CN109184664A - 一种水力冲孔出煤量实时测定装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种水力冲孔出煤量实时测定装置，包括研磨装置、混合搅拌装置、监测装置和沉淀净化装置，研磨装置的顶部设置有进口管道，研磨装置的底部通过第一管道与混合搅拌装置连接，混合搅拌装置通过第二管道与沉淀净化装置连接，监测装置包括数据采集仪、浓度监测装置和流量监测装置，浓度监测装置设置于混合搅拌装置内部，流量监测装置设置在第二管道上，数据采集仪分别与浓度监测装置和流量监测装置电连接，本发明实现了对煤水混合物进行研磨、浓度及流量的测量及对冲出煤量的实时监测的目的，通过采用浓度测试的方法，避免了水分对冲出煤量的测定的影响，本发明可测试冲出煤量的总量及实时量，为水力冲孔参数的动态调整提供了参考，具有较好的实用性。

Description

一种水力冲孔出煤量实时测定装置及其使用方法

技术领域

本发明属于煤矿开采瓦斯灾害防治技术领域，具体涉及一种水力冲孔出煤量实时测定装置及其使用方法。

背景技术

煤与瓦斯突出灾害易造成大量人员伤亡及财产损失，防治煤与瓦斯突出是突出矿井生产中的重中之重。通过采取增透方法改善煤储层特征能够一定程度上缓和或消除突出事故发生。其中水力冲孔增透方法在突出防治中使用较为常见。水力冲孔效果的预计需要对冲出煤量进行准确测量。

水力冲孔作业中，冲出煤水混合物的量较大，采用固定箱体收集并等待沉淀后进行测量往往需要较大的存储箱体，而井下空间狭小，重量较大的仪器设备又不方便工人的搬运，因此对于发明体积小便于搬运的量煤装置提出要求。其次井下冲孔作业往往是连续作业，而煤水混合物的沉积需要一定的时间，沉淀时间往往耽误施工进度，因此对于发明能够实时测试冲出煤量的装置提出要求。同时由于煤体物理力学性质的不均匀性，冲出的煤水混合物颗粒大小不均，容易在沉淀池内因此空洞，而且沉淀池内含有水，水占据一定体积，导致测量的不准确，因此需要对冲出的煤水混合物进行粉碎，减少空洞的产生，并避免由于煤渣含水对测量结果的影响。

当前冲出煤量测量中通常采用大型的沉淀箱体将煤水混合物进行存储、分离并称重。而称重得到的重量含有水分。同时大型沉淀箱体在进行移动笨重，且煤水混合物分离后沉淀的煤体称重不能直接读数，需要从箱体内取出后再次称重。测试过程繁琐，耽误工程进度。因此，有必要设计一种水力冲孔出煤量实时测定装置，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种水力冲孔出煤量实时测定装置及其使用方法。进而判定水力冲孔效果的好坏，及其工艺参数的合理性。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种水力冲孔出煤量实时测定装置，包括研磨装置、混合搅拌装置、监测装置和沉淀净化装置，所述研磨装置的顶部设置有进口管道，所述研磨装置的底部通过第一管道与混合搅拌装置连接，混合搅拌装置通过第二管道与沉淀净化装置连接，所述监测装置包括数据采集仪、浓度监测装置和流量监测装置，所述浓度监测装置设置于混合搅拌装置内部，所述流量监测装置设置在第二管道上，数据采集仪分别与浓度监测装置和流量监测装置电连接，研磨装置高于混合搅拌装置设置，混合搅拌装置高于沉淀净化装置设置。

所述研磨装置包括第一存储箱体和粉碎器，所述粉碎器装配在第一存储箱体内部。

所述粉碎器包括两个粉碎辊，两个粉碎辊均转动装配在第一存储箱体的内壁上，两个粉碎辊平行设置且外表面相互贴合，第一存储箱体的外壁固定装配有粉碎电机，粉碎电机的转轴与任意一个粉碎辊的转轴固定连接。

所述混合搅拌装置包括第二存储箱体和搅拌器，所述搅拌器包括搅拌电机和搅拌棒，所述搅拌电机与第二存储箱体固定连接，所述搅拌棒的顶部固定装配在搅拌电机的转轴上，搅拌棒的底部延伸至第二存储箱体内部，搅拌棒的底部装配有搅拌叶轮，所述第二管道的一端设置在第二存储箱体的侧壁上，第二管道的另一端延伸至沉淀净化装置中。

所述沉淀净化装置包括第三存储箱体、过滤网和出口管道，过滤网竖直设置于第三存储箱体内，第二管道和出口管道分别位于过滤网的两侧，出口管道设置在第三存储箱体的侧壁上。

一种水力冲孔出煤量实时测定装置的使用方法，使用前述的一种水力冲孔出煤量实时测定装置，包括以下步骤：

步骤1，测试之前将进口管道与装置外部的钻机出渣口连接，开启搅拌电机、粉碎电机和数据采集仪；

步骤2，开启钻机，钻机开始钻进，煤水混合物经进口管道流入第一存储箱体内部，由研磨器对煤水混合物进行研磨，研磨后的煤水混合物经第一管道流入第二存储箱体内部；

步骤3，搅拌器对第二存储箱体内部的煤水混合物进行搅拌，使煤渣在水中均匀分布，浓度监测装置对煤水混合物的浓度进行测量，并将测量数据发送并存储至数据采集仪中；

步骤4，当煤水混合物的水位高度高于第二管道与第二存储箱体连接处时，煤水混合物通过第二管道流入第三存储箱体中，同时设置于第二管道上的流量监测装置对煤水混合物的流量进行测量，并将测量数据发送并存储至数据采集仪中，煤水混合物在第三存储箱体中沉淀，通过过滤网将煤水混合物进行分离，煤渣沉淀在第三存储箱体底部，水通过出口管道排出；

步骤5，提取数据采集仪中的数据，通过对煤水混合物中煤渣的浓度和煤水混合物的流量进行计算，即可得出水力冲孔的实时冲出煤量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置研磨装置、混合搅拌装置、监测装置和沉淀净化装置，实现了对煤水混合物进行研磨、浓度及流量的测量及对冲出煤量的实时监测的目的，省去了先将煤量储集沉淀再监测的过程，使得测试设备体积大幅度缩小。同时通过采用浓度测试的方法，避免了水分对冲出煤量的准确性的影响。本发明能够测试冲出煤量的总量及实时量，为水力冲孔参数的动态调整提供了参考，具有较好的实用性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

其中：进口管道1；第一管道2；第二管道3；数据采集仪4；浓度监测装置5；流量监测装置6；工作平台7；第一存储箱体8；第三存储箱体9；第二存储箱体10；粉碎辊11；粉碎电机12；搅拌电机13；搅拌棒14；搅拌叶轮15；过滤网16；出口管道17。

具体实施方式

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1所示，本发明提供了一种水力冲孔出煤量实时测定装置，包括研磨装置、混合搅拌装置、监测装置和沉淀净化装置，研磨装置的顶部设置有进口管道1，研磨装置的底部通过第一管道2与混合搅拌装置连接，混合搅拌装置通过第二管道3与沉淀净化装置连接，监测装置包括数据采集仪4、浓度监测装置5和流量监测装置6，浓度监测装置5设置于混合搅拌装置内部，流量监测装置6设置在第二管道3上，数据采集仪4分别与浓度监测装置5和流量监测装置6电连接，研磨装置高于混合搅拌装置设置，混合搅拌装置高于沉淀净化装置设置。

浓度监测装置5具有测量混合液体浓度的功能，具体为泥浆含砂量测定仪，装配在第二存储箱体10的内壁底部。

流量监测装置6具有测量液体流量的功能，具体为流量计，优选为泥浆流量计。数据采集仪具体所使用的型号为YHC9矿用本安型数据采集仪。

泥浆含砂量测定仪、流量计和数据采集仪4均为现有技术，在此便不再详述。

一种水力冲孔出煤量实时测定装置，具体还包括工作平台7，工作平台7顶部通过支撑杆与第一存储箱体8固定连接，工作平台7底部通过支撑杆与第三存储箱体9固定连接，工作平台7的上表面与第二存储箱体10固定连接，数据采集仪4设置于工作平台7的上表面。

具体而言，研磨装置包括第一存储箱体8和粉碎器，粉碎器装配在第一存储箱体8内部，设置研磨装置的作用在于实现煤水混合物中煤渣的均匀粉碎，以提高浓度测量的准确度。

具体而言，粉碎器包括两个粉碎辊11，两个粉碎辊11均转动装配在第一存储箱体8的内壁上，两个粉碎辊11平行设置且外表面相互贴合，第一存储箱体8的外壁固定装配有粉碎电机12，粉碎电机12的转轴与任意一个粉碎辊11的转轴固定连接。

具体而言，混合搅拌装置包括第二存储箱体10和搅拌器，搅拌器包括搅拌电机13和搅拌棒14，搅拌电机13与第二存储箱体10固定连接，搅拌棒14的顶部固定装配在搅拌电机13的转轴上，搅拌棒14的底部延伸至第二存储箱体10内部，搅拌棒14的底部装配有搅拌叶轮15，第二管道3的一端设置在第二存储箱体10的侧壁上，第二管道3的另一端延伸至沉淀净化装置中。

搅拌叶轮15靠近第二存储箱体10的底部设置，第二管道3与第二存储箱体10连接处高于搅拌叶轮15设置，防止煤水混合物中的煤渣在第二存储箱体10底部沉淀，从而导致测量数据不准确。

具体而言，沉淀净化装置包括第三存储箱体9、过滤网16和出口管道17，过滤网16竖直设置于第三存储箱体9内，第二管道3和出口管道17分别位于过滤网16的两侧，出口管道17设置在第三存储箱体9的侧壁上。

一种水力冲孔出煤量实时测定装置的使用方法，使用前述的一种水力冲孔出煤量实时测定装置及其使用方法包括以下步骤：

步骤1，测试之前将进口管道1与装置外部的钻机出渣口连接，开启搅拌电机13、粉碎电机12和数据采集仪4。

步骤2，开启钻机，钻机开始钻进，煤水混合物经进口管道1流入第一存储箱体8内部，由研磨器对煤水混合物进行研磨，研磨后的煤水混合物经第一管道2流入第二存储箱体10内部。

步骤3，搅拌器对第二存储箱体10内部的煤水混合物进行搅拌，使煤渣在水中均匀分布，浓度监测装置5对煤水混合物的浓度进行测量，并将测量数据发送并存储至数据采集仪4中。

步骤4，当煤水混合物的水位高度高于第二管道3与第二存储箱体10连接处时，煤水混合物通过第二管道3流入第三存储箱体9中，同时设置于第二管道3上的流量监测装置6对煤水混合物的流量进行测量，并将测量数据发送并存储至数据采集仪4中，煤水混合物在第三存储箱体9中沉淀，通过过滤网16将煤水混合物分离，将煤渣沉淀在第三存储箱体9底部，一方面避免了煤的浪费，另一方面清理方便，通过出口管道17将水排至巷道水渠内，保证了作业现场的环境。

步骤5，提取数据采集仪4中的数据，通过对煤水混合物中煤渣的浓度和煤水混合物的流量进行计算，即可得出水力冲孔的实时冲出煤量。

本发明可实时测定冲孔出煤量，获取实时冲出煤量对于冲孔效果的评价及冲孔过程参数实时调节具有指导作用。

Claims (6)

1.一种水力冲孔出煤量实时测定装置，其特征在于，包括研磨装置、混合搅拌装置、监测装置和沉淀净化装置，所述研磨装置的顶部设置有进口管道，所述研磨装置的底部通过第一管道与混合搅拌装置连接，混合搅拌装置通过第二管道与沉淀净化装置连接，所述监测装置包括数据采集仪、浓度监测装置和流量监测装置，所述浓度监测装置设置于混合搅拌装置内部，所述流量监测装置设置在第二管道上，数据采集仪分别与浓度监测装置和流量监测装置电连接，研磨装置高于混合搅拌装置设置，混合搅拌装置高于沉淀净化装置设置。

2.根据权利要求1所述的一种水力冲孔出煤量实时测定装置，其特征在于，所述研磨装置包括第一存储箱体和粉碎器，所述粉碎器装配在第一存储箱体内部。

3.根据权利要求1所述的一种水力冲孔出煤量实时测定装置，其特征在于，所述粉碎器包括两个粉碎辊，两个粉碎辊均转动装配在第一存储箱体的内壁上，两个粉碎辊平行设置且外表面相互贴合，第一存储箱体的外壁固定装配有粉碎电机，粉碎电机的转轴与任意一个粉碎辊的转轴固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种水力冲孔出煤量实时测定装置，其特征在于，所述混合搅拌装置包括第二存储箱体和搅拌器，所述搅拌器包括搅拌电机和搅拌棒，所述搅拌电机与第二存储箱体固定连接，所述搅拌棒的顶部固定装配在搅拌电机的转轴上，搅拌棒的底部延伸至第二存储箱体内部，搅拌棒的底部装配有搅拌叶轮，所述第二管道的一端设置在第二存储箱体的侧壁上，第二管道的另一端延伸至沉淀净化装置中。

5.根据权利要求1所述的一种水力冲孔出煤量实时测定装置，其特征在于，所述沉淀净化装置包括第三存储箱体、过滤网和出口管道，过滤网竖直设置于第三存储箱体内，第二管道和出口管道分别位于过滤网的两侧，出口管道设置在第三存储箱体的侧壁上。

6.一种水力冲孔出煤量实时测定装置的使用方法，使用如权利要求1所述的一种水力冲孔出煤量实时测定装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，测试之前将进口管道与装置外部的钻机出渣口连接，开启搅拌电机、粉碎电机和数据采集仪；

步骤2，开启钻机，钻机开始钻进，煤水混合物经进口管道流入第一存储箱体内部，由研磨器对煤水混合物进行研磨，研磨后的煤水混合物经第一管道流入第二存储箱体内部；

步骤3，搅拌器对第二存储箱体内部的煤水混合物进行搅拌，使煤渣在水中均匀分布，浓度监测装置对煤水混合物的浓度进行测量，并将测量数据发送并存储至数据采集仪中；

步骤4，当煤水混合物的水位高度高于第二管道与第二存储箱体连接处时，煤水混合物通过第二管道流入第三存储箱体中，同时设置于第二管道上的流量监测装置对煤水混合物的流量进行测量，并将测量数据发送并存储至数据采集仪中，煤水混合物在第三存储箱体中沉淀，通过过滤网将煤水混合物进行分离，煤渣沉淀在第三存储箱体底部，水通过出口管道排出；

步骤5，提取数据采集仪中的数据，通过对煤水混合物中煤渣的浓度和煤水混合物的流量进行计算，即可得出水力冲孔的实时冲出煤量。