CN108825295A - 一种采空区瓦斯检测设备及其瓦斯引出装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采空区瓦斯检测设备及其瓦斯引出装置，包括远端采样抽气管，远端采样抽气管的进气口处设置有瓦斯抽取端头，瓦斯抽取端头包括内外间隔布置的内保护层和外保护层，内保护层、外保护层均为筒形结构，内保护层的内腔与所述进气口连通，内保护层、外保护层的外周面上设置有多个沿径向贯穿对应保护层的径向进气孔。本发明提供了一种采样口不易被岩石覆盖封堵的瓦斯引出装置及使用该瓦斯引出装置的采空区瓦斯检测设备。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采领域中的采空区瓦斯检测设备及其瓦斯引出装置。
背景技术
矿山企业特别是煤矿在生产过程中，会产生一些有毒有害气体，这些气体不仅危害现场作业人员的身体健康，而且有些气体达到一定浓度还会燃烧和爆炸，特别是煤矿在生产过程中产生的瓦斯更是煤矿的第一杀手。
因此，为了保证施工的安全性，需要对采空区的瓦斯气体浓度进行实时检测， 中国专利CN202814767U公开了一种“防崩防砸远程取样监测装置”，该远程取样监测装置包括远端采样抽气管、气体采样泵和气体传感器。使用时，将远端采样抽气管的进气端设置在远端气体采集点，将气体采集点的气体输送至安全地点的气体传感器上，从而实时监测放炮地点、采掘机械破落煤岩处、采空区等有害气体容易聚集地点的气体浓度，当远程监测地点的有毒有害气体浓度超过规定值时，气体传感器上的控制器可与放炮器或采掘机械实现闭锁，以保证施工安全。
现有的这种远程取样监测装置实为用于将瓦斯引出的瓦斯引出装置，其在使用过程中存在以下问题：远端气体采集点往往在采空区、放炮地点等容易出现坍塌的位置，而现有技术中远端采样抽气管的管口口径较小而容易被坍塌的岩石覆盖封堵而造成取样失败，远端采样抽气管也容易被坍塌的岩石损毁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采样口不易被岩石覆盖封堵的瓦斯引出装置；本发明的目的还在于提供一种使用该瓦斯引出装置的采空区瓦斯检测设备。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
瓦斯引出装置，包括远端采样抽气管，远端采样抽气管的进气口处设置有瓦斯抽取端头，瓦斯抽取端头包括内外间隔布置的内保护层和外保护层，内保护层、外保护层均为筒形结构，内保护层的内腔与所述进气口连通，内保护层、外保护层的外周面上设置有多个沿径向贯穿对应保护层的径向进气孔。
所述内保护层、外保护层的直径均大于所述远端采样抽气管的管径。
内保护层、外保护层均包括保护层金属骨架和固定于对应保护层金属骨架上的筒形金属网，所述筒形金属网的网孔构成所述进气孔。
所述保护层金属骨架包括多个沿轴向布置的纵向梁，各纵向梁沿周向间隔布置，保护层金属骨架还包括多个环形的保护层周向梁，各保护层周向梁沿轴向间隔布置。
纵向梁固定于保护层周向梁的外侧，筒形金属网固定于所述保护层周向梁的内侧。
内保护层邻近所述远端采样抽气管的一端通过前连接件与所述外保护层相连，前连接件包括前连接件金属骨架，前连接件金属骨架包括环形的前连接件周向梁，前连接件金属骨架还包括呈径向辐射状分布的前连接件径向梁，前连接件周向梁与所述前连接件径向梁固定连接，内保护层、外保护层的纵向梁的前端焊接固定于前连接件金属骨架上，前连接件还包括与所述前连接件金属骨架焊接相连的环形金属板，环形金属板上设置有多个沿轴向贯穿的前轴向进气孔，远端采样抽气管与所述环形金属板的内孔相连。
端采样抽气管由通气内管、不锈钢波纹管、胶套构成，通气内管、不锈钢波纹管、胶套由内至外依次设置，不锈钢波纹管通过波纹管接头与环形金属板相连。
内保护层的另外一端通过后连接件与所述外保护层相连，后连接件包括后连接件金属骨架，后连接件金属骨架包括环形的后连接件周向梁，后连接件金属骨架还包括呈径向辐射状分布的后连接件径向梁，后连接件周向梁与后连接件径向梁固定连接，内保护层、外保护层的纵向梁的后端焊接固定后连接件金属骨架上，后连接件还包括与后连接件金属骨架焊接相连的后金属板，后金属板上设置有多个沿轴向贯穿的后轴向进气孔。
一种采空区瓦斯检测设备，包括气体采集泵，气体采集泵上连接有瓦斯引出装置，瓦斯引出装置包括远端采样抽气管，远端采样抽气管的进气口处设置有瓦斯抽取端头，瓦斯抽取端头包括内外间隔布置的内保护层和外保护层，内保护层、外保护层均为筒形结构，内保护层的内腔与所述进气口连通，内保护层、外保护层的外周面上设置有多个沿径向贯穿对应保护层的径向进气孔。
所述内保护层、外保护层的直径均大于所述远端采样抽气管的管径。
内保护层、外保护层均包括保护层金属骨架和固定于对应保护层金属骨架上的筒形金属网，所述筒形金属网的网孔构成所述进气孔。
所述保护层金属骨架包括多个沿轴向布置的纵向梁，各纵向梁沿周向间隔布置，保护层金属骨架还包括多个环形的保护层周向梁，各保护层周向梁沿轴向间隔布置。
纵向梁固定于保护层周向梁的外侧，筒形金属网固定于所述保护层周向梁的内侧。
内保护层邻近所述远端采样抽气管的一端通过前连接件与所述外保护层相连，前连接件包括前连接件金属骨架，前连接件金属骨架包括环形的前连接件周向梁，前连接件金属骨架还包括呈径向辐射状分布的前连接件径向梁，前连接件周向梁与所述前连接件径向梁固定连接，内保护层、外保护层的纵向梁的前端焊接固定于前连接件金属骨架上，前连接件还包括与所述前连接件金属骨架焊接相连的环形金属板，环形金属板上设置有多个沿轴向贯穿的前轴向进气孔，远端采样抽气管与所述环形金属板的内孔相连。
端采样抽气管由通气内管、不锈钢波纹管、胶套构成，通气内管、不锈钢波纹管、胶套由内至外依次设置，不锈钢波纹管通过波纹管接头与环形金属板相连。
内保护层的另外一端通过后连接件与所述外保护层相连，后连接件包括后连接件金属骨架，后连接件金属骨架包括环形的后连接件周向梁，后连接件金属骨架还包括呈径向辐射状分布的后连接件径向梁，后连接件周向梁与后连接件径向梁固定连接，内保护层、外保护层的纵向梁的后端焊接固定后连接件金属骨架上，后连接件还包括与后连接件金属骨架焊接相连的后金属板，后金属板上设置有多个沿轴向贯穿的后轴向进气孔。
本发明的有益效果为：本发明中瓦斯引出装置的远端采样抽气管的进气口处设置有瓦斯抽取端头，瓦斯抽取端头采用内、外保护层的双层结构，且在内、外保护层的外周面上设置多个沿径向贯穿对应保护层的径向进气孔，通过外周面上分布的径向进气孔向进气口供气，径向进气孔相比现有技术而言的一个进气口而言，无论是数量和进气面积上都有优势，不易被堵，而且双层结构也不易被完全损坏而影响进气。
进一步的，纵向梁和保护层周向梁形成保护层金属骨架，提升瓦斯抽取端头的结构强度，瓦斯端头更不易被砸坏而造成进气口堵塞。
进一步的，筒形金属网固定于所述保护层周向梁的内侧，当有岩石砸落时，由保护层金属骨架承担岩石的冲击，有效保护筒形金属网，避免筒形金属网过早损伤。
进一步的，内、外保护层的前后端分别通过前连接件和后连接件连接，前连接件、后连接件的对应连接件径向梁分别与对应纵向梁前后端焊接连接，从而形成了一个封闭的传力回路，进一步的增加整个瓦斯抽取端头的结构强度。
进一步的，胶套起到防摩擦作用，不锈钢波纹管有抗压、抗拉、防爆作用，通气内管为瓦斯流到的通道，从而提高远端采样抽气管，避免远端采样抽气管变形而影响抽气。
附图说明
图1是本发明中采空区瓦斯检测设备的一个实施例的结构示意图；
图2是图1中远端采样抽气管、内保护层、外保护层的布局示意图；
图3是图1中瓦斯抽取端头的结构示意图；
图4是图3中后连接件的结构示意图。
具体实施方式
一种采空区瓦斯检测设备的实施例如图1~4所示：包括气体采集泵12和与气体采集泵的抽气口9相连的瓦斯引出装置，气体采集泵的出气口10连接有气体收集器，本实施例中气体收集气为储气囊11。瓦斯引出装置包括远端采样抽气管和连接于远端采样抽气管的进气口处的瓦斯抽取端头13，由通气内管7、不锈钢波纹管6、胶套5构成，通气内管7、不锈钢波纹管6、胶套5由内至外依次设置。瓦斯抽取端头包括内外间隔布置的内保护层2和外保护层1，内保护层、外保护层均为筒形结构，内保护层、外保护层的直径均大于远端采样抽气管的管径，内保护层的内腔与远端采样抽气管的进气口连通。
内保护层、外保护层的前端通过前连接件19相连，内保护层、外保护层的后端通过后连接件23相连，本实施例中，内保护层、外保护层均包括保护层金属骨架和固定对应保护层金属骨架上的筒形金属网28，筒形金属网28的网孔构成沿径向贯穿对应保护层的径向进气孔4。保护层金属骨架包括多个沿轴向布置的纵向梁3，同一个保护层金属骨架的各纵向梁沿周向间隔布置，保护层金属骨架还包括多个环形的保护层周向梁15，同一个保护层金属骨架的各保护层周向梁15沿轴向间隔布置，同一个保护层金属骨架中，纵向梁3焊接固定于对应保护层周向梁15的外侧，同学金属网焊接固定于保护层周向梁的内侧。本实施例中，外保护层的保护层金属骨架包括四个纵向梁，内保护层的保护层金属骨架包括四个纵向梁，外保护层的四个纵向梁与内保护层的对应四个纵向梁在周向错开布置。图2中项31表示外保护层的纵向梁；项32表示内保护层的纵向梁；图1中项8表示远端采样抽气管的接口。
前连接件19包括前连接件金属骨架，前连接件金属骨架包括环形的前连接件周向梁21，前连接件金属骨架还包括四个呈径向辐射状分布的前连接件径向梁20，前连接件周向梁与前连接件径向梁焊接固定，外保护层的四个纵向梁的前端分别与对应前连接件径向梁的外端焊接相连，内保护层的四个纵向梁的前端分别焊接固定于前连接件周向梁21上。前连接件还包括与前连接件金属骨架焊接相连的环形金属板，环形金属板上设置有多个沿轴向贯穿的前轴向进气孔22，远端采样抽气管与环形金属板的内孔17相连通，本实施例中远端采样抽气管的不锈钢波纹管通过波纹管接头与环形金属板固定连接，波纹管接头与环形金属板（或前连接件金属骨架）焊接固连。后连接件包括后连接件金属骨架，后连接件金属骨架包括三个同心设置的环形的后连接件周向梁24，后连接件金属骨架还包括呈径向辐射状分布的后连接件径向梁25，后连接件周向梁与后连接件径向梁固定连接，外保护层的四个纵向梁的后端分别焊接固定于对应后连接件径向梁的外端，内保护层的四个纵向梁的后端分别焊接固定于位于中间位置的后连接件周向梁上。后连接件还包括与后连接件金属骨架焊接相连的后金属板26，后金属板上设置有多个沿轴向贯穿后金属板的后轴向进气孔27。
使用时，将瓦斯引出装置置于合适位置，瓦斯抽取端头应在气体富集的“O”形圈内，远端采样抽气管应紧贴巷道壁，可以每隔一段间隔采用铁丝固定，根据所要观测采空区的深度，远端采样抽气管的长度应留有富余，在远端采样抽气管上连接气体采集泵，每隔一段时间采集气体，观测采空区瓦斯浓度。如有岩石塌落，岩石也是先砸在外保护层的纵向梁或者保护层周向梁，冲击力会传递到前、后连接件上进行分担，此外，通过前、后连接件，内、外保护层的保护层金属骨架形成了一个整体结构，共同承担冲击力，保证瓦斯抽取端头的整体结构强度，减少骨架变形，进而保证进气量，后连接件不仅保证了外丝抽气端头的结构强度，而且还可以防止坍塌物体进入到内、外保护层之间而堵塞进气口。
在本发明的其它实施例中：远端采样抽气管也可以是由单层的通气内管或不锈钢波纹管构成；内、外保护层的保护层金属骨架也可以是其它结构，比如说保护层金属骨架仅包括纵向梁而不保护保护层周向梁；后连接件还可以不设，此时内保护层、外保护层可以是一端悬置的悬伸结构。
Claims (9)
1.瓦斯引出装置，包括远端采样抽气管，其特征在于：远端采样抽气管的进气口处设置有瓦斯抽取端头，瓦斯抽取端头包括内外间隔布置的内保护层和外保护层，内保护层、外保护层均为筒形结构，内保护层的内腔与所述进气口连通，内保护层、外保护层的外周面上设置有多个沿径向贯穿对应保护层的径向进气孔。
2.根据权利要求1所述的瓦斯引出装置，其特征在于：所述内保护层、外保护层的直径均大于所述远端采样抽气管的管径。
3.根据权利要求1所述的瓦斯引出装置，其特征在于：内保护层、外保护层均包括保护层金属骨架和固定于对应保护层金属骨架上的筒形金属网，所述筒形金属网的网孔构成所述进气孔。
4.根据权利要求3所述的瓦斯引出装置，其特征在于：所述保护层金属骨架包括多个沿轴向布置的纵向梁，各纵向梁沿周向间隔布置，保护层金属骨架还包括多个环形的保护层周向梁，各保护层周向梁沿轴向间隔布置。
5.根据权利要求4所述的瓦斯引出装置，其特征在于：纵向梁固定于保护层周向梁的外侧，筒形金属网固定于所述保护层周向梁的内侧。
6.根据权利要求4或5所述的瓦斯引出装置，其特征在于：内保护层邻近所述远端采样抽气管的一端通过前连接件与所述外保护层相连，前连接件包括前连接件金属骨架，前连接件金属骨架包括环形的前连接件周向梁，前连接件金属骨架还包括呈径向辐射状分布的前连接件径向梁，前连接件周向梁与所述前连接件径向梁固定连接，内保护层、外保护层的纵向梁的前端焊接固定于前连接件金属骨架上，前连接件还包括与所述前连接件金属骨架焊接相连的环形金属板，环形金属板上设置有多个沿轴向贯穿的前轴向进气孔，远端采样抽气管与所述环形金属板的内孔相连。
7.根据权利要求6所述的瓦斯引出装置，其特征在于：端采样抽气管由通气内管、不锈钢波纹管、胶套构成，通气内管、不锈钢波纹管、胶套由内至外依次设置，不锈钢波纹管通过波纹管接头与环形金属板相连。
8.根据权利要求6所述的瓦斯引出装置，其特征在于：内保护层的另外一端通过后连接件与所述外保护层相连，后连接件包括后连接件金属骨架，后连接件金属骨架包括环形的后连接件周向梁，后连接件金属骨架还包括呈径向辐射状分布的后连接件径向梁，后连接件周向梁与后连接件径向梁固定连接，内保护层、外保护层的纵向梁的后端焊接固定后连接件金属骨架上，后连接件还包括与后连接件金属骨架焊接相连的后金属板，后金属板上设置有多个沿轴向贯穿的后轴向进气孔。
9.一种采空区瓦斯检测设备，包括气体采集泵，其特征在于：气体采集泵上连接有如权利要求1~8任意一项所述的瓦斯引出装置。
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