CN105548021B - 一种瓦斯采样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种瓦斯采样装置，包括采样装置、处理装置和检测装置；所述采样装置包括采样套管，采样套管为空心管状，采样套管外部设置有用于采样矿层的采样旋转凸起；所述采样套管外部设置有掘进套管，掘进套管外表面上设置有用于掘进的掘进旋转凸起，掘进套管内表面上设置有与采样旋转凸起配合的内螺纹；所述采样套管顶端设置有处理装置，处理装置包括设置于采样套管顶端的集气空腔，集气空腔前端设置有喇叭状的集气罩。本发明的优点在于它能克服现有技术的弊端，结构设计合理新颖。

Description

一种瓦斯采样装置
技术领域
本发明涉及一种瓦斯采样装置，属于矿山设备领域。
背景技术
我国煤炭资源丰富，各大中小型煤矿遍及国内绝大部份省、市、自治区。在全国所有煤矿中，除一小部份是低瓦斯煤矿外，大部份煤矿都是高瓦斯煤矿。煤层瓦斯含量是瓦斯治理和防治及煤层气评价和开发等相关领域的重要参数之一，同时瓦斯含量测定一直是瓦斯预测和瓦斯治理领域的国际性难题。根据煤炭行业“先抽后采”等相关政策的规定和要求，各高瓦斯煤矿都装备配置了瓦斯采样系统。至今没有突破的主要原因有两点：第一、煤样不能保证定点采集，第二、瓦斯损失量无法做到准确计算。瓦斯含量要准确测定就必须同时满足以上两点要求。目前，国内外很多专家把瓦斯含量测定的重点放在了损失量计算上，建立了不同的模型来模拟瓦斯吸附和解析过程，从而得出了一系列的计算公式来计算瓦斯含量在测定中的损失量；由于瓦斯的吸附、解析是一个化学、物理和复杂环境条件等共同作用的过程，然而这些模型都是在实验室中建立的，条件单一、模型简单等因素导致不可能完全符合煤层瓦斯实际解析情况。因此，至今没有一个人或一种设备可以准确地测定瓦斯含量。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种瓦斯采样装置，操作简便、可以定点采集煤样并准确测定煤层瓦斯含量。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是，一种瓦斯采样装置，包括采样装置、处理装置和检测装置；所述采样装置包括采样套管，采样套管为空心管状，采样套管外部设置有用于采样矿层的采样旋转凸起；所述采样套管外部设置有掘进套管，掘进套管外表面上设置有用于掘进的掘进旋转凸起，掘进套管内表面上设置有与采样旋转凸起配合的内螺纹；所述采样套管顶端设置有处理装置，处理装置包括设置于采样套管顶端的集气空腔，集气空腔前端设置有喇叭状的集气罩；所述集气空腔后端设置有水气分离腔，水气分离腔后端设置有检测腔，检测腔后端设置有吸气装置；所述集气空腔内设置有检测气囊，检测气囊的两侧设置有行程触点，行程触点连接有电位计；所述集气空腔、检测气囊、水气分离腔和检测腔通过气管连接；所述检测腔内设置有检测装置，水气分离腔内设置有水气分离装置。
优化的，上述瓦斯采样装置，所述检测装置包括设置于检测腔靠近水气分离腔一端的红外线发射端和红外线接收端；所述检测装置还包括设置于检测腔靠近吸气装置一端的光栅发射端和光栅接收端；所述红外线发射端、红外线接收端、光栅发射端和光栅接收端分别连接控制模块。
优化的，上述瓦斯采样装置，所述水气分离装置包括设置于水气分离腔内的冷凝管，冷凝管上设置有若干吸水腔，吸水腔内设置有干燥剂。
优化的，上述瓦斯采样装置，所述掘进套管的顶端和尾端设置有用于连接钻头和其他掘进套管的连接口。
优化的，上述瓦斯采样装置，所述吸气装置为手动吸气气囊。
优化的，上述瓦斯采样装置，所述吸气装置为电动吸气泵。
本发明的优点在于它能克服现有技术的弊端，结构设计合理新颖。本申请的设计可以将瓦斯采样和瓦斯监测在同一个装置内实现。此方式的优点在于：如果使用两套设备先采样后检测，这样连接管道难免存在漏气的情况；由于现有装置需要将瓦斯采样后，拿到地面上再进行检测，检测过程长，操作繁琐。本申请的方案可以在任何环境条件下进行瓦斯采样检测过程，体积小，便于携带，方便了户外勘探使用。设置了水气分离装置，由于本申请采用光学检测测定瓦斯，水汽对于检测结果有很大影响，本装置将水气分离，降低水对于检测结果的影响。通过红外线和光栅两种手段检测瓦斯气体，避免了单一手段对于检测结果的影响。采用吸气装置进行负压吸气，提高了吸气效率。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为图1的A处内部结构示意图；
图3为本发明实施例2的结构示意图；
图中：1为采样套管、2为掘进套管、3为集气空腔、4为集气罩、5为水气分离腔、6为检测腔、7为检测气囊、8为行程触点、9为电位计、10为红外线发射端、11为红外线接收端、12为光栅发射端、13为光栅接收端、14为冷凝管、15为吸水腔、16为手动吸气气囊、17为电动吸气泵。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。
实施例1
如图1和图2所示，本发明为一种瓦斯采样装置，包括采样装置、处理装置和检测装置；所述采样装置包括采样套管，采样套管为空心管状，采样套管外部设置有用于采样矿层的采样旋转凸起；所述采样套管外部设置有掘进套管，掘进套管外表面上设置有用于掘进的掘进旋转凸起，掘进套管内表面上设置有与采样旋转凸起配合的内螺纹；所述采样套管顶端设置有处理装置，处理装置包括设置于采样套管顶端的集气空腔，集气空腔前端设置有喇叭状的集气罩；所述集气空腔后端设置有水气分离腔，水气分离腔后端设置有检测腔，检测腔后端设置有吸气装置；所述集气空腔内设置有检测气囊，检测气囊的两侧设置有行程触点，行程触点连接有电位计；所述集气空腔、检测气囊、水气分离腔和检测腔通过气管连接；所述检测腔内设置有检测装置，水气分离腔内设置有水气分离装置。
所述检测装置包括设置于检测腔靠近水气分离腔一端的红外线发射端和红外线接收端；所述检测装置还包括设置于检测腔靠近吸气装置一端的光栅发射端和光栅接收端；所述红外线发射端、红外线接收端、光栅发射端和光栅接收端分别连接控制模块。
所述水气分离装置包括设置于水气分离腔内的冷凝管，冷凝管上设置有若干吸水腔，吸水腔内设置有干燥剂。
所述掘进套管的顶端和尾端设置有用于连接钻头和其他掘进套管的连接口。
所述吸气装置为手动吸气气囊。
本发明的优点在于它能克服现有技术的弊端，结构设计合理新颖。本申请的设计可以将瓦斯采样和瓦斯监测在同一个装置内实现。此方式的优点在于：如果使用两套设备先采样后检测，这样连接管道难免存在漏气的情况；由于现有装置需要将瓦斯采样后，拿到地面上再进行检测，检测过程长，操作繁琐。本申请的方案可以在任何环境条件下进行瓦斯采样检测过程，体积小，便于携带，方便了户外勘探使用。设置了水气分离装置，由于本申请采用光学检测测定瓦斯，水汽对于检测结果有很大影响，本装置将水气分离，降低水对于检测结果的影响。通过红外线和光栅两种手段检测瓦斯气体，避免了单一手段对于检测结果的影响。采用吸气装置进行负压吸气，提高了吸气效率。
实施例2
如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述吸气装置为电动吸气泵。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种瓦斯采样装置，其特征在于：包括采样装置、处理装置和检测装置；所述采样装置包括采样套管，采样套管为空心管状，采样套管外部设置有用于采样矿层的采样旋转凸起；所述采样套管外部设置有掘进套管，掘进套管外表面上设置有用于掘进的掘进旋转凸起，掘进套管内表面上设置有与采样旋转凸起配合的内螺纹；所述采样套管顶端设置有处理装置，处理装置包括设置于采样套管顶端的集气空腔，集气空腔前端设置有喇叭状的集气罩；所述集气空腔后端设置有水气分离腔，水气分离腔后端设置有检测腔，检测腔后端设置有吸气装置；所述集气空腔内设置有检测气囊，检测气囊的两侧设置有行程触点，行程触点连接有电位计；所述集气空腔、检测气囊、水气分离腔和检测腔通过气管连接；所述检测腔内设置有检测装置，水气分离腔内设置有水气分离装置；
所述掘进套管的顶端和尾端设置有用于连接钻头和其他掘进套管的连接口。
2.根据权利要求1所述的瓦斯采样装置，其特征在于：所述检测装置包括设置于检测腔靠近水气分离腔一端的红外线发射端和红外线接收端；所述检测装置还包括设置于检测腔靠近吸气装置一端的光栅发射端和光栅接收端；所述红外线发射端、红外线接收端、光栅发射端和光栅接收端分别连接控制模块。
3.根据权利要求1所述的瓦斯采样装置，其特征在于：所述水气分离装置包括设置于水气分离腔内的冷凝管，冷凝管上设置有若干吸水腔，吸水腔内设置有干燥剂。
4.根据权利要求1所述的瓦斯采样装置，其特征在于：所述吸气装置为手动吸气气囊。
5.根据权利要求1所述的瓦斯采样装置，其特征在于：所述吸气装置为电动吸气泵。
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