CN206057308U - 一种煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，包括瓦斯抽采实验室模拟装置和瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，瓦斯抽采实验室模拟装置包括有机玻璃管、进气系统和抽气系统，有机玻璃管的一端连接有第一堵头，有机玻璃管的另一端连接有第二堵头，有机玻璃管上设有进气孔、出气孔和多个漏气测量孔，漏气测量孔上连接有漏气测量管，漏气测量管上连接有漏气开关阀门；进气系统包括瓦斯气体瓶和缓冲袋；瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置包括第二真空泵、三通管、第一四通管和第二四通管。本实用新型结构简单，实现方便，为研制瓦斯抽采钻孔漏气位置检测装置提供了可靠的依据，实用性强，便于推广使用。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿瓦斯抽采技术领域，具体涉及一种煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置。
背景技术
煤层瓦斯抽采是防治煤与瓦斯突出的主要技术措施之一，在国内外突出矿井中得到了广泛应用。煤层瓦斯抽采效果不仅取决于煤层瓦斯生成及赋存条件，而且决定于瓦斯抽采工程质量。我国目前大多矿井瓦斯抽采量不达标，究其原因除了煤层瓦斯基础工作做得不够、抽放瓦斯方法选择不当外，瓦斯抽采钻孔封孔效果满足不了工程要求也是一个重要原因，因此封孔效果与质量检测是煤层瓦斯抽采的关键。但是，现有技术中还缺乏结构简单、设计新颖合理、使用操作方便、实用性强的瓦斯抽采钻孔漏气位置检测装置。而为了研制出合适的瓦斯抽采钻孔漏气位置检测装置，首先就需要在实验室内进行研究，为抽采钻孔的轴向瓦斯运移规律研究、合理封孔深度和封孔方法、提高抽采效率研究提供理论和现实依据，为瓦斯抽采提供保障；但是，现有技术中，还缺乏切实可行的在实验室内进行煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测的模拟装置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，其结构简单，设计新颖合理，实现方便，为研制瓦斯抽采钻孔漏气位置检测装置提供了可靠的依据，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，其特征在于：包括瓦斯抽采实验室模拟装置和瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，所述瓦斯抽采实验室模拟装置包括用于模拟瓦斯抽采钻孔的有机玻璃管、进气系统和抽气系统，所述有机玻璃管的一端连接有第一堵头，所述有机玻璃管的另一端连接有第二堵头，所述有机玻璃管上靠近第一堵头的部分设置有进气孔，所述有机玻璃管上靠近第二堵头的部分设置有出气孔，所述有机玻璃管上位于进气孔与出气孔之间的部分均匀设置有多个漏气测量孔，所述漏气测量孔上连接有漏气测量管，所述漏气测量管上连接有漏气开关阀门；所述进气系统包括瓦斯气体瓶和缓冲袋，所述缓冲袋上连接有稀释阀门，所述缓冲袋的进气口通过第一进气管与瓦斯气体瓶的出气口连接，所述瓦斯气体瓶的出气口上连接有瓦斯气体瓶开关阀，所述第一进气管上设置有瓦斯调压阀门、第一压力表和进气阀门，所述缓冲袋的出气口通过第二进气管与进气孔连接，所述第二进气管上通过第三进气管连接有进气取样袋，所述第三进气管上设置有进气取样阀门，所述进气取样袋上连接有进气光学瓦检仪；所述抽气系统包括第一真空泵，所述第一真空泵的进气口通过第一抽气管与出气孔连接，所述第一抽气管上设置有第二压力表，所述第一真空泵的出气口通过第二抽气管连接有抽气取样袋，所述第二抽气管上设置有抽气取样阀门，所述抽气取样袋上连接有抽气光学瓦检仪；
所述瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置包括第二真空泵、三通管、第一四通管和第二四通管；所述第一四通管的第一个连接端口与第二堵头连接，所述第一四通管的第二个连接端口通过第一连接管与第二真空泵连接，所述第一四通管的第三个连接端口上连接有密封塞，所述第一四通管的第三个连接端口与第一个连接端口相对设置，所述第二四通管的第一个连接端口上连接有穿过密封塞伸入第一四通管内并伸入有机玻璃管内的探测管，所述第二四通管的第二个连接端口上连接有第三压力表，所述第二四通管的第三个连接端口通过第二连接管与所述第一四通管的第四个连接端口连接，所述第二四通管的第四个连接端口上连接有漏气检测阀门，且通过第三连接管与三通管的第一个连接端口连接，所述三通管的第二个连接端口上连接有针筒，所述三通管的第三个连接端口上通过第四连接管连接有漏气检测光学瓦检仪。
上述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，其特征在于：所述第二堵头上设置有螺纹孔，所述第一四通管的第一个连接端口上设置有外螺纹且通过螺纹连接到所述螺纹孔中的方式与第二堵头螺纹连接。
上述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，其特征在于：所述第二四通管的第二个连接端口内设置有内螺纹，所述第三压力表螺纹连接在第二四通管的第二个连接端口上。
上述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，其特征在于：所述第二连接管为软管。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型的结构简单，设计新颖合理，实现方便。
2、本实用新型通过实验室模拟的方式检测负压状态下抽采钻孔内不同深度处的瓦斯浓度、抽采负压等，能够为抽采钻孔的轴向瓦斯运移规律研究、合理封孔深度和封孔方法研究提供理论和现实依据。
3、经过本实用新型，能够有效验证瓦斯抽采钻孔漏气位置检测装置的有效性，依据本实用新型研制的瓦斯抽采钻孔漏气位置检测装置，能够有效能够针对井下钻孔封孔后的漏气情况进行检测，对封孔管、封孔段、煤体裂隙等位置进行漏气检测，有效的漏气位置判定可以确定合理封孔深度，优化封孔工艺；通过采用瓦斯抽采钻孔漏气位置检测装置定期对钻孔漏气位置检测，能够防止塌孔和废孔的出现，提高了钻孔的布置方案，也为瓦斯抽采提供了保障，有助于提高瓦斯抽采效率。
4、本实用新型能够真实模拟煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测，为研制瓦斯抽采钻孔漏气位置检测装置提供了可靠的依据，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
综上所述，本实用新型的结构简单，设计新颖合理，实现方便，为研制瓦斯抽采钻孔漏气位置检测装置提供了可靠的依据，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图标记说明:
1—有机玻璃管； 2—进气孔； 3—漏气测量孔；
4—出气孔； 5-1—第一堵头； 5-2—第二堵头；
6—瓦斯气体瓶； 7—第一进气管； 8—第一压力表；
9—进气阀门； 10—缓冲袋； 11—稀释阀门；
12—进气取样阀门； 13—进气光学瓦检仪； 14—进气取样袋；
15—第二压力表； 16—第一抽气管； 17—第一真空泵；
18—瓦斯调压阀门； 19—抽气取样阀门； 20—抽气取样袋；
21—抽气光学瓦检仪； 22—第一四通管； 23—密封塞；
24—第二四通管； 25—探测管； 26—第三压力表；
27—第二连接管； 28—漏气检测阀门； 29—针筒；
30—三通管； 31—漏气检测光学瓦检仪；
32—第一连接管； 33—第二真空泵； 34—漏气测量管；
35—漏气开关阀门； 36—第二进气管； 37—第三进气管；
38—第二抽气管； 39—第四连接管； 40—瓦斯气体瓶开关阀；
41—第三连接管。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，包括瓦斯抽采实验室模拟装置和瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，所述瓦斯抽采实验室模拟装置包括用于模拟瓦斯抽采钻孔的有机玻璃管1、进气系统和抽气系统，所述有机玻璃管1的一端连接有第一堵头5-1，所述有机玻璃管1的另一端连接有第二堵头5-2，所述有机玻璃管1上靠近第一堵头5-1的部分设置有进气孔2，所述有机玻璃管1上靠近第二堵头5-2的部分设置有出气孔4，所述有机玻璃管1上位于进气孔2与出气孔4之间的部分均匀设置有多个漏气测量孔3，所述漏气测量孔3上连接有漏气测量管34，所述漏气测量管34上连接有漏气开关阀门35；所述进气系统包括瓦斯气体瓶6和缓冲袋10，所述缓冲袋10上连接有稀释阀门11，所述缓冲袋10的进气口通过第一进气管7与瓦斯气体瓶6的出气口连接，所述瓦斯气体瓶6的出气口上连接有瓦斯气体瓶开关阀40，所述第一进气管7上设置有瓦斯调压阀门18、第一压力表8和进气阀门9，所述缓冲袋10的出气口通过第二进气管36与进气孔2连接，所述第二进气管36上通过第三进气管37连接有进气取样袋14，所述第三进气管37上设置有进气取样阀门12，所述进气取样袋14上连接有进气光学瓦检仪13；所述抽气系统包括第一真空泵17，所述第一真空泵17的进气口通过第一抽气管16与出气孔4连接，所述第一抽气管16上设置有第二压力表15，所述第一真空泵17的出气口通过第二抽气管38连接有抽气取样袋20，所述第二抽气管38上设置有抽气取样阀门19，所述抽气取样袋20上连接有抽气光学瓦检仪21；
所述瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置包括第二真空泵33、三通管30、第一四通管22和第二四通管24；所述第一四通管22的第一个连接端口与第二堵头5-2连接，所述第一四通管22的第二个连接端口通过第一连接管32与第二真空泵33连接，所述第一四通管22的第三个连接端口上连接有密封塞23，所述第一四通管22的第三个连接端口与第一个连接端口相对设置，所述第二四通管24的第一个连接端口上连接有穿过密封塞23伸入第一四通管22内并伸入有机玻璃管1内的探测管25，所述第二四通管24的第二个连接端口上连接有第三压力表26，所述第二四通管24的第三个连接端口通过第二连接管27与所述第一四通管22的第四个连接端口连接，所述第二四通管24的第四个连接端口上连接有漏气检测阀门28，且通过第三连接管41与三通管30的第一个连接端口连接，所述三通管30的第二个连接端口上连接有针筒29，所述三通管30的第三个连接端口上通过第四连接管39连接有漏气检测光学瓦检仪31。
本实施例中，所述第二堵头5-2上设置有螺纹孔，所述第一四通管22的第一个连接端口上设置有外螺纹且通过螺纹连接到所述螺纹孔中的方式与第二堵头5-2螺纹连接。
本实施例中，所述第二四通管24的第二个连接端口内设置有内螺纹，所述第三压力表26螺纹连接在第二四通管24的第二个连接端口上。
本实施例中，所述第二连接管27为软管。
采用本实用新型进行煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟的过程为：
步骤一、对有机玻璃管1进行抽真空，具体过程为：保持多个漏气开关阀门35、稀释阀门11、进气阀门9、进气取样阀门12和漏气检测阀门28均为关闭状态，打开抽气取样阀门19，第一真空泵17启动，对有机玻璃管1进行抽真空，所述第二压力表15对第一抽气管16内的压力进行实时检测并显示，当压力达到抽真空的负压阈值时，关闭抽气取样阀门19，关闭第一真空泵17，第一真空泵17停止抽真空，将此时第二压力表15显示的压力记为F0；
步骤二、往有机玻璃管1内冲入瓦斯气体，具体过程为：打开瓦斯气体瓶开关阀51，并打开瓦斯调压阀门52，对瓦斯气体瓶6内输出的瓦斯气体压力进行调节，第一压力表8对进入第一进气管7内的瓦斯气体压力进行实时检测并显示，当瓦斯气体压力与大气压力相等后，打开进气阀门9、稀释阀门11和进气取样阀门12，瓦斯气体瓶6内输出的瓦斯气体通过第一进气管7进入缓冲袋10，与通过稀释阀门11进入缓冲袋10内的空气混合，使瓦斯气体得到稀释，稀释后的瓦斯气体通过第二进气管36和进气孔2进入有机玻璃管1内，进气光学瓦检仪13对瓦斯浓度进行实时检测并显示，直至所述第二压力表15检测到的第一抽气管16内的压力稳定，将此时第二压力表15显示的压力记为F1，并对此时进气光学瓦检仪13检测到的瓦斯浓度进行记录；
步骤三、瓦斯正常抽采过程中的瓦斯浓度测定，具体过程为：保持进气阀门9、稀释阀门11和进气取样阀门12均为打开状态，打开抽气取样阀门19，并启动第一真空泵17，对有机玻璃管1进行瓦斯抽采，模拟煤矿瓦斯抽采的过程，第二压力表15对第一抽气管16内的压力进行实时检测并显示，抽气光学瓦检仪21对瓦斯浓度进行实时检测并显示，当第二压力表15显示的压力达到瓦斯抽采的压力阈值时，将此时第二压力表15显示的压力记为F2，并对此时抽气光学瓦检仪21检测到的瓦斯浓度进行记录；
步骤四、钻孔不同位置以及不同情况漏气的模拟，具体过程为：设漏气测量孔3的数量为N个，相应所述漏气开关阀门35的数量为N个；保持步骤三中第二压力表15检测到的压力为F2的瓦斯正常抽采的过程，将N个漏气开关阀门35中的n个打开，依次取n为1、2、…、N，且n每取一个值，都取遍排列组合中所有的可能情况，使N个漏气开关阀门35中不同位置处的n个打开，对钻孔不同位置以及不同情况的漏气进行模拟；每次模拟时，第三压力表26对探测管25内的压力进行实时检测并显示，而且，每次模拟时，N个漏气开关阀门35中的n个打开后，都在间隔1～3分钟后，打开漏气检测阀门28，并在漏气检测阀门28打开后，操作针筒29，使针筒29的活塞向上运动，探测管25内瓦斯通过第三连接管53进入三通管30内，当针筒29的活塞向上运动道极限位置后，关闭漏气检测阀门28，并在漏气检测阀门28关闭后，操作针筒29，使针筒29的活塞向下运动，三通管30内的瓦斯通过第四连接管39进入漏气检测光学瓦检仪31，对漏气检测光学瓦检仪31检测到的瓦斯浓度进行记录。
本实施例中，所述N的取值为6，即所述漏气测量孔3和漏气开关阀门35的数量均为6个；6个所述漏气测量孔3分别为漏气测量孔A1、漏气测量孔A2、漏气测量孔A3、漏气测量孔A4、漏气测量孔A5和漏气测量孔A6，步骤四中的各次模拟分别为：
(1)取n为1，取遍排列组合中所有的可能情况，使6个漏气开关阀门35中不同位置处的1个打开，对钻孔不同位置处单个漏气测量孔3漏气进行模拟；
(2)取n为2，取遍排列组合中所有的可能情况，使6个漏气开关阀门35中不同位置处的2个打开，对钻孔不同位置处两个漏气测量孔3漏气进行模拟；
(3)取n为3，取遍排列组合中所有的可能情况，使6个漏气开关阀门35中不同位置处的3个打开，对钻孔不同位置处三个漏气测量孔3漏气进行模拟；
(4)取n为4，取遍排列组合中所有的可能情况，使6个漏气开关阀门35中不同位置处的4个打开，对钻孔不同位置处四个漏气测量孔3漏气进行模拟；
(5)取n为5，取遍排列组合中所有的可能情况，使6个漏气开关阀门35中不同位置处的5个打开，对钻孔不同位置处五个漏气测量孔3漏气进行模拟；
(6)取n为6，取遍排列组合中所有的可能情况，即使6个漏气开关阀门35全部打开，对钻孔六个漏气测量孔3漏气进行模拟。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，其特征在于：包括瓦斯抽采实验室模拟装置和瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，所述瓦斯抽采实验室模拟装置包括用于模拟瓦斯抽采钻孔的有机玻璃管(1)、进气系统和抽气系统，所述有机玻璃管(1)的一端连接有第一堵头(5-1)，所述有机玻璃管(1)的另一端连接有第二堵头(5-2)，所述有机玻璃管(1)上靠近第一堵头(5-1)的部分设置有进气孔(2)，所述有机玻璃管(1)上靠近第二堵头(5-2)的部分设置有出气孔(4)，所述有机玻璃管(1)上位于进气孔(2)与出气孔(4)之间的部分均匀设置有多个漏气测量孔(3)，所述漏气测量孔(3)上连接有漏气测量管(34)，所述漏气测量管(34)上连接有漏气开关阀门(35)；所述进气系统包括瓦斯气体瓶(6)和缓冲袋(10)，所述缓冲袋(10)上连接有稀释阀门(11)，所述缓冲袋(10)的进气口通过第一进气管(7)与瓦斯气体瓶(6)的出气口连接，所述瓦斯气体瓶(6)的出气口上连接有瓦斯气体瓶开关阀(40)，所述第一进气管(7)上设置有瓦斯调压阀门(18)、第一压力表(8)和进气阀门(9)，所述缓冲袋(10)的出气口通过第二进气管(36)与进气孔(2)连接，所述第二进气管(36)上通过第三进气管(37)连接有进气取样袋(14)，所述第三进气管(37)上设置有进气取样阀门(12)，所述进气取样袋(14)上连接有进气光学瓦检仪(13)；所述抽气系统包括第一真空泵(17)，所述第一真空泵(17)的进气口通过第一抽气管(16)与出气孔(4)连接，所述第一抽气管(16)上设置有第二压力表(15)，所述第一真空泵(17)的出气口通过第二抽气管(38)连接有抽气取样袋(20)，所述第二抽气管(38)上设置有抽气取样阀门(19)，所述抽气取样袋(20)上连接有抽气光学瓦检仪(21)；
所述瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置包括第二真空泵(33)、三通管(30)、第一四通管(22)和第二四通管(24)；所述第一四通管(22)的第一个连接端口与第二堵头(5-2)连接，所述第一四通管(22)的第二个连接端口通过第一连接管(32)与第二真空泵(33)连接，所述第一四通管(22)的第三个连接端口上连接有密封塞(23)，所述第一四通管(22)的第三个连接端口与第一个连接端口相对设置，所述第二四通管(24)的第一个连接端口上连接有穿过密封塞(23)伸入第一四通管(22)内并伸入有机玻璃管(1)内的探测管(25)，所述第二四通管(24)的第二个连接端口上连接有第三压力表(26)，所述第二四通管(24)的第三个连接端口通过第二连接管(27)与所述第一四通管(22)的第四个连接端口连接，所述第二四通管(24)的第四个连接端口上连接有漏气检测阀门(28)，且通过第三连接管(41)与三通管(30)的第一个连接端口连接，所述三通管(30)的第二个连接端口上连接有针筒(29)，所述三通管(30)的第三个连接端口上通过第四连接管(39)连接有漏气检测光学瓦检仪(31)。
2.按照权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，其特征在于：所述第二堵头(5-2)上设置有螺纹孔，所述第一四通管(22)的第一个连接端口上设置有外螺纹且通过螺纹连接到所述螺纹孔中的方式与第二堵头(5-2)螺纹连接。
3.按照权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，其特征在于：所述第二四通管(24)的第二个连接端口内设置有内螺纹，所述第三压力表(26)螺纹连接在第二四通管(24)的第二个连接端口上。
4.按照权利要求1所述的一种煤矿瓦斯抽采钻孔漏气位置检测实验室模拟装置，其特征在于：所述第二连接管(27)为软管。
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