CN201650367U - 一种便携式瓦斯突出预测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式瓦斯突出预测仪，包括外壳和置于外壳内的电路装置，其特征在于：电路装置包括可将煤样瓦斯解吸速度转化成电信号的传感器，信号放大电路，预设有专业分析软件的单片机，输入装置、输出装置、显示装置，电池组，传感器连接信号放大电路，信号放大电路连接单片机，单片机还分别与电池组、输入装置、输出、显示装置连接。

Description

一种便携式瓦斯突出预测仪 

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿安全检测仪器，具体涉及一种用于预测煤矿井下采、掘工作面瓦斯突出危险程度的便携式仪器。 

背景技术

由于瓦斯是否突出，关系到煤矿的安全生产。因此，需要对煤层进行瓦斯突出的危险进行预测判断。目前，煤与瓦斯突出预测方法有钻屑瓦斯解吸指标法，钻孔瓦斯涌出初速度法(q)，R值法等，以钻屑瓦斯解吸法为例，Δh2是采用测试时煤样在2min内，每克煤样的解吸瓦斯在变容容器中所形成的压力与大气压力的差值作为判断标准。而另一个指标K1值是采用5min内的瓦斯解吸量(每0.5min测量一次)通过煤的瓦斯解吸平方根方程式计算出的第一min内每克煤样的瓦斯解吸量来判断，其计算公式如下： 

$Q=K_1\sqrt{T}-W_L$

式中： 

Q------时间为T时的瓦斯解吸总量，cm³/g； 

T----时间，min； 

W_L---测试前煤样的损失瓦斯量，cm³/g； 

K₁---常数，当T＝1时，为煤样暴露后第1min内的解吸量，cm³/g。 

从Δh₂和K₁定义来看，它们都与煤层的瓦斯含量有密切的关联，但是我们仔细研究了煤的瓦斯解吸特征之后，不难看出上述两个指标，同时还要受到煤样的解吸速度的影响。同样瓦斯含量的煤，解吸速度高会促使上述两种判断指标增大。因而在使用判断过程中会出现高指标煤层不突出低指标突出的反常现象，影响判断效果。 

为便于应用，需要设计一种基于上述方法的在现场预测瓦斯突出的便携式仪器。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种便携式瓦斯突出预测仪。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种便携式瓦斯突出预测仪，包括外壳和置于外壳内的电路装置，其特征在于：电路装置包括可将煤样瓦斯解吸的速度转化成电信号的传感器，信号放大电路，预设有专业 分析软件的单片机，输入装置，输出装置，显示装置，电池组，传感器连接信号放大电路，信号放大电路连接单片机，单片机还分别与电池组、输入装置、输出装置、显示装置连接。 

采用上述技术方案，使用时从煤层钻孔中取出煤样，经煤样筛分后放入煤样罐，传感器将煤样罐的瓦斯解吸速度转换成电信号，送至放大电路进行信号放大，然后送至单片机进行数据处理，现场测定K₁值和i值；在测出煤样的压缩长度后从键盘手动输入，再通过单片机的程序处理，就可以得到K₂值；最后在显示器上显示出瓦斯突出危险程度，得到判断结果。本实用新型的有益效果是，结构简单，方便携带，对瓦斯的突出预测判断准确。 

附图说明

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。 

图1是本实用新型的外壳结构示意图； 

图2是本实用新型的电路原理方框图。 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种便携式瓦斯突出预测仪，其外壳1(去掉上盖)一侧设置有外接口101和外接口102，其作用是可以分别连接煤样罐和pc机等外用设备。所有的电路装置都安装在外壳的壳体内并用上盖(图中未示出)封闭。 

图2给出的是本实用新型的电路原理方框图。在本图中，传感器2、放大电路3、单片机4、显示器10顺次电连接，单片机4还连接通讯接口电路12，通讯接口电路12连接PC机13，单片机4上还连接蜂鸣器11，单片机4还连接键盘5和时钟电路6，单片机4还连接电池容量监视电路9，电池容量监视电路9连接电池组8，电池组8连接稳压电路7。传感器2是可以将煤样解吸瓦斯的速度转换成电信号的压力传感器，传感器2将所获得的电信号送至放大电路3进行信号放大，进而送至单片机4进行数据处理，单片机4内设有专业分析软件，通过与单片机4连接的显示器10显示最后瓦斯突出预测结果。为便于手动输入数据，单片机上还连接有键盘5。电池组8的功能是 为电路提供电源。 

为了显示时间，还设置有与单片机4连接的时钟电路6，开机后时钟常驻显示屏右上方，时钟为24小时制。关机后时钟应正常运行。 

为了给电路提供稳定的工作电流，设置有稳压电路7。同时为便于检查电池组的电压，设有电池容量监视电路9，电池容量监视电路9分别连接电池组8和单片机4，其作用是起到电池容量监视功能，开机后随时检测电池的容量，并在屏幕左上角显示电池容量提示标志，当电池欠压时，电池容量提示标志闪烁，同时每隔1分钟在屏幕上显示“电池电量不足，请及时充电！”的汉字警告提示，显示时间长度为1s或更长。 

为便于提醒、警示使用者，电路中设有蜂鸣器11，比如本仪器自检失败或运行中诊断出部件有故障时，能进行声报警，同时显示故障内容和处理方法。输入设置错误时，能进行声报警，同时显示错误内容和处理方法。仪器开机和关机时，有提示声响。不同类型的报警和提示，其声响有所区别，声响声级不小于40dB。 

与单片机4连接的通讯接口电路12，其作用是便于与PC机等外用数据存储处理设备连接进行数据传输、数据存储，分析及报表打印等。 

下面详细叙述具体的工作过程。 

将1～3mm的煤样放入定量煤样瓶中(装满)放入具有传感器2的定容容器中，并将容器封闭，启动测量程序。 

煤中的瓦斯是在环境压力降低而产生解吸瓦斯现象，煤中解吸出来的瓦斯充满密封的煤样罐，导致罐内气体压力高于环境压力。通过压力传感器变换成电信号，进入单片机4，用专用的软件进行分析，并将分析结果输出到显示器或其他的附属装置(经通讯接口与PC机相连、蜂鸣器11)。传感器2每0.5min采取压力数值一个，共10个，采用平方根公式用最小二乘方求出K₁值，同时还采用乘幂公式，用最小二乘方求出i值。用快速坚固性系数测定仪测出钻屑的压缩量，在仪器的提示下，输入压缩量，自动计算出K₂值。测得的K₁值与法定临界值比较，得出工作面的法定突出危险状态。测出的K₂与i值，与经验的临界值比较，可得工作面参考的突出危险程度。当法定的与经验的判断工作面危险程度有差异时，为安全起见，采用最高级别。 

以上实施例仅仅说明本实用新型的具体应用，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，只要是采用本发明的技术方案，或者仅仅是通过本领域的 普通技术人员都能作出的常规改动或者变形，都落入本实用新型的保护范围之中。 

Claims (1)

1.一种便携式瓦斯突出预测仪，包括外壳和置于外壳内的电路装置，其特征在于：电路装置包括可将煤样瓦斯解吸速度转化成电信号的传感器，信号放大电路，预设有专业分析软件的单片机，输入装置、输出装置、显示装置，电池组，传感器连接信号放大电路，信号放大电路连接单片机，单片机还分别与电池组、输入装置、输出、显示装置连接。 

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