CN115015493B - 一种矿用环境空气采样分析装置及采样分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿内检测设备技术领域，具体涉及一种矿用环境空气采样分析装置及采样分析方法，包括铺设于矿道内壁上的轨道，若干组的气体检测分析部沿轨道旁侧间隔布设，以将轨道对应分割为若干个采样区段，气体检测分析部以组合的形式间隔分布，逐一覆盖各采样区段，各采样区段与对应气体检测分析部之间连接有通气管路，各采样区段上分设有触接部，采样小车沿轨道回路循环滑动，并实时通过抽气口抽气，用于朝向通气管路进气，采样小车滑至相应采样区段时，以通过触接部触接导通对应的气体检测分析部，通过采样小车的循环滑移，抽集采样区段全段的环境空气，供给对应气体检测分析部检测分析，检测全面、高效、即时。

Description

一种矿用环境空气采样分析装置及采样分析方法

技术领域

本发明涉及矿内检测设备技术领域，尤其涉及一种矿用环境空气采样分析装置及采样分析方法。

背景技术

矿井或矿道内的空气监测一直以来关乎到矿内生产作业的安全，涉及到保证安全生产以及创造良好的工作环境，因此事关重要、备受关注，而现有在矿内环境空气采样分析中，要么在矿内分布设有多个气体探测仪，以进行实时探测分析，但由于矿内的有毒有害气体常见的就有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、硫化氢、瓦斯、氢气等多种，且由于矿内空气流通一般较差，想达到全面检测的效果，就需在矿内进行不同探测仪的密集布置，从而一方面带来成本和能耗就是问题，另一方面密集的接线连接也成为问题，要么在矿外设置探测仪，而通过矿内多位置处采集空气再传输出矿外检测分析，那么一方面用于传输空气的管道布设即成为问题，另一方面从矿内到矿外势必需要较大的推气动力、且势必造成较大的传输时间延迟，导致检测分析即时性不高。

对此，现有技术中例如专利号为CN201820965931.9、CN201410806979.1的专利中，在矿口或是矿内直接固定架设检测设备采样检测，均很难全面、高效的对矿内环境空气进行采样分析，由此，还不足以满足试验或实际开采中实时对矿内环境空气采样分析的更高的实用性需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种矿用环境空气采样分析装置及采样分析方法，以解决很难全面、高效的对矿内环境空气进行采样分析的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种矿用环境空气采样分析装置，包括：

轨道，铺设于矿道内壁上，沿轨道旁侧间隔布设有若干组气体检测分析部，轨道按各气体检测分析部对应分为若干个采样区段，各采样区段与对应气体检测分析部之间连接有通气管路；

触接部，分设于各采样区段上，用于电连接对应的气体检测分析部；

采样小车，滑动连接于轨道上，采样小车上开设有抽气口，用于朝向通气管路进气采样，采样小车滑至采样区段时，以触接导通对应的气体检测分析部，用于检测分析采样区段内的环境空气。

优选地，抽气口开设于采样小车顶端，采样小车设计呈中空结构，以与顶端的抽气口贯通连接。

优选地，采样小车上设有自驱电机，自驱电机的输出端连接有转轴，转轴穿设入采样小车内，并固定连接有行走轮，行走轮抵贴轨道上转动行走。

优选地，轨道设计为单轨结构，轨道上部设计呈竖立的哑铃状，采样小车底端抱接于轨道上部的哑铃收口处，以利于稳定高效的运移。

优选地，轨道伸入采样小车内的顶端平台上排列开设有进气口，轨道内设有中空气道，中空气道一端与进气口导通连接，另一端与通气管路导通连接，以正向直线抽风进气，利于高效的进气采样。

优选地，进气口处弹性连接有封盖，采样小车内设有弹性抵条，采样小车正向滑移经由进气口时，以通过弹性抵条推动封盖打开。

优选地，气体检测分析部检测的目标气体超标时，以触发采样小车反向滑移，并沿该采样区段再次滑移采样检测。

优选地，采样小车侧端设有滑动开关，用于控制采样小车正反向滑移，采样区段对接处设有伸缩抵杆，伸缩抵杆与气体检测分析部电连接，气体检测分析部检测的目标气体超标时，触发伸缩抵杆伸出，用以抵接推动滑动开关的活动端移位，并控制采样小车反向滑移，直至滑移抵接后端的伸缩抵杆，以推动滑动开关的活动端回移复位。

优选地，抽气口由内向外呈逐渐收口设计，抽气口外侧收口端覆盖设有滤尘网。

本发明还提供了一种矿用环境空气采样分析方法，包括以下步骤：

a：矿道内壁上铺设有轨道，轨道旁侧间隔布设有若干组气体检测分析部，沿轨道按各气体检测分析部对应分为若干个采样区段，采样区段与对应的气体检测分析部之间通过通气管路连接通气；

b：通过采样小车沿轨道滑移，并实时通过抽气口向通气管路内进气采样，滑经各采样区段时，触接导通对应的气体检测分析部，以检测分析采样区段内的环境空气；

c：气体检测分析部检测的目标气体超标时，以触发采样小车反向滑移，并沿该采样区段再次滑移采样检测。

本发明的有益效果：通过铺设于矿道内壁上的轨道，若干组的气体检测分析部沿轨道旁侧间隔布设，以将轨道对应分割为若干个采样区段，采样小车沿轨道回路循环滑动，并实时通过抽气口抽气，采样小车滑至相应采样区段时，以通过触接部触接导通对应的气体检测分析部，检测分析该采样区段内的环境空气，从而检测仪不必密集分布，也无需不间断开机检测，以利于降低成本和能耗，以及检测仪的折旧，以及过量的冗余检测，以省去矿内的密集接线连接，而依靠采样小车间歇导通供能，且通过采样小车的循环滑移，抽集采样区段全段的环境空气，供给对应气体检测分析部检测分析，检测全面、高效，无需将采样空气远距离传输至矿外，检测即时，由此，不论是试验或实际开采需要，均能全面、高效的对矿内环境空气进行采样分析。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的采样小车抱接于轨道上的结构示意图；

图2为本发明的采样小车抱接于轨道上的侧视结构示意图；

图3为本发明的采样区段与对应气体检测分析部连接的结构示意图；

图4为本发明的轨道的结构示意图；

图5为本发明的中空气道的结构示意图；

图6为本发明的轨道顶部平台的结构示意图；

图7为本发明的滑动开关抵接前端伸缩抵杆移位后的结构示意图；

图8为本发明的滑动开关抵接后端伸缩抵杆回移复位后的结构示意图。

图中：1、轨道；2、气体检测分析部；3、通气管路；4、触接部；5、采样小车；6、抽气口；7、自驱电机；8、转轴；9、行走轮；10、主锥齿轮；11、风叶轮；12、外锥齿圈；13、进气口；14、中空气道；15、封盖；16、弹性抵条；17、滑动开关；18、伸缩抵杆；19、滤尘网；20、导电片；21、供能部。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

一种矿用环境空气采样分析装置，如图1所示，包括铺设于矿道内壁上的轨道1，沿轨道1旁侧间隔布设有若干组气体检测分析部2，轨道1按各气体检测分析部2对应分为若干个采样区段，各采样区段与对应气体检测分析部2之间连接有通气管路3，各采样区段上分设有触接部4，用于电连接对应的气体检测分析部2，轨道1上滑动连接有采样小车5，采样小车5上开设有抽气口6，用于朝向通气管路3进气采样，采样小车5滑至采样区段时，以触接导通对应的气体检测分析部2，用于检测分析采样区段内的环境空气。

本发明通过铺设于矿道内壁上的轨道1，轨道1的铺设可采用装配式结构，以适应于矿内复杂地形便捷安装，优选的，如图4所示，从矿口开始沿矿内行进方向铺设，再弯折回矿口，形成完整的循环回路，以覆盖矿内全部关键位置，如图3所示，若干组的气体检测分析部2沿轨道1旁侧间隔布设，以将轨道1对应分割为若干个采样区段，气体检测分析部2则为包括有多个气体检测仪的组合部件，如一氧化碳检测仪、二氧化硫检测仪，检测仪以组合的形式间隔分布，逐一覆盖各采样区段，各采样区段与对应气体检测分析部2之间连接有通气管路3，同时各采样区段上分设有触接部4，用于电连接对应的气体检测分析部2，同时，轨道1上滑动连接有采样小车5，采样小车5上开设有抽气口6，从而采样小车5沿轨道1回路循环滑动，并实时通过抽气口6抽气，用于朝向通气管路3进气，采样小车5滑至相应采样区段时，以通过触接部4触接导通对应的气体检测分析部2，从而检测分析该采样区段内的环境空气，从而检测仪不必密集分布，也无需不间断开机检测，以利于降低成本和能耗，以及检测仪的折旧，以及过量的冗余检测，以省去矿内的密集接线连接，而依靠采样小车5间歇导通供能，且通过采样小车5的循环滑移，抽集采样区段全段的环境空气，供给对应气体检测分析部2检测分析，检测全面、高效，无需将采样空气远距离传输至矿外，检测即时，由此，不论是试验或实际开采需要，均能全面、高效的对矿内环境空气进行采样分析。

在本发明的实施例中，如图1至图2所示，抽气口6开设于采样小车5顶端，采样小车5设计呈中空结构，即在采样小车5内部形成中空的抽气室，以与顶端的抽气口6贯通连接。

在本发明的实施例中，如图1所示，采样小车5上设有自驱电机7，自驱电机7的输出端连接有转轴8，转轴8穿设入采样小车5内，并固定连接有行走轮9，行走轮9抵贴轨道1上转动行走，其中，优选的，转轴8上固定连接有主锥齿轮10，抽气口6内侧转动连接有风叶轮11，风叶轮11上固定连接有外锥齿圈12，外锥齿圈12与主锥齿轮10相啮合连接，从而通过自驱电机7带动行走轮9转动行走的同时，同步传动主锥齿轮10、外锥齿圈12转动，以带动风叶轮11同步转动抽风，也可直接采用旋转电机动力连接的方式带动风叶轮11转动抽风，具体的，采样小车5上设有供能部21件如电池包、蓄电池等，一方面用以供电自驱电机7，另一方面用以连接触接部4而供电气体检测分析部2，而且可在采样小车5循环滑移至矿口时，给予能源补充如更换电池包或充电一段时间后再继续滑移入矿内。

在本发明的实施例中，如图1至图5所示，轨道1设计为单轨结构，轨道1上部设计呈竖立的哑铃状，采样小车5底端抱接于轨道1上部的哑铃收口处，同时行走轮9抵贴轨道1的单轨平台中间行走，以实现稳定高效的运移，具体的，在采样小车5底端抱接处还可设置有横向的非动力辅助轮，以辅助行走以及转弯。

具体的，如图1、图5、图6所示，触接部4为固定贴附于轨道1上的导电条，导电条分开对应设于各采样区段上，以与对应的气体检测分析部2电连接，同时采样小车5内固定连接有导电片20，导电片20与采样小车5上的供能部21件电连接，采样小车5滑至相应采样区段时，通过导电片20触接导电条，以导通连接对应的气体检测分析部2，以使对应的气体检测分析部2通电工作，并对采样小车5沿该采样区段同步滑移采样的环境空气进行检测分析。

在本发明的实施例中，如图5和图6所示，轨道1伸入采样小车5内的顶端平台上排列开设有进气口13，轨道1内设有中空气道14，中空气道14一端与进气口13导通连接，另一端与通气管路3导通连接，从而经由顶端的抽气口6、中空的抽气室、进气口13、中空气道14，以正对直线抽风进气，利于高效的进气采样。

在本发明的实施例中，如图1、图5、图6所示，进气口13处弹性连接有封盖15，具体的，封盖15滑动连接于进气口13处，并于滑动连接处设有如弹簧等弹性部件，用以弹性推动封盖15滑移关闭，同时，采样小车5内设有弹性抵条16，具体的，弹性抵条16可采用橡胶条等具有一定弹性变形能力的材质制成，采样小车5正向滑移经由进气口13时，以通过弹性抵条16推动封盖15打开，导通进气，而初始状态下，或采样小车5滑离进气口13时，弹性抵条16依靠自身弹性变形越过封盖15，以使封盖15回移关闭，避免进气口13直接暴露于环境空气中，被矿内灰尘杂质堵塞，以保护进气管路。

在本发明的实施例中，气体检测分析部2检测的目标气体超标时，以触发采样小车5反向滑移，并沿该采样区段再次滑移采样检测，若对于试验需求，则反向滑移重复检测确认，以利于避免单次检测有误，若对于实际开采需求，则反复来回滑移检测，直至检测正常，以利于反复提醒作业人员及时处理异常，直至排除隐患，另外，采样小车5反向滑移过程中，自然传动风叶轮11反向转动，以经由抽气口6反向向外出气，相当于对该采样区段的路径上吹气，而引起空气紊流，从而再次正向滑移中，对紊流置换的环境空气重新采样检测，以利于更全面、合理、准确的重复检测分析。

在本发明的实施例中，如图7和图8所示，采样小车5侧端设有滑动开关17，滑动开关17和自驱电机7电连接，用于控制自驱电机7的正反转，从而控制采样小车5正反向滑移，采样区段对接处设有伸缩抵杆18，伸缩抵杆18与气体检测分析部2电连接，从而气体检测分析部2检测的目标气体超标时，触发伸缩抵杆18伸出，采样小车5正向滑移，直至滑动开关17的活动端受伸缩抵杆18抵接推动移位，以控制采样小车5反向滑移，直至滑移抵接后端的伸缩抵杆18，再推动滑动开关17的活动端回移复位，以使采样小车5沿该采样区段再次正向滑移，直至检测正常，两端的伸缩抵杆18回缩复位，以使采样小车5正常正向滑移前进。

在本发明的实施例中，如图1所示，抽气口6由内向外呈逐渐收口设计，抽气口6外侧收口端覆盖设有滤尘网19，用于过滤矿内的灰尘杂质，具体的，在采样小车5循环滑移至矿口时，以便于清理或更换滤尘网19，且在气体检测分析部2检测出异常，以使采样小车5反向滑移时，以通过抽气口6反向向外出气，而自动清理滤尘网19网孔，另外，抽气口6顶端的收口设计，一方面利于高效进出气，另一方面，采样小车5反向滑移时，一般是通过采样小车5底部辅助轮处的缝隙进气，相当于经由一狭窄的缝隙进气，而造成气流紊乱振动，再由收口的抽气口6出气，类似于嘴吹哨或口哨的原理，空气振动发出高频的哨声，以起到自动发声警示的作用。

本发明还提供了一种矿用环境空气采样分析方法，包括以下步骤：

a：矿道内壁上铺设有轨道1，轨道1旁侧间隔布设有若干组气体检测分析部2，沿轨道1按各气体检测分析部2对应分为若干个采样区段，采样区段与对应的气体检测分析部2之间通过通气管路3连接通气；

b：通过采样小车5沿轨道1滑移，并实时通过抽气口6向通气管路3内进气采样，滑经各采样区段时，触接导通对应的气体检测分析部2，以检测分析采样区段内的环境空气；

c：气体检测分析部2检测的目标气体超标时，以触发采样小车5反向滑移，并沿该采样区段再次滑移采样检测。

其中，气体检测分析部2则为包括有多个气体检测仪的组合部件，检测仪以组合的形式间隔分布，逐一覆盖各采样区段，采样小车5滑至相应采样区段时，气体检测分析部2依靠采样小车5触接导通供能，且通过采样小车5滑移抽集采样区段全段的环境空气，供给对应气体检测分析部2检测分析，检测全面、高效、即时，气体检测分析部2检测的目标气体超标时，以触发采样小车5反向滑移，并沿该采样区段再次滑移采样检测，若对于试验需求，则反向滑移重复检测确认，以利于避免单次检测有误，若对于实际开采需求，则反复来回滑移检测，直至检测正常，以利于反复提醒作业人员及时处理异常，直至排除隐患，且采样小车5反向滑移过程中，以经由抽气口6反向向外出气，相当于对该采样区段的路径上吹气，而引起空气紊流，从而再次正向滑移中，对紊流置换的环境空气重新采样检测，以利于更全面、合理、准确的重复检测分析。

在本发明公开的一种矿用环境空气采样分析装置中，使用时，通过铺设于矿道内壁上的轨道1，若干组的气体检测分析部2沿轨道1旁侧间隔布设，以将轨道1对应分割为若干个采样区段，气体检测分析部2以组合的形式间隔分布，逐一覆盖各采样区段，各采样区段与对应气体检测分析部2之间连接有通气管路3，各采样区段上分设有触接部4，用于电连接对应的气体检测分析部2，采样小车5沿轨道1回路循环滑动，并实时通过抽气口6抽气，用于朝向通气管路3进气，采样小车5滑至相应采样区段时，以通过触接部4触接导通对应的气体检测分析部2，通过采样小车5的循环滑移，抽集采样区段全段的环境空气，供给对应气体检测分析部2检测分析，检测全面、高效、即时。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种矿用环境空气采样分析装置，设于矿道内壁上，其特征在于，包括：

轨道(1)，铺设于所述矿道内壁上，沿所述轨道(1)旁侧间隔布设有若干组气体检测分析部(2)，所述轨道(1)按各所述气体检测分析部(2)对应分为若干个采样区段，各所述采样区段与对应所述气体检测分析部(2)之间连接有通气管路(3)；

触接部(4)，分设于各所述采样区段上，用于电连接对应的所述气体检测分析部(2)；

采样小车(5)，滑动连接于所述轨道(1)上，所述采样小车(5)上开设有抽气口(6)，用于朝向所述通气管路(3)进气采样，所述采样小车(5)滑至所述采样区段时，以触接导通对应的所述气体检测分析部(2)，用于检测分析所述采样区段内的环境空气；

所述轨道(1)伸入所述采样小车(5)内的顶端平台上排列开设有进气口(13)，所述轨道(1)内设有中空气道(14)，所述中空气道(14)一端与所述进气口(13)导通连接，另一端与所述通气管路(3)导通连接；

所述进气口(13)处弹性连接有封盖(15)，所述采样小车(5)内设有弹性抵条(16)，所述采样小车(5)正向滑移经由所述进气口(13)时，以通过所述弹性抵条(16)推动所述封盖(15)打开；

所述气体检测分析部(2)检测的目标气体超标时，以触发所述采样小车(5)反向滑移，并沿该所述采样区段再次滑移采样检测；

所述采样小车(5)侧端设有滑动开关(17)，用于控制所述采样小车(5)正反向滑移，所述采样区段对接处设有伸缩抵杆(18)，所述伸缩抵杆(18)与所述气体检测分析部(2)电连接，所述气体检测分析部(2)检测的目标气体超标时，触发所述伸缩抵杆(18)伸出，用以抵接推动所述滑动开关(17)的活动端移位，并控制所述采样小车(5)反向滑移，直至滑移抵接后端的所述伸缩抵杆(18)，以推动所述滑动开关(17)的活动端回移复位。

2.根据权利要求1所述的一种矿用环境空气采样分析装置，其特征在于，所述抽气口(6)开设于所述采样小车(5)顶端，所述采样小车(5)设计呈中空结构，以与顶端的所述抽气口(6)贯通连接。

3.根据权利要求1所述的一种矿用环境空气采样分析装置，其特征在于，所述采样小车(5)上设有自驱电机(7)，所述自驱电机(7)的输出端连接有转轴(8)，所述转轴(8)穿设入所述采样小车(5)内，并固定连接有行走轮(9)，所述行走轮(9)抵贴所述轨道(1)上转动行走。

4.根据权利要求1所述的一种矿用环境空气采样分析装置，其特征在于，所述轨道(1)设计为单轨结构，所述轨道(1)上部设计呈竖立的哑铃状，所述采样小车(5)底端抱接于所述轨道(1)上部的哑铃收口处。

5.根据权利要求1所述的一种矿用环境空气采样分析装置，其特征在于，所述抽气口(6)由内向外呈逐渐收口设计，所述抽气口(6)外侧收口端覆盖设有滤尘网(19)。

6.采用权利要求1-5任一项所述矿用环境空气采样分析装置的采样分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

a：所述矿道内壁上铺设有所述轨道(1)，所述轨道(1)旁侧间隔布设有若干组气体检测分析部(2)，沿所述轨道(1)按各所述气体检测分析部(2)对应分为若干个采样区段，所述采样区段与对应的所述气体检测分析部(2)之间通过所述通气管路(3)连接通气；

b：通过所述采样小车(5)沿所述轨道(1)滑移，并实时通过所述抽气口(6)向所述通气管路(3)内进气采样，滑经各所述采样区段时，触接导通对应的所述气体检测分析部(2)，以检测分析所述采样区段内的环境空气；

c：所述气体检测分析部(2)检测的目标气体超标时，以触发所述采样小车(5)反向滑移，并沿该所述采样区段再次滑移采样检测。

Images