CN114060001A - 一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置及方法，该装置包括流量测定管、安装于流量测定管管壁上的流量衰减系数测定组件以及防爆外壳，所述衰减系数测定组件用于测定流量测定管中瓦斯流量和处理瓦斯流量数据，得到钻孔瓦斯流量衰减系数；该方法包括：待测压管泄压后将流量测定管进气口连接测压管；通过数据输入模块将测试时间传至控制单元；开始钻孔瓦斯流量自动测定：由控制单元通过数据输入模块采集第一气体流量传感器流量数据和第二气体流量传感器流量数据，流量数据由控制单元处理后通过数据输出模块在显示屏显示；将采集的流量数据进行处理得到钻孔瓦斯流量衰减系数。本发明能够高效、自动化地完成煤层钻孔瓦斯流量衰减系数测定。
Description
技术领域
本发明属于煤矿安全技术领域，特别涉及一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置及方法。
背景技术
随着矿井开采深度的增加，瓦斯涌出量越来越大，煤与瓦斯突出的危险性也日益严重，瓦斯灾害已成为制约煤矿安全生产的突出问题。长期的理论研究和突出危险煤层的开采实践证明，开采保护层和预抽煤层瓦斯是防治煤与瓦斯突出最有效、最经济的区域性措施，对于不具备保护层开采的单一煤层，瓦斯抽采的意义更为显著。煤层钻孔瓦斯流量衰减系数是评价煤层瓦斯抽采难易程度的主要指标之一，但是，由于测定方法、计算方式以及人员操作等方面的差异，使得目前钻孔瓦斯流量衰减系数测定结果存在一定误差。造成煤层瓦斯抽采难易程度评价结果失真。
而目前煤层钻孔瓦斯流量衰减系数测定方法还尚不能实现数据自动采集，这都制约了矿井综合瓦斯治理能力及自动化管理水平等。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置及方法，不仅能够高效、自动化地完成煤层钻孔瓦斯流量衰减系数测定，更能直接应用于煤矿井下实际工况，测定过程实时，测定结果准确。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置，包括流量测定管、安装于流量测定管管壁上的流量衰减系数测定组件以及防爆外壳，所述衰减系数测定组件用于测定流量测定管中瓦斯流量和处理瓦斯流量数据，得到钻孔瓦斯流量衰减系数。
本发明进一步的改进在于，所述流量测定管为管状结构，其两端分别设有进气口和出气口，管壁上设有第一安装孔和第二安装孔，第一安装孔和第二安装孔处分别安装有流量衰减系数测定组件的第一气体流量传感器和第二气体流量传感器。
本发明进一步的改进在于，所述流量衰减系数测定组件还包括数据处理单元，第一气体流量传感器和第二气体流量传感器分别通过第一导线和第二导线连接在数据处理单元。
本发明进一步的改进在于，第一气体流量传感器靠近流量测定管的进气口处设置，第二气体流量传感器靠近流量测定管的出气口处设置。
本发明进一步的改进在于，第一气体流量传感器的量程大于第二气体流量传感器的量程。
本发明进一步的改进在于，所述数据处理单元还包括数据输入模块、数据输出模块、电源、显示屏、按键以及控制单元；
数据输入模块用于将按键和两个流量传感器传输的数据输入至控制单元，数据输入模块用于通过数据输入模块接收按键和两个流量传感器传输的数据，并经过处理后通过数据输出模块在显示屏显示；电源用于为数据处理单元供电。
本发明进一步的改进在于，显示屏采用液晶显示屏。
本发明进一步的改进在于，电源采用锂电池。
一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定方法，该方法基于所述的一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置，包括以下步骤：
1)煤层瓦斯压力测定结束后，拆掉压力表，待测压管泄压后将流量测定管进气口连接测压管；
2)通过按键进行钻孔流量测试时间的预设，通过数据输入模块将测试时间传至控制单元；
3)开始钻孔瓦斯流量自动测定：由控制单元通过数据输入模块采集第一气体流量传感器流量数据，当钻孔瓦斯流量小于大量程传感器量程时，控制单元将通过数据输入模块采集第二气体流量传感器流量数据，流量数据由控制单元处理后通过数据输出模块在显示屏显示；
4)流量采集时间达到预设流量测试时间后，控制单元停止流量数据采集，将采集到的流量数据进行处理得到钻孔瓦斯流量衰减系数。
本发明进一步的改进在于，控制单元将采集到的流量数据进行处理时，将预定时间内的钻孔瓦斯流量数据通过以下公式进行回归分析即可得到钻孔瓦斯流量衰减系数；
Q＝ae-αt
其中Q为钻孔瓦斯流量，a为常数，α为钻孔瓦斯流量衰减系数，t为时间。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
本发明提供的钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置及方法，可实现钻孔瓦斯流量自动采集，实时显示，自动处理流量数据得到钻孔瓦斯流量衰减系数及数据输出，适用于煤层瓦斯压力测定钻孔测压结束后钻孔瓦斯流量衰减系数测定。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为数据处理单元内部结构图。
附图标记说明：
1-流量测定管，2-第一气体流量传感器，3-第一导线，4-数据处理单元，5-显示屏，6-按键，7-第二导线，8-第二气体流量传感器，9-第一安装孔，10-第二安装孔，11-防爆外壳，12-数据输入模块，13-数据输出模块，14-电源，15-控制单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1和图2示出了本发明资格较佳的实施例的结构示意图，图1中的钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置，包括流量测定管1、安装于流量测定管管壁上的流量衰减系数测定组件以及防爆外壳11。
本实施例中，所述流量测定管1为管状结构，设有进气口和出气口，管壁上设有第一安装孔9和第二安装孔10，第一安装孔9和第二安装孔10处分别安装有流量衰减系数测定组件的第一气体流量传感器2和第二气体流量传感器8。
本实施例中，所述流量衰减系数测定组件还包括数据处理单元4，第一气体流量传感器2和第二气体流量传感器8分别通过第一导线3和第二导线7连接在数据处理单元4。
图2数据处理单元包括数据输入模块12、数据输出模块13、电源14、显示屏5、按键6以及控制单元15；数据输入模块12用于将按键6和两个流量传感器传输的数据输入至控制单元15，数据输入模块12用于通过数据输入模块12接收按键6和两个流量传感器传输的数据，并经过处理后通过数据输出模块13在显示屏5显示；电源14用于为数据处理单元4供电。
本发明一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定方法，包括以下步骤：
1)煤层瓦斯压力测定结束后，拆掉压力表，待测压管泄压后将流量测定管进气口连接测压管；
2)通过按键6进行钻孔流量测试时间的预设，通过数据输入模块12将测试时间传至控制单元15；
3)开始钻孔瓦斯流量自动测定，由控制单元15通过数据输入模块12采集第一气体流量传感器2流量数据，当钻孔瓦斯流量小于大量程传感器量程时，控制单元15将通过数据输入模块12采集第二气体流量传感器8流量数据，流量数据由控制单元处理后通过数据输出模块13在显示屏5显示；
4)流量采集时间达到预设流量测试时间后，控制单元停止流量数据采集，将采集到的流量数据进行处理得到钻孔瓦斯流量衰减系数。
公知的流量数据处理方法如下：
将预定时间内的钻孔瓦斯流量数据通过以下公式进行回归分析即可得到钻孔瓦斯流量衰减系数。
Q＝ae-αt
其中Q为钻孔瓦斯流量，a为常数，α为钻孔瓦斯流量衰减系数，t为时间。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置，其特征在于，包括流量测定管(1)、安装于流量测定管(1)管壁上的流量衰减系数测定组件以及防爆外壳(11)，所述衰减系数测定组件用于测定流量测定管中瓦斯流量和处理瓦斯流量数据，得到钻孔瓦斯流量衰减系数。
2.根据权利要求1所述的一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置，其特征在于，所述流量测定管(1)为管状结构，其两端分别设有进气口和出气口，管壁上设有第一安装孔(9)和第二安装孔(10)，第一安装孔(9)和第二安装孔(10)处分别安装有流量衰减系数测定组件的第一气体流量传感器(2)和第二气体流量传感器(8)。
3.根据权利要求2所述的一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置，其特征在于，所述流量衰减系数测定组件还包括数据处理单元(4)，第一气体流量传感器(2)和第二气体流量传感器(8)分别通过第一导线(3)和第二导线(7)连接在数据处理单元(4)。
4.根据权利要求2所述的一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置，其特征在于，第一气体流量传感器(2)靠近流量测定管(1)的进气口处设置，第二气体流量传感器(8)靠近流量测定管(1)的出气口处设置。
5.根据权利要求2所述的一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置，其特征在于，第一气体流量传感器(2)的量程大于第二气体流量传感器(8)的量程。
6.根据权利要求2所述的一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置，其特征在于，所述数据处理单元(4)还包括数据输入模块(12)、数据输出模块(13)、电源(14)、显示屏(5)、按键(6)以及控制单元(15)；
数据输入模块(12)用于将按键(6)和两个流量传感器传输的数据输入至控制单元(15)，数据输入模块(12)用于通过数据输入模块(12)接收按键(6)和两个流量传感器传输的数据，并经过处理后通过数据输出模块(13)在显示屏(5)显示；电源(14)用于为数据处理单元(4)供电。
7.根据权利要求6所述的一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置，其特征在于，显示屏(5)采用液晶显示屏。
8.根据权利要求6所述的一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置，其特征在于，电源(14)采用锂电池。
9.一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定方法，其特征在于，该方法基于权利要求6至8中任一项所述的一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定装置，包括以下步骤：
1)煤层瓦斯压力测定结束后，拆掉压力表，待测压管泄压后将流量测定管进气口连接测压管；
2)通过按键(6)进行钻孔流量测试时间的预设，通过数据输入模块(12)将测试时间传至控制单元(15)；
3)开始钻孔瓦斯流量自动测定：由控制单元(15)通过数据输入模块(12)采集第一气体流量传感器(2)流量数据，当钻孔瓦斯流量小于大量程传感器量程时，控制单元(15)将通过数据输入模块(12)采集第二气体流量传感器(8)流量数据，流量数据由控制单元处理后通过数据输出模块(13)在显示屏(5)显示；
4)流量采集时间达到预设流量测试时间后，控制单元停止流量数据采集，将采集到的流量数据进行处理得到钻孔瓦斯流量衰减系数。
10.根据权利要求9所述的一种钻孔瓦斯流量衰减系数自动测定方法，其特征在于，控制单元(15)将采集到的流量数据进行处理时，将预定时间内的钻孔瓦斯流量数据通过以下公式进行回归分析即可得到钻孔瓦斯流量衰减系数；
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其中Q为钻孔瓦斯流量，a为常数，α为钻孔瓦斯流量衰减系数，t为时间。
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