CN109490487A - 一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置 - Google Patents

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李艳川
徐长富
靳磊
吴海军
郑忠亚
孙喜贵
柴佳美
张帅
张思睿
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Abstract

本发明公开了一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，具体涉及煤矿采空区气体检测技术领域。其解决了现有的煤矿采空区气体检测实时性和有效性差的不足。该煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，包括控制单元和通过通气管路依次连接的微型吸气泵、排水单元、气体干燥单元、粉尘过滤单元和气体检测单元；采空区气体通过微型吸气泵吸入，首先经过排水单元除去吸入气体内的水分，再经过气体干燥单元进行干燥，最后经过粉尘过滤单元过滤掉气体内的粉尘后进入气体检测单元对吸入气体的组分含量进行测试，最后由控制单元控制测试信号的变送和显示完成测试过程，该测试装置能够实现煤矿采空区气体组分含量的快速测试，为矿井火灾应急处理提供数据支持。

Description

一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置
技术领域
本发明涉及煤矿采空区气体检测技术领域，具体涉及一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置。
背景技术
矿井火灾是煤矿的主要灾害之一，其中90％以上为采空区自然发火，采空区气体监测有利于在火灾发生发展初期发现隐患，对于做好采空区火灾防治工作尤为关键。目前，国内外主要采用井上下束管监测系统或人工取样地面测试的方式进行采空区气体监测，然而井上下束管监测系统结构复杂，管路布置过长，取样的有效性难以保证；人工取样地面测试的方法虽然取样和测试结果能够得以保证，但是取样的实时性大打折扣，难以实现连续性监测。现有技术中还没有简易便携可靠的采空区气体快速测试装置。
发明内容
本发明的目的是提供了一种简易便携的煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，能够快速采集和测试煤矿采空区气体组分含量，提高采空区气体测试的可靠性和时效性。
本发明具体采用如下技术方案：
一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，包括控制单元和通过通气管路依次连接的微型吸气泵、排水单元、气体干燥单元、粉尘过滤单元和气体检测单元；采空区气体通过微型吸气泵吸入，首先经过排水单元除去吸入气体内的水分，再经过气体干燥单元进行干燥，最后经过粉尘过滤单元过滤掉吸入气体内的粉尘后进入气体检测单元对吸入气体的组分含量进行测试。
优选地，所述微型吸气泵包括进气口、电动机和吸气室，所述电动机安装于吸气室的外部，电动机提供动力使采空区气体由进气口进入整个装置。
优选地，所述排水单元包括储水室，储水室上设有电磁阀、水量感知元件和排水口，当水量感知元件监测到储水室内水量达到最大储水限时，控制单元通过电磁阀控制排水口排水。
优选地，所述气体干燥单元内设有干燥剂和颜色指示剂，干燥剂用于对吸入气体进行干燥，颜色指示剂用于监测干燥单元的状态，当颜色指示剂变色表示干燥单元失效。
优选地，所述粉尘过滤单元包括依次设置的惯性除尘元件、粘结除尘元件和滤布除尘元件，惯性除尘元件、粘结除尘元件和滤布除尘元件形成三级粉尘捕集模式。
优选地，所述气体检测单元包括多个气体检测模块，对吸入气体的组分含量进行测试。
优选地，所述气体检测单元包括氧气检测模块、一氧化碳检测模块、二氧化碳检测模块、甲烷检测模块和乙烯气体检测模块。
优选地，所述控制单元包含数据处理变送模块、操作控制模块和结果显示模块，用于整个测试过程的控制和测试信号的变送和显示。
本发明具有如下有益效果：
该煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，同时具备氧气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯等多个气体组分测试模块，并且采用微型抽气泵将气体吸入测试装置内部，因此该测试装置能够较为精确的对多种气体组分含量进行实时测试，进而为采空区自然发火的防治提供基础数据；
该煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，由于连接煤矿井下非洁净空气气源，采集气体中水分和粉尘含量很大，在装置中设置了多重水分和粉尘去除模块，并针对含水量较大的情况配备了排水模块，能够确保运行过程中测试模块不会受到粉尘和水分的污染，充分保证装置整体的安全可靠运行。
附图说明
图1为该煤矿采空区气体组分含量快速测试装置结构框图。
其中，1为微型吸气泵，101为进气口，102为电动机，103为吸气室，2为排水单元，201为储水室，202为电磁阀，203为水量感知元件，204为排水口，3为气体干燥单元，301为干燥剂，302为颜色指示剂，4为粉尘过滤单元，401为惯性除尘元件，402为粘接除尘元件，403为滤布除尘元件，5为气体检测单元，6为控制单元，601为数据处理变送模块，602为操作控制模块，603为结果显示模块，7为通气管路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
如图1所示，一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，包括控制单元和通过通气管路7依次连接的微型吸气泵1、排水单元2、气体干燥单元3、粉尘过滤单元4和气体检测单元5；采空区气体通过微型吸气泵1吸入，首先经过排水单元2除去吸入气体内的水分，再经过气体干燥单元3进行干燥，最后经过粉尘过滤单元4过滤掉吸入气体内的粉尘后进入气体检测单元5对吸入气体的组分含量进行测试。
微型吸气泵1包括进气口101、电动机102和吸气室103，所述电动机102安装于吸气室103的外部，电动机102提供动力使采空区气体由进气口101进入整个装置。
排水单元2包括储水室201，储水室201上设有电磁阀202、水量感知元件203和排水口204，当水量感知元件203监测到储水室内水量达到最大储水限时，控制单元6通过电磁阀202控制排水口排水，避免大量积水对后续测试造成影响。
气体干燥单元3内设有干燥剂301和颜色指示剂303，干燥剂为中性干燥剂用于对吸入气体进行干燥，颜色指示剂302用于监测干燥单元的状态，当颜色指示剂变色表示干燥单元失效。
粉尘过滤单元4包括依次设置的惯性除尘元件401、粘结除尘元件402和滤布除尘元件403，惯性除尘元件401、粘结除尘元件402和滤布除尘元件403形成三级粉尘捕集模式，避免粉尘过滤不净或者大量粉尘堵塞通路。
气体检测单元5包括多个气体检测模块，对吸入气体的组分含量进行测试。
气体检测单元包括氧气检测模块、一氧化碳检测模块、二氧化碳检测模块、甲烷检测模块和乙烯气体检测模块。
控制单元6包含数据处理变送模块601、操作控制模块602和结果显示模块603，用于整个测试过程的控制和测试信号的变送和显示。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，其特征在于，包括控制单元和通过通气管路依次连接的微型吸气泵、排水单元、气体干燥单元、粉尘过滤单元和气体检测单元；采空区气体通过微型吸气泵吸入，首先经过排水单元除去吸入气体内的水分，再经过气体干燥单元进行干燥，最后经过粉尘过滤单元过滤掉吸入气体内的粉尘后进入气体检测单元对吸入气体的组分含量进行测试。
2.如权利要求1所述的一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，其特征在于，所述微型吸气泵包括进气口、电动机和吸气室，所述电动机安装于吸气室的外部，电动机提供动力使采空区气体由进气口进入整个装置。
3.如权利要求1所述的一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，其特征在于，所述排水单元包括储水室，储水室上设有电磁阀、水量感知元件和排水口，当水量感知元件监测到储水室内水量达到最大储水限时，控制单元通过电磁阀控制排水口排水。
4.如权利要求1所述的一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，其特征在于，所述气体干燥单元内设有干燥剂和颜色指示剂，干燥剂用于对吸入气体进行干燥，颜色指示剂用于监测干燥单元的状态，当颜色指示剂变色表示干燥单元失效。
5.如权利要求1所述的一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，其特征在于，所述粉尘过滤单元包括依次设置的惯性除尘元件、粘结除尘元件和滤布除尘元件，惯性除尘元件、粘结除尘元件和滤布除尘元件形成三级粉尘捕集模式。
6.如权利要求1所述的一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，其特征在于，所述气体检测单元包括多个气体检测模块，对吸入气体的组分含量进行测试。
7.如权利要求6所述的一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，其特征在于，所述气体检测单元包括氧气检测模块、一氧化碳检测模块、二氧化碳检测模块、甲烷检测模块和乙烯气体检测模块。
8.如权利要求1所述的一种煤矿采空区气体组分含量快速测试装置，其特征在于，所述控制单元包含数据处理变送模块、操作控制模块和结果显示模块，用于整个测试过程的控制和测试信号的变送和显示。
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