端设置有液体排出口19，液体排出口19设有浮球开关21。

本实施例提供的瓦斯压力测量装置，工作原理如下：

在煤层中钻孔插入测压管，通过测压管输出了由液态水、瓦斯气体和雾沫形态高压水气组成的混合水气，这种混合水气通过与测压管连接的气体输入口11进入到气体分离罐101中，由于液体的密度大于气体的密度，所以，液态水将自动流向气体分离罐101的底部，瓦斯气体和雾沫形态高压水气组成的混合气体将自动流向气体分离罐101的顶部，完成了由瓦斯气体和雾沫形态高压水气组成的混合气体与液态水的第一次气水分离。

随着混合气体的不断上升，混合气体将进入气水分离器105。气水分离器105位于管板13和气体输入口11之间，用于分离瓦斯气体和雾沫形态高压水气，再次分离后的气体将通过管板13上设置的阀门15进入高压气筒103，分离后的水留在气体分离罐101中，即，通过气水分离器105完成了瓦斯气体和雾沫形态高压水气的第二次气水分离。其中，阀门15的数目本实施例不加以限制。

可见，通过两次气水分离，使得进入到高压气筒103中的气体较为纯净，而且，随着测试的进行，进入到高压气筒103中的气体中，瓦斯气体所占的比例将逐渐升高，在预设时间后，高压气筒103中的气体为纯瓦斯气体，此时，通过对气体输出口17输出的纯瓦斯气体进行测试，可以获得煤层中纯瓦斯气体的准确稳定的压力值，进而可以提升煤层突出危险性预测的准确性。

在测试过程中，气体分离罐101底部的液态水将逐渐增多，当气体分离罐101底部的液态水达到预设值时，浮球开关21将打开，气体分离罐101底部的液态水将通过液体排出口19排出，实现瓦斯压力测量装置的自动排水。当气体分离罐101底部的液态水排出一定量后，浮球开关21将关闭，排水停止，以保证气体分离罐101中的气体不会排出，保证测试持续不断的进行。

可选的，气体输入口11为6分高压油管接头。

可选的，阀门15为高压单向阀。高压单向阀根据阀门两端的压力差来控制阀门是否打开，在进行第二次气水分离的过程中，瓦斯气体和高压水气组成的混合气体的压力大于通过气水分离器105分离后的气体的压力，所以，通过气水分离器105分离后的气体可以通过高压单向阀进入到高压气筒103中，而且，在瓦斯压力测量装置自动排水过程中，高压气筒103中的气体不会重新进入气体分离罐101中，进一步保证了测试的准确性。

可选的，气体分离罐101的高度为410厘米，高压气筒103的高度为70厘米。

可选的，气体分离罐101的直径为220厘米。

需要说明的是，本实施例提供的瓦斯压力测量装置，各部件均为耐高压器件。而且，图1中仅示例性示出了浮球开关21的结构，本实施例中的浮球开关21可以是实现自动排水功能的任意结构，本实施例对此不加以限制。

本实施例提供的瓦斯压力测量装置，设置有侧面设置有与测压管连接的气体输入口的气体分离罐，由液态水、瓦斯气体和雾沫形态高压水气组成的混合水气通过气体输入口进入到气体分离罐中，根据液态水与气体的密度不同在气体分离罐中进行了第一次气水分离，一次分离后的瓦斯气体通过设置在管板下面且在气体输入口上方的气水分离器进行了第二次气水分离，二次分离后的瓦斯气体通过管板上设置的阀门进入高压气筒，而且，通过浮球开关可以实现自动将分离出的，且存放在气体分离罐中的水进行排放，以保证气体分离罐中的压力。由于进行了两次气水分离，因此，使得进入到高压气筒中的气体较为纯净，从而提高了获取煤层瓦斯压力的准确性，进而提高了煤层突出危险性预测的准确性。

图2为本发明实施例二提供的瓦斯压力测量装置的剖面示意图，本实施例在实施例一的基础上，提供了瓦斯压力测量装置的另一种结构。如图2所示，本实施例提供的瓦斯压力测量装置，可以包括：

侧面设置有与测压管连接的气体输入口11的气体分离罐101，气体分离罐101的上端与高压气筒103的下侧焊接连接，高压气筒103的下端设置有管板13，且管板13与气体分离罐101的连接处设计成弧形结构。在管板13的下面，且在气体输入口11上方设置有气水分离器105。管板13上设置有在气水分离器105分离后的气体输入至高压气筒103的阀门15。高压气筒103的顶端设置有气体输出口17。

其中，气水分离器105可以为设置有丝网结构的过滤板31，过滤板31设置在气体输入口11上方，以及管板13的下面，且与气体分离罐101的连接处设计成弧形结构。其中，过滤板31的数目本实施例不加以限制。

气体分离罐101的底端设置有液体排出口19，液体排出口19设有浮球开关。浮球开关可以包括：与液体排出口19连接的放水滑面阀23、与放水滑面阀23连接的浮球25、以及与浮球25连接的浮球滑竿27，其中，浮球滑竿27的一端与气体分离罐101的内侧壁连接。

瓦斯压力测量装置还包括，用于固定支撑气体分离罐101的支撑座41，支撑座41与气体分离罐101的下侧焊接连接。需要说明的是，本实施例对于支撑座41的形态不加以限制。

本实施例提供的瓦斯压力测量装置，工作原理与实施例一相同，在此不再赘述。

在本实施例中，提供了气水分离器105的一种具体实现方式，气水分离器105包括至少一层丝网结构的过滤板31，当瓦斯气体和雾沫形态高压水气逐渐上升通过过滤板31时，在雾沫惯性的基础上，雾沫与丝网细丝相互碰撞，在丝网细丝的表面上雾沫将会凝聚，并且逐渐增大形成液滴，直至液滴的重力大于气体上升浮力与液滴表面张力的合力时，液滴就会从丝网细丝上分离下来，落至气水分离器101的底部，从而完成了瓦斯气体和雾沫形态高压水气的第二次气水分离，分离后的气体将通过管板13上设置的阀门15进入高压气筒103。

在本实施例中，提供了浮球开关的一种具体实现方式，当气体分离罐101底部的液态水达到预设值时，浮球25上浮离开放水滑面阀23，液体排出口19打开，气体分离罐101底部的液态水将通过液体排出口19排出，实现瓦斯压力测量装置的自动排水。当气体分离罐101底部的液态水排出一定量后，浮球25下降与放水滑面阀23连接，液体排出口19关闭，排水停止。

本实施例提供的瓦斯压力测量装置，设置有侧面设置有与测压管连接的气体输入口的气体分离罐，由液态水、瓦斯气体和雾沫形态高压水气组成的混合水气通过气体输入口进入到气体分离罐中，根据液态水与气体的密度不同在气体分离罐中进行了第一次气水分离，一次分离后的瓦斯气体通过设置在管板下面且在气体输入口上方的气水分离器进行了第二次气水分离，二次分离后的瓦斯气体通过管板上设置的阀门进入高压气筒，而且，通过浮球开关可以实现自动将分离出的，且存放在气体分离罐中的水进行排放，以保证气体分离罐中的压力。由于进行了两次气水分离，因此，使得进入到高压气筒中的气体较为纯净，从而提高了获取煤层瓦斯压力的准确性，进而提高了煤层突出危险性预测的准确性。

需要说明的是，图2所示实施例仅提供了气水分离器105的一种实现方式，气水分离器105除了图2所示的一种实现方式外，还可以是其他的实现方式。

进一步的，在本发明实施例三中，作为气水分离器105的另一种实现方式，气水分离器105可以包括：焊接在管板13下面的箱体，箱体上包括进气口和排水口，且箱体中设置有滤芯。

通过这样的结构，瓦斯气体和雾沫形态高压水气通过进气口进入到气水分离器105内部，通过滤芯实现气水分离，分离后的水通过排水口排出至气水分离罐101的底部，分离后的气体将通过管板13上设置的阀门15进入高压气筒103。其中，对于滤芯的结构和材质不加以限制，只要实现气水分离即可。

进一步的，在本发明实施例四中，作为气水分离器105的又一种实现方式，气水分离器105可以包括：焊接在管板13下面的箱体，箱体的至少一面为丝网结构的过滤板。

通过这样的结构，瓦斯气体和雾沫形态高压水气通过由过滤板形成的箱体侧面进入到气水分离器105内部，并通过该侧面实现气水分离，分离后的水落至气水分离罐101的底部，分离后的气体将通过管板13上设置的阀门15进入高压气筒。

图3为本发明实施例一提供的瓦斯压力测量系统的结构示意图。如图3所示，本实施例提供的瓦斯压力测量系统，可以包括：如图1～图2所示实施例提供的瓦斯压力测量装置300，以及通过气管与瓦斯压力测量装置300的气体输出口连接的压力表400。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种瓦斯压力测量装置，其特征在于，包括：

侧面设置有与测压管连接的气体输入口的气体分离罐；所述气体分离罐的上端与高压气筒的下侧焊接连接；所述高压气筒的下端设置有管板，且所述管板与所述气体分离罐的连接处设计成弧形结构；在所述管板的下面，且在所述气体输入口上方设置有气水分离器；所述管板上设置有在所述气水分离器分离后的气体输入至所述高压气筒的阀门；所述高压气筒的顶端设置有气体输出口；

所述气体分离罐的底端设置有液体排出口，所述液体排出口设有浮球开关。

2.根据权利要求1所述的瓦斯压力测量装置，其特征在于，所述气水分离器包括至少一个设置有丝网结构的过滤板，所述过滤板设置在所述气体输入口上方，以及所述管板的下面，且与所述气体分离罐的连接处设计成弧形结构。

3.根据权利要求1所述的瓦斯压力测量装置，其特征在于，所述气水分离器包括：焊接在所述管板下面的箱体，所述箱体上包括进气口和排水口，且所述箱体中设置有滤芯。

4.根据权利要求1所述的瓦斯压力测量装置，其特征在于，所述气水分离器包括：焊接在所述管板下面的箱体，所述箱体的至少一面为丝网结构的过滤板。

5.根据权利要求1至4任一所述的瓦斯压力测量装置，其特征在于，所述浮球开关包括：与所述液体排出口连接的放水滑面阀、与所述放水滑面阀连接的浮球、以及与所述浮球连接的浮球滑竿；

其中，所述浮球滑竿的一端与所述气体分离罐的内侧壁连接。

6.根据权利要求1至4任一所述的瓦斯压力测量装置，其特征在于，包括：用于固定支撑所述气体分离罐的支撑座；

所述支撑座与所述气体分离罐的下侧焊接连接。

7.根据权利要求1所述的瓦斯压力测量装置，其特征在于，所述气体输入口为6分高压油管接头。

8.根据权利要求1所述的瓦斯压力测量装置，其特征在于，所述阀门为高压单向阀。

9.根据权利要求1所述的瓦斯压力测量装置，其特征在于，所述气体分离罐的高度为410厘米；所述高压气筒的高度为70厘米。

10.一种瓦斯压力测量系统，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一所述的瓦斯压力测量装置，以及通过气管与所述瓦斯压力测量装置的气体输出口连接的压力表。