CN110552742A - 一种瓦斯参数的实时监测装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种瓦斯参数的实时监测装置，包括煤层，探测孔，支撑钢管，固定钢管，第一密封帽，可充气密封胶塞结构，可拆卸密封维护管结构，可固定支撑架结构，加压管，连接软管，瓦斯管，三通，压力传感器，数据采集仪，流量传感器和推送杆。本发明支撑固定板，固定通孔，支撑孔，六角头螺栓和方头螺栓的设置，有利于在工作的过程中通过支撑孔和方头螺栓相互配合固定好固定钢管，防止在监测的过程中固定钢管晃动影响瓦斯监测工作；密封胶塞，密封槽，充气密封橡胶囊，连接通孔和充气管相互配合的设置，有利于密封密封胶塞和探测孔之间的缝隙，防止在监测的过程中发生泄漏事故。

Description

一种瓦斯参数的实时监测装置及其使用方法

技术领域

本发明属于瓦斯参数监测装置技术领域，尤其涉及一种瓦斯参数的实时监测装置及其使用方法。

背景技术

我国50％以上原国有重点煤矿都是高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井，随着开采的深度。

不断增加，煤层瓦斯含量逐渐增大，同时瓦斯压力也随开采深度增加而不断增高，瓦斯灾害也愈发严重。在生产过程中，随着采掘活动的进行，由于原有地应力和采动应力集中，煤体透气性发生急剧变化，这都为瓦斯急剧涌出甚至瓦斯突出创造了条件。瓦斯压力、温度和流量的动态变化是反映工作面前方煤体瓦斯变化的重要参数，通过这三个参数的动态变化，可以清楚地看到煤层受采动影响时气固耦合的实时变化，从而为准确预测瓦斯涌出量、预测煤与瓦斯突出危险性提供一种方法。

但是现有的瓦斯参数监测装置还存在着在使用的过程中容易晃动，进行检测的过程中密封效果差以及不方便进行维护的问题。

因此，发明一种瓦斯参数的实时监测装置及其使用方法显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种瓦斯参数的实时监测装置及其使用方法，以解决现有的瓦斯参数监测装置还存在着在使用的过程中容易晃动，进行检测的过程中密封效果差以及不方便进行维护的问题。一种瓦斯参数的实时监测装置，包括煤层，探测孔，支撑钢管，固定钢管，第一密封帽，可充气密封胶塞结构，可拆卸密封维护管结构，可固定支撑架结构，加压管，连接软管，瓦斯管，三通，压力传感器，数据采集仪，流量传感器和推送杆，所述的探测孔开设在煤层的右侧中间位置；所述的支撑钢管插接在探测孔的右侧内部中间位置；所述的固定钢管贯穿支撑钢管的内部底端；所述的第一密封帽螺纹连接在支撑钢管的右侧外壁；所述的可充气密封胶塞结构安装在支撑钢管的外壁中间位置；所述的可拆卸密封维护管结构安装在支撑钢管的右侧外壁；所述的可固定支撑架结构安装在煤层的右侧；所述的加压管贯穿支撑钢管的内部顶端；所述的连接软管套接在加压管的右侧外壁；所述的瓦斯管贯穿固定钢管的内部底端；所述的三通螺纹连接在瓦斯管的右侧外壁；所述的三通的左侧管道连接流量传感器；所述的三通的下端管道连接压力传感器；所述的压力传感器管道连接数据采集仪；所述的推送杆的左侧插接在固定钢管的右侧内部中间位置；所述的可充气密封胶塞结构包括密封胶塞，密封槽，充气密封橡胶囊，连接通孔，充气管，泄压管和第二密封帽；所述的密封槽开设在密封胶塞的外壁中间位置；所述的充气密封橡胶囊套接在密封槽的外壁；所述的连接通孔分别开设在密封胶塞的右侧上端内部和右侧下端内部；所述的充气管的左侧胶接在充气密封橡胶囊的右侧上部；所述的泄压管的左侧胶接在充气密封橡胶囊的右侧下部；所述的第二密封帽分别螺纹连接在充气管和泄压管的右侧外壁。

优选的，所述的可拆卸密封维护管结构包括防护检测管，密封圈，防护块，不锈钢网和温度传感器，所述的密封圈胶接在防护检测管的右侧；所述的防护块分别胶接在防护检测管的左侧上部和左侧下部；所述的不锈钢网螺钉连接在防护检测管的内壁左侧；所述的温度传感器螺钉连接在防护检测管的内部顶端左侧。

优选的，所述的可固定支撑架结构包括支撑固定板，固定通孔，支撑孔，硅胶垫，六角头螺栓和方头螺栓，所述的固定通孔分别开设在支撑固定板的上下两端内部中间位置；所述的支撑孔开设在支撑固定板的内部中间位置；所述的硅胶垫胶接在支撑固定板的左侧；所述的六角头螺栓分别贯穿固定通孔；所述的方头螺栓螺纹连接在支撑固定板的正表面中间位置。

优选的，所述的固定钢管和加压管与支撑钢管的连接处设置有密封胶圈；所述的瓦斯管的左侧贯穿第一密封帽内部底端。

优选的，所述的密封胶塞的内部开设有通孔；所述的第二密封帽采用PPC帽；所述的充气管和泄压管分别采用PVC盖。

优选的，所述的密封胶塞套接在支撑钢管的外壁中间位置。

优选的，所述的温度传感器设置在不锈钢网的右侧；所述的防护块采用硅胶块；所述的防护检测管采用不锈钢管；所述的密封圈采用橡胶圈。

优选的，所述的防护检测管螺纹连接在固定钢管的左侧外壁；所述的密封圈设置在防护检测管螺纹连接在固定钢管之间。

优选的，所述的支撑固定板采用不锈钢板；所述的支撑孔设置在固定通孔之间。

优选的，所述的支撑固定板通过六角头螺栓安装在煤层的右侧；所述的固定钢管贯穿支撑孔；所述的支撑孔和探测孔对应设置；所述的加压管和瓦斯管的右侧分别贯穿支撑孔。

优选的，所述的压力传感器具体采用型号为SIN-P300的气体压力传感器；所述的数据采集仪具体采用型号为MIK-R9600的采集仪；所述的流量传感器具体采用型号为SC-DN25-WY的流量传感器；所述的温度传感器具体采用型号为LM18-3008NA-H的温度传感器。

优选的，所述的压力传感器、流量传感器和温度传感器分别导线连接数据采集仪。

一种瓦斯参数的实时监测装置的使用方法具体包括以下步骤：

步骤一：选择煤层合适位置进行探测打孔，使用外部钻孔设备在煤层右侧合适的位置进行钻孔工作，方便对煤层中的瓦斯进行检测工作；

步骤二：将检测设备固定好，然后将支撑钢管插接在探测孔的内部合适的深度，然后通过充气管向充气密封橡胶囊的内部进行充气，防止在工作的过程中出现漏气，影响瓦斯监测工作；

步骤三：通过设备对煤层内部瓦斯进行实时检测工作，固定好设备后，使用外部导线将压力传感器、流量传感器和温度传感器以及数据采集仪接通电源，通过各个电器之间的相互配合进行瓦斯实时检测工作；

优选地，在步骤二中，所述的充气密封橡胶囊可以密封密封胶塞和探测孔内壁之间的缝隙，防止在监测的过程中出现漏气，影响检测结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.本发明中，所述的支撑固定板，固定通孔，支撑孔，六角头螺栓和方头螺栓的设置，有利于在工作的过程中通过支撑孔和方头螺栓相互配合固定好固定钢管，防止在监测的过程中固定钢管晃动影响瓦斯监测工作。

2.本发明中，所述的密封胶塞，密封槽，充气密封橡胶囊，连接通孔和充气管相互配合的设置，有利于密封密封胶塞和探测孔之间的缝隙，防止在监测的过程中发生泄漏事故。

3.本发明中，所述的防护检测管，密封圈，温度传感器和固定钢管相互配合的设置，有利于旋转防护检测管进行拆卸工作，方便进行维护和检修工作。

4.本发明中，所述的密封胶塞，密封槽，充气密封橡胶囊，泄压管和第二密封帽相互配合的设置，有利于通过泄压管排放充气密封橡胶囊内部的气体，方便进行支撑钢管拆卸和安装工作。

5.本发明中，所述的防护检测管，不锈钢网和温度传感器的设置，有利于通过不锈钢网过滤进入防护检测管的内部的气体，防止灰尘落在温度传感器的表面影响检测工作。

6.本发明中，所述的防护检测管和防护块的设置，有利于在进行检测的过程中防止防护检测管碰触探测孔内壁，影响瓦斯监测工作。

7.本发明中，所述的支撑钢管，固定钢管和第一密封帽的设置，有利于密封固定钢管，防止在进行检测的过程中发生泄漏事故。

8.本发明中，所述的支撑钢管，固定钢管和推送杆的设置，有利于推送瓦斯管进行移动，方便进行瓦斯监测工作。

9.本发明中，所述的瓦斯管，三通，压力传感器，数据采集仪和流量传感器的相互配合的设置，有利于对瓦斯的压力和流量进行检测工作，同时方便进行瓦斯实时检测工作。

附图说明

图1是本发明的瓦斯参数的实时监测装置及其使用方法的流程图。

图2是本发明的整体的结构示意图。

图3是本发明的可充气密封胶塞结构的结构示意图。

图4是本发明的可拆卸密封维护管结构的结构示意图。

图5是本发明的可固定支撑架结构的结构示意图。

图6是本发明电气接线示意图。

图中：

1、煤层；2、探测孔；3、支撑钢管；4、固定钢管；5、第一密封帽；6、可充气密封胶塞结构；61、密封胶塞；62、密封槽；63、充气密封橡胶囊；64、连接通孔；65、充气管；66、泄压管；67、第二密封帽；7、可拆卸密封维护管结构；71、防护检测管；72、密封圈；73、防护块；74、不锈钢网；75、温度传感器；8、可固定支撑架结构；81、支撑固定板；82、固定通孔；83、支撑孔；84、硅胶垫；85、六角头螺栓；86、方头螺栓；9、加压管；10、连接软管；11、瓦斯管；12、三通；13、压力传感器；14、数据采集仪；15、流量传感器；16、推送杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

图中：

如附图2至附图3所示

一种瓦斯参数的实时监测装置，包括煤层1，探测孔2，支撑钢管3，固定钢管4，第一密封帽5，可充气密封胶塞结构6，可拆卸密封维护管结构7，可固定支撑架结构8，加压管9，连接软管10，瓦斯管11，三通12，压力传感器13，数据采集仪14，流量传感器15和推送杆16，所述的探测孔2开设在煤层1的右侧中间位置；所述的支撑钢管3插接在探测孔2的右侧内部中间位置；所述的固定钢管4贯穿支撑钢管3的内部底端；所述的第一密封帽5螺纹连接在支撑钢管3的右侧外壁；所述的可充气密封胶塞结构6安装在支撑钢管3的外壁中间位置；所述的可拆卸密封维护管结构7安装在支撑钢管3的右侧外壁；所述的可固定支撑架结构8安装在煤层1的右侧；所述的加压管9贯穿支撑钢管3的内部顶端；所述的连接软管10套接在加压管9的右侧外壁；所述的瓦斯管11贯穿固定钢管4的内部底端；所述的三通12螺纹连接在瓦斯管11的右侧外壁；所述的三通12的左侧管道连接流量传感器15；所述的三通12的下端管道连接压力传感器13；所述的压力传感器13管道连接数据采集仪14；所述的推送杆16的左侧插接在固定钢管4的右侧内部中间位置；所述的可充气密封胶塞结构6包括密封胶塞61，密封槽62，充气密封橡胶囊63，连接通孔64，充气管65，泄压管66和第二密封帽67；所述的密封槽62开设在密封胶塞61的外壁中间位置；所述的充气密封橡胶囊63套接在密封槽62的外壁；所述的连接通孔64分别开设在密封胶塞61的右侧上端内部和右侧下端内部；所述的充气管65的左侧胶接在充气密封橡胶囊63的右侧上部；所述的泄压管66的左侧胶接在充气密封橡胶囊63的右侧下部；所述的第二密封帽67分别螺纹连接在充气管65和泄压管66的右侧外壁；进行瓦斯监测时，使用开孔工具在煤层1的右侧合适的位置开设探测孔2，把支撑钢管3插入探测孔2合适的深度，使密封胶塞61位于探测孔2内壁合适的位置，然后使用外部气管连接充气管65的右侧外壁，使用充气设备进行充气工作，使充气密封橡胶囊63进行膨胀，密封探测孔2内壁和密封胶塞61之间的缝隙，防止在监测瓦斯的过程中发生泄漏，增加密封性。

本实施方案中，结合附图4所示，所述的可拆卸密封维护管结构7包括防护检测管71，密封圈72，防护块73，不锈钢网74和温度传感器75，所述的密封圈72胶接在防护检测管71的右侧；所述的防护块73分别胶接在防护检测管71的左侧上部和左侧下部；所述的不锈钢网74螺钉连接在防护检测管71的内壁左侧；所述的温度传感器75螺钉连接在防护检测管71的内部顶端左侧；在进行瓦斯监测前，旋转防护检测管71，把防护检测管71卸掉选择合适的温度传感器75安装在防护检测管71的内部底端，然后选择合适的不锈钢网74固定在防护检测管71的左侧，将防护检测管71螺纹连接在固定钢管4的左侧外壁。

本实施方案中，结合附图5所示，所述的可固定支撑架结构8包括支撑固定板81，固定通孔82，支撑孔83，硅胶垫84，六角头螺栓85和方头螺栓86，所述的固定通孔82分别开设在支撑固定板81的上下两端内部中间位置；所述的支撑孔83开设在支撑固定板81的内部中间位置；所述的硅胶垫84胶接在支撑固定板81的左侧；所述的六角头螺栓85分别贯穿固定通孔82；所述的方头螺栓86螺纹连接在支撑固定板81的正表面中间位置；安装好支撑钢管3后，使用支撑孔83套接在固定钢管4的外壁，然后使用六角头螺栓85固定好支撑固定板81，在旋转方头螺栓86，顶紧固定钢管4，防止在监测的过程中固定钢管4晃动影响瓦斯监测工作。

本实施方案中，具体的，所述的固定钢管4和加压管9与支撑钢管3的连接处设置有密封胶圈；所述的瓦斯管11的左侧贯穿第一密封帽5内部底端。

本实施方案中，具体的，所述的密封胶塞61的内部开设有通孔；所述的第二密封帽67采用PPC帽；所述的充气管65和泄压管66分别采用PVC盖。

本实施方案中，具体的，所述的密封胶塞61套接在支撑钢管3的外壁中间位置。

本实施方案中，具体的，所述的温度传感器75设置在不锈钢网74的右侧；所述的防护块73采用硅胶块；所述的防护检测管71采用不锈钢管；所述的密封圈72采用橡胶圈。

本实施方案中，具体的，所述的防护检测管71螺纹连接在固定钢管4的左侧外壁；所述的密封圈72设置在防护检测管71螺纹连接在固定钢管4之间。

本实施方案中，具体的，所述的支撑固定板81采用不锈钢板；所述的支撑孔83设置在固定通孔82之间。

本实施方案中，具体的，所述的支撑固定板81通过六角头螺栓85安装在煤层1的右侧；所述的固定钢管4贯穿支撑孔83；所述的支撑孔83和探测孔2对应设置；所述的加压管9和瓦斯管11的右侧分别贯穿支撑孔83。

本实施方案中，具体的，所述的压力传感器13具体采用型号为SIN-P300的气体压力传感器；所述的数据采集仪14具体采用型号为MIK-R9600的采集仪；所述的流量传感器15具体采用型号为SC-DN25-WY的流量传感器；所述的温度传感器75具体采用型号为LM18-3008NA-H的温度传感器。

本实施方案中，具体的，所述的压力传感器13、流量传感器15和温度传感器75分别导线连接数据采集仪14。

一种瓦斯参数的实时监测的使用方法包括以下步骤：

具体参照说明书附图1所示

S101：选择煤层1合适位置进行探测打孔，使用外部钻孔设备在煤层1右侧合适的位置进行钻孔工作，方便对煤层1中的瓦斯进行检测工作；

S102：将检测设备固定好，然后将支撑钢管3插接在探测孔2的内部合适的深度，然后通过充气管65向充气密封橡胶囊63的内部进行充气，防止在工作的过程中出现漏气，影响瓦斯监测工作；

S103：通过设备对煤层1内部瓦斯进行实时检测工作，固定好设备后，使用外部导线将压力传感器13、流量传感器15和温度传感器75以及数据采集仪14接通电源，通过各个电器之间的相互配合进行瓦斯实时检测工作。

优选地，在S102中，所述的所述的充气密封橡胶囊63可以密封密封胶塞61和探测孔2内壁之间的缝隙，防止在监测的过程中出现漏气，影响检测结果。

工作原理

本发明在工作过程中，在进行瓦斯监测前，旋转防护检测管71，把防护检测管71卸掉选择合适的温度传感器75安装在防护检测管71的内部底端，然后选择合适的不锈钢网74固定在防护检测管71的左侧，将防护检测管71螺纹连接在固定钢管4的左侧外壁，进行瓦斯监测时，使用开孔工具在煤层1的右侧合适的位置开设探测孔2，把支撑钢管3插入探测孔2合适的深度，使密封胶塞61位于探测孔2内壁合适的位置，然后使用外部气管连接充气管65的右侧外壁，使用充气设备进行充气工作，使充气密封橡胶囊63进行膨胀，密封探测孔2内壁和密封胶塞61之间的缝隙，防止在监测瓦斯的过程中发生泄漏，增加密封性，安装好支撑钢管3后，使用支撑孔83套接在固定钢管4的外壁，然后使用六角头螺栓85固定好支撑固定板81，在旋转方头螺栓86，顶紧固定钢管4，防止在监测的过程中固定钢管4晃动影响瓦斯监测工作。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种瓦斯参数的实时监测装置，其特征在于，该瓦斯参数的实时监测装置，包括煤层(1)，探测孔(2)，支撑钢管(3)，固定钢管(4)，第一密封帽(5)，可充气密封胶塞结构(6)，可拆卸密封维护管结构(7)，可固定支撑架结构(8)，加压管(9)，连接软管(10)，瓦斯管(11)，三通(12)，压力传感器(13)，数据采集仪(14)，流量传感器(15)和推送杆(16)，所述的探测孔(2)开设在煤层(1)的右侧中间位置；所述的支撑钢管(3)插接在探测孔(2)的右侧内部中间位置；所述的固定钢管(4)贯穿支撑钢管(3)的内部底端；所述的第一密封帽(5)螺纹连接在支撑钢管(3)的右侧外壁；所述的可充气密封胶塞结构(6)安装在支撑钢管(3)的外壁中间位置；所述的可拆卸密封维护管结构(7)安装在支撑钢管(3)的右侧外壁；所述的可固定支撑架结构(8)安装在煤层(1)的右侧；所述的加压管(9)贯穿支撑钢管(3)的内部顶端；所述的连接软管(10)套接在加压管(9)的右侧外壁；所述的瓦斯管(11)贯穿固定钢管(4)的内部底端；所述的三通(12)螺纹连接在瓦斯管(11)的右侧外壁；所述的三通(12)的左侧管道连接流量传感器(15)；所述的三通(12)的下端管道连接压力传感器(13)；所述的压力传感器(13)管道连接数据采集仪(14)；所述的推送杆(16)的左侧插接在固定钢管(4)的右侧内部中间位置；所述的可充气密封胶塞结构(6)包括密封胶塞(61)，密封槽(62)，充气密封橡胶囊(63)，连接通孔(64)，充气管(65)，泄压管(66)和第二密封帽(67)；所述的密封槽(62)开设在密封胶塞(61)的外壁中间位置；所述的充气密封橡胶囊(63)套接在密封槽(62)的外壁；所述的连接通孔(64)分别开设在密封胶塞(61)的右侧上端内部和右侧下端内部；所述的充气管(65)的左侧胶接在充气密封橡胶囊(63)的右侧上部；所述的泄压管(66)的左侧胶接在充气密封橡胶囊(63)的右侧下部；所述的第二密封帽(67)分别螺纹连接在充气管(65)和泄压管(66)的右侧外壁。

2.如权利要求1所述的瓦斯参数的实时监测装置，其特征在于，所述的可拆卸密封维护管结构(7)包括防护检测管(71)，密封圈(72)，防护块(73)，不锈钢网(74)和温度传感器(75)，所述的密封圈(72)胶接在防护检测管(71)的右侧；所述的防护块(73)分别胶接在防护检测管(71)的左侧上部和左侧下部；所述的不锈钢网(74)螺钉连接在防护检测管(71)的内壁左侧；所述的温度传感器(75)螺钉连接在防护检测管(71)的内部顶端左侧。

3.如权利要求1所述的瓦斯参数的实时监测装置，其特征在于，所述的可固定支撑架结构(8)包括支撑固定板(81)，固定通孔(82)，支撑孔(83)，硅胶垫(84)，六角头螺栓(85)和方头螺栓(86)，所述的固定通孔(82)分别开设在支撑固定板(81)的上下两端内部中间位置；所述的支撑孔(83)开设在支撑固定板(81)的内部中间位置；所述的硅胶垫(84)胶接在支撑固定板(81)的左侧；所述的六角头螺栓(85)分别贯穿固定通孔(82)；所述的方头螺栓(86)螺纹连接在支撑固定板(81)的正表面中间位置。

4.如权利要求1所述的瓦斯参数的实时监测装置，其特征在于，所述的固定钢管(4)和加压管(9)与支撑钢管(3)的连接处设置有密封胶圈；所述的瓦斯管(11)的左侧贯穿第一密封帽(5)内部底端。

5.如权利要求1所述的瓦斯参数的实时监测装置，其特征在于，所述的密封胶塞(61)的内部开设有通孔；所述的第二密封帽(67)采用PPC帽；所述的充气管(65)和泄压管(66)分别采用PVC盖。

6.如权利要求1所述的瓦斯参数的实时监测装置，其特征在于，所述的密封胶塞(61)套接在支撑钢管(3)的外壁中间位置。

7.如权利要求1所述的瓦斯参数的实时监测装置，其特征在于，所述的温度传感器(75)设置在不锈钢网(74)的右侧；所述的防护块(73)采用硅胶块；所述的防护检测管(71)采用不锈钢管；所述的密封圈(72)采用橡胶圈。

8.一种瓦斯参数的实时监测装置的使用方法，其特征在于，该瓦斯参数的实时监测装置的使用方法具体包括以下步骤：

步骤一：选择煤层(1)合适位置进行探测打孔，使用外部钻孔设备在煤层(1)右侧合适的位置进行钻孔工作，方便对煤层(1)中的瓦斯进行检测工作；

步骤二：将检测设备固定好，然后将支撑钢管(3)插接在探测孔(2)的内部合适的深度，然后通过充气管(65)向充气密封橡胶囊(63)的内部进行充气，防止在工作的过程中出现漏气，影响瓦斯监测工作；

步骤三：通过设备对煤层(1)内部瓦斯进行实时检测工作，固定好设备后，使用外部导线将压力传感器(13)、流量传感器(15)和温度传感器(75)以及数据采集仪(14)接通电源，通过各个电器之间的相互配合进行瓦斯实时检测工作。

9.如权利要求8所述的瓦斯参数的实时监测装置的使用方法，其特征在于，在步骤一中，所述的充气密封橡胶囊(63)可以密封密封胶塞(61)和探测孔(2)内壁之间的缝隙。