CN108443698B - 一种煤矿现场煤样瓦斯罐 - Google Patents

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Abstract

本发明所要解决的技术问题是改善煤矿瓦斯等级评价方法及防控瓦斯灾害的发生。一种煤矿现场煤样瓦斯罐，其特征为包括气阀、煤样盖、煤样盖孔口、煤层巷道、手持式钻机、取样钻杆、输气胶管、测量仪、上部螺旋、煤样罐、下部螺旋、胶装部分、罐子、胶装垫片，所述煤样盖与罐子为螺旋连接，煤样盖与罐子连接组成煤样罐；所述气阀固定于输气胶管靠近煤样盖顶端一侧，输气胶管一端与煤样盖顶端相连，另一端与测量仪相连；所述上部螺旋位于煤样盖底端，下部螺旋位于罐子顶端，上部螺旋的宽度大于煤样盖孔口的高度。具有大幅度降低瓦斯溢散、简化操作程序、降低设备损耗的作用，对于煤矿瓦斯等级的正确评价及瓦斯灾害的防控具有基础意义。

Description

一种煤矿现场煤样瓦斯罐
技术领域
本发明涉及煤矿灾害危险性评价技术领域，尤其是一种煤矿现场煤样瓦斯罐。
技术背景
瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等瓦斯事故是长期困扰煤矿安全生产的难题，随着煤矿采掘深度的增加，瓦斯事故呈逐渐增加的趋势，严重威胁着我国煤矿的安全高效生产。煤层瓦斯含量测试是煤矿合理进行生产、管理及安全措施制定的基础。而煤层瓦斯含量测试时，现场瓦斯解析是监测煤层瓦斯含量的重要步骤，是煤矿瓦斯等级测定与瓦斯治理措施合理制定的前提与基础。
当前现场瓦斯解析普遍采用排水集气法进行测定，具体为用取样钻杆打钻至指定深度(一般大于20m)后，钻杆继续钻进，同时将圆柱形煤样罐置于钻孔孔口接下煤粉，待煤样罐接满煤粉后立即将煤样罐的盖子盖住并拧紧，然后将灌有水的仪器置于平台或悬挂起来，将带有针头的胶管连接进气口，将针头通过上部的胶装垫片插入煤样罐，进行解析测量。由于在钻取并接收煤粉时需要一定的时间，在这一过程中，游离的瓦斯将大量溢散到空气中导致了测量结果与煤层中真实的瓦斯含量相差较大，造成测试结果的不准确。此外，在将针头插进煤样罐时，由于煤样罐盖子里的密封垫片较厚，常常造成针头的折断，对瓦斯含量的测量造成困扰。
为克服上述缺点，本发明通过将煤样罐与其顶盖进行螺旋连接，实现了煤样盖与其顶盖的一体化，节约了煤屑收集所需时间；通过在煤样罐的盖子上设置孔口实现煤屑收集与钻杆取屑的同时进行，大幅度降低瓦斯的溢散；通过在煤样罐表面设置胶装部分实现煤样罐上部边缘与取样钻孔的边缘的接触面增大，增大了单位时间获取的煤屑量，节约了操作时间，降低瓦斯的溢散。同时由于煤样罐与其盖为螺旋连接，待煤屑收集满后可迅速拧盖，通过合理设置盖上孔的位置，使得煤样罐的盖子拧到一定程度后煤样罐盖子上的孔下降到煤样罐边缘下部，密封煤样罐，然后通过胶管上的开关实现煤样的解析与停止。相对于现有的瓦斯解析装置，本发明具有大幅度降低瓦斯溢散、简化操作程序、降低设备损耗的作用，对于煤矿瓦斯等级评价及瓦斯灾害的防控具有基础意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是改善煤矿瓦斯等级评价方法及防控瓦斯灾害的发生。
一种煤矿现场煤样瓦斯罐，其特征为包括气阀、煤样盖、煤样盖孔口、煤层巷道、手持式钻机、取样钻杆、输气胶管、测量仪、上部螺旋、煤样罐、下部螺旋、胶装部分、罐子、胶装垫片，
所述煤样盖与罐子为螺旋连接，煤样盖与罐子连接组成煤样罐；
所述气阀固定于输气胶管靠近煤样盖顶端一侧，输气胶管一端与煤样盖顶端相连，另一端与测量仪相连；
所述上部螺旋位于煤样盖底端，下部螺旋位于罐子顶端，上部螺旋的宽度大于煤样盖孔口的高度；
所述煤样盖孔口贯穿于煤样盖，而取样钻杆通过煤样盖孔口钻取煤层巷道中的煤屑，取样钻杆安装在手持式钻机上；
所述煤样盖孔口的宽度和高度大于取样钻杆的直径，煤样罐可沿取样钻杆自由移动；
所述胶装部分位于煤样罐表面，胶装垫片套在上部螺旋外，煤样罐表面的胶装部分的宽度与煤样盖孔口的宽度一致。
所述煤样罐在接煤屑时，煤样盖与罐子保持一定的螺旋连接，并使得罐子表面的胶装部分位于煤样盖孔口的正下方。
所述胶装部分受挤压迅速压缩，解除挤压后将迅速恢复圆弧状，其表面的螺旋与煤样罐的其他部位螺旋吻合；
所述煤样罐表面胶装部分与罐子的其他部分采用镶嵌式连接，保持密封性。
所述上部螺旋的宽度与下部螺旋宽度的差值大于上部螺旋的上部边缘与胶装垫片的距离。
本发明通过将罐子与煤样盖螺旋连接，实现了罐子与煤样盖的一体化，节约了煤屑收集所需时间；通过在煤样盖上设置孔口实现煤屑收集与钻杆取煤屑的同时进行，大幅度降低瓦斯的溢散；通过在煤样罐表面设置胶装部分实现煤样罐上部边缘与取样钻孔的边缘的接触面增大，增大了单位时间获取的煤屑量，节约了操作时间，降低瓦斯的溢散。同时由于罐子与煤样盖为螺旋连接，待煤屑收集满后可迅速拧盖，通过合理设置盖上孔的位置，使得煤样罐的盖子拧到一定程度后使得罐子的上部边缘与胶装垫片紧密连接实现煤样罐的密封；然后通过胶管上的开关实现煤样的解析与停止。相对于现有的瓦斯解析装置，本发明具有大幅度降低瓦斯溢散、简化操作程序、降低设备损耗的作用，对于煤矿瓦斯等级的正确评价及瓦斯灾害的防控具有基础意义。
附图说明
图1.煤层巷道现场钻取煤样示意图；
图2.取样时煤样盖的状态；
图3.拧紧时煤样盖的状态；
图4.煤样盖的结构。
图中：气阀(1)、煤样盖(2)、煤样盖孔口(3)、煤层巷道(4)、手持式钻机(5)、取样钻杆(6)、输气胶管(7)、测量仪(8)、上部螺旋(9)、煤样罐(10)、下部螺旋(11)、胶装部分(12)、罐子(13)、胶装垫片(14)。
具体实施方式
如图1，一种煤矿现场煤样瓦斯罐，其特征为包括气阀、煤样盖、煤样盖孔口、煤层巷道、手持式钻机、取样钻杆、输气胶管、测量仪、上部螺旋、煤样罐、下部螺旋、胶装部分、罐子、胶装垫片，
所述煤样盖与罐子为螺旋连接，煤样盖与罐子连接组成煤样罐；
所述气阀固定于输气胶管靠近煤样盖顶端一侧，输气胶管一端与煤样盖顶端相连，另一端与测量仪相连；
所述上部螺旋位于煤样盖底端，下部螺旋位于罐子顶端，上部螺旋的宽度大于煤样盖孔口的高度；
所述煤样盖孔口贯穿于煤样盖，而取样钻杆通过煤样盖孔口钻取煤层巷道中的煤屑，取样钻杆安装在手持式钻机上；
所述煤样盖孔口的宽度和高度大于取样钻杆的直径，煤样罐可沿取样钻杆自由移动；
所述胶装部分位于煤样罐表面，胶装垫片套在上部螺旋外，煤样罐表面的胶装部分的宽度与煤样盖孔口的宽度一致。
所述煤样罐在接煤屑时，煤样盖与罐子保持一定的螺旋连接，并使得罐子表面的胶装部分位于煤样盖孔口的正下方。
所述胶装部分受挤压迅速压缩，解除挤压后将迅速恢复圆弧状，其表面的螺旋与煤样罐的其他部位螺旋吻合；
所述煤样罐表面胶装部分与罐子的其他部分采用镶嵌式连接，保持密封性。
所述上部螺旋的宽度与下部螺旋宽度的差值大于上部螺旋的上部边缘与胶装垫片的距离。
在煤层巷道的适当位置，首先将煤样盖上部气阀关闭，然后将旋转煤样盖使得煤样盖孔口的的高度大于取样钻杆的直径，如图2所示，将取样钻杆的穿入两侧煤样盖孔口，使得罐子的胶装部分朝向煤壁一侧。利用手动钻机驱动取样钻杆进行钻进，待达到预设位置时将煤样罐紧贴煤壁并施加一定的压力，使得胶装部分充分接触煤壁以增大煤样罐与煤壁的接触面积，增大单位时间接收煤屑的数量。煤样罐接满煤屑时，手持式钻机立即停止并脱离与取样钻杆的接触，煤样罐沿钻杆滑动至钻机接触端取出并迅速拧紧煤样盖，使得煤样盖孔口封闭，并继续拧紧使得罐子的上部边缘紧贴胶装垫片,如图4所示，并借助扳手等工具进一步拧紧，使得煤样罐充分密封如图3所示。将输气胶管套入盛有水的测量仪的进气口。最后打开气阀，使得煤样罐储存的瓦斯通过输气胶管进入测量仪，在气体压力的作用下排出测量仪中的水，此时排出的水的体积即为取样罐内游离瓦斯的体积。

Claims (2)

1.一种煤矿现场煤样瓦斯罐，其特征为包括气阀、煤样盖、煤样盖孔口、煤层巷道、手持式钻机、取样钻杆、输气胶管、测量仪、上部螺旋、煤样罐、下部螺旋、胶装部分、罐子、胶装垫片，
所述煤样盖与罐子为螺旋连接，煤样盖与罐子连接组成煤样罐；
所述气阀固定于输气胶管靠近煤样盖顶端一侧，输气胶管一端与煤样盖顶端相连，另一端与测量仪相连；
所述上部螺旋位于煤样盖底端，下部螺旋位于罐子顶端，上部螺旋的宽度大于煤样盖孔口的高度；
所述煤样盖孔口贯穿于煤样盖，而取样钻杆通过煤样盖孔口钻取煤层巷道中的煤屑，取样钻杆安装在手持式钻机上；
所述煤样盖孔口的宽度和高度大于取样钻杆的直径，煤样罐可沿取样钻杆自由移动；
所述胶装部分位于煤样罐表面，胶装垫片套在上部螺旋外，煤样罐表面的胶装部分的宽度与煤样盖孔口的宽度一致；
所述煤样罐在接煤屑时，煤样盖与罐子保持螺旋连接，并使得罐子表面的胶装部分位于煤样盖孔口的正下方；
所述胶装部分受挤压迅速压缩，解除挤压后将迅速恢复圆弧状，其表面的螺旋与煤样罐的其他部位螺旋吻合；
所述煤样罐表面胶装部分与罐子的其他部分采用镶嵌式连接，保持密封性。
2.根据权利要求1中所述的一种煤矿现场煤样瓦斯罐，其特征为所述上部螺旋的宽度与下部螺旋宽度的差值大于上部螺旋的上部边缘与胶装垫片的距离。
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