CN207148096U - 采空区观测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种采空区观测装置，包括主管路、观测管、第一分管路、第二分管路、联通组件、压力传输管，以及束管监测系统分站、U型压差计和压差传感器，其中：所述主管路，其一端与所述观测管的一端连接，所述观测管的另一端穿过防火密闭伸入采空区；所述第一分管路，其一端与所述主管路的另一端连接，另一端与所述联通组件的一端连接，所述联通组件的另一端与所述束管监测系统分站中的束管连接；所述第二分管路，其一端与所述主管路的另一端连接，另一端与所述压力传输管的一端连接，所述压力传输管的另一端连接所述U型压差计和所述压差传感器。上述装置中，使一个观测管可连接多个监测仪器，无需工作人员在多个观测管之间奔波。

Description

采空区观测装置

技术领域

本实用新型涉及井下气体监控领域，具体涉及一种采空区观测装置。

背景技术

矿井火灾是煤矿生产的主要灾害之一，而煤矿多数火灾又是自燃火灾。近年来，随着煤矿开采深度的增加、开采速度日益加快的同时，采空区面积不断增大，也给采空区遗留下大量浮煤，使得采空区自然发火事故频发，严重影响了煤矿的安全生产。

引起采空区自燃发火的原因有很多，例如浮煤氧化产热、瓦斯涌出等。目前，通过监测采空区内气体组分、浓度的变化以及压强的变化，可预测预报采空区的自然发火。通常，会在工作面顺槽的一般防火密闭和顺槽封闭端的永久防火密闭上预留观测管，工作人员通过观测管可采集采空区的气体进行检测，也可设置监测仪器直接与观测管相连，实现自动检测。然而目前一个观测管只可与一种监测仪器连接，若要检测多个特征，需设置多个观测管，由于井下地形复杂，观测管的设置位置大多相距较远，在检测或维护监测仪时，工作人员需来回奔波，如此耗费大量的体力。

发明内容

本实用新型旨在解决现有技术中，一个观测管只连接一个监测仪器，致使工作人员在维护监测仪器时需来回奔波的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种采空区观测装置，包括主管路、观测管、第一分管路、第二分管路、联通组件、压力传输管，以及束管监测系统分站、U型压差计和压差传感器，其中：

所述主管路，其一端与所述观测管的一端连接，所述观测管的另一端穿过防火密闭伸入采空区；

所述第一分管路，其一端与所述主管路的另一端连接，另一端与所述联通组件的第一端连接，所述联通组件的第二端与所述束管监测系统分站中的束管连接；

所述第二分管路，其一端与所述主管路的另一端连接，另一端与所述压力传输管的一端连接，所述压力传输管的另一端连接所述U型压差计和所述压差传感器。

可选地，上述采空区观测装置中，所述联通组件包括第一附加束管、第二附加束管和气水分离器，其中：

所述第一附加束管的第一端作为所述联通组件的第一端；

所述第二附加束管的第二端作为所述联通组件的第二端；

所述气水分离器的第一通气口与所述第一附加束管的第二端连接，第二通气口与所述第二附加束管的第一端连接。

可选地，上述采空区观测装置中：

所述主管路为L型管路，所述L型管路的一边竖直向下。

可选地，上述采空区观测装置中：

所述第一分管路和所述第二分管路均水平设置。

可选地，上述采空区观测装置中，还包括：

第一控制阀门，设置于所述第一分管路上；

第二控制阀门，设置于所述第二分管路上。

可选地，上述采空区观测装置中，还包括：

第三分管路，其一端与所述主管路的另一端连接；

第三控制阀门，设置于所述第三分管路上。

可选地，上述采空区观测装置中：

所述第三分管路竖直设置。

可选地，上述采空区观测装置中，还包括：

抽气装置，其抽气口与所述第三分管路的另一端连接。

本实用新型所属的采空区观测装置，通过设置主管路、第一分管路和第二分管路，使一个观测管可连接多个监测仪器，同时对采空区内的气体的多个参数进行检测，无需工作人员在多个观测管之间奔波。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的采空区观测装置的结构示意图。

图2为本实用新型另一个实施例所述的采空区观测装置的结构示意图。

图3为本实用新型实施例所述的采空区观测装置的气水分离器的结构示意图。

图4为本实用新型又一个实施例所述的采空区观测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图进一步说明本实用新型实施例。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本文中的术语“第一”、“第二”、“第三”等用于在类似要素之间进行区别，并且不一定是描述特定的次序或者按时间的顺序。要理解，这样使用的这些术语在适当的环境下是可互换的，使得在此描述的主题的实施例如是能够以与那些说明的次序不同的次序或者以在此描述的另外的次序来进行操作。

本实施例提供一种采空区观测装置，如图1所示，包括主管路1、第一分管路2、第二分管路3、观测管7、联通组件10以及束管监测系统分站4、U型压差计5、压差传感器6等。其中，主管路1的一端与观测管7的一端连接，例如通过法兰盘与观测管7的一端连接，而观测管7的另一端穿过防火密闭8伸入采空区9中。第一分管路2的一端与主管路1的另一端连接，另一端与联通组件10的第一端连接，所述联通组件10的第二端与束管监测系统分站4中的束管的一端连接。所述束管监测系统分站4设置有气相色谱仪以及红外分析仪等设备，此外还设置有真空抽气泵，真空抽气泵的抽气口与束管的另一端连接，在真空抽气泵的作用下，气体从观测管7进入主管路1，再依次经过第一分管路2、联通组件10和束管进入束管监测系统分站4中，束管监测系统分站4中的气相色谱仪以及红外分析仪对气体的浓度和成份进行分析，一般，束管监测系统分站4的检测对象包括一氧化碳、氧气、甲烷、乙烷、乙烯和乙炔等，监测结果可上传地面的控制中心。所述束管监测系统分站4日常均处于开启状态，确保能24小时监测采空区9中的气体成份以及浓度变化。第二分管路3的一端也与主管路1的另一端连接，另一端与压力传输管31的一端连接，而压力传输管31的另一端连接U型压差计5和压差传感器6，所述U型压差计5和压差传感器6用于检测采空区9与外界的气压差，U型压差计5可供工作人员在井下时直接观察，而压差传感器6可将气压差数据传输至地面中心，所述U型压差计5和压差传感器6在正常情况下也是24小时开启，以便能实时反应采空区9的内外压差情况。

本实施例所述的采空区观测装置，通过设置主管路1、第一分管路2和第二分管路3，使一个观测管7可连接多个监测仪器，无需工作人员在多个观测管7之间奔波。

上述方案中，由于束管监测系统分站4中的真空抽气泵的作用，会使主管路1中的气体运动速度加快，影响U型压差计5和压差传感器6的检测结果，故可使第一分管路2的一端穿过主管路1和观测管7伸入采空区9中，形成两条通路，如此可避免真空抽气泵影响U型压差计5和压差传感器6的检测结果。另外，上述方案中，所述联通组件10可为束管，即第一分管路2的另一端可直接与束管监测系统分站4中的束管的一端连接。然而，由于采空区9内有较多积水，使得踩空区内湿度较大，真空抽气泵在抽取气体时会连带着将水汽与气体一起抽取出来，水汽容易在经过的管路中聚集成水珠，较多的水珠甚至可形成积水，若水珠进入束管监测系统分站4，则会将分站内的电路板烧坏，导致整个束管监测系统分站4瘫痪。基于上述原因，上述联通组件10可包括除水装置，为束管监测系统分站4去除水珠。例如，如图2所示，联通组件10选用气水分离器101、第一附加束管102和第二附加束管103，所述气水分离器101的第一通气口与第一附加束管102的第二端连接，第二通气口与第二附加束管103的第一端连接，而第一附加束管102的第一端作为联通组件10的第一端与第一分管路2的另一端连接，第二附加束管103的第二端作为联通组件10的第二端与束管监控系统分站4的束管连接。

如图3所示，所述气水分离器101是由两个通气口(既可作进气口，也可用作出气口)、排水口和U型储水部件组成，两个通气口和排水口均有阀门，用于控制其与外界的通断，两个通气口阀门上部安装了专门用来连接束管的接口。U型储水部件的一端高度为H1，另一端高度为H2，两端高度差为ΔH。使用前，工作人员将U型储水部件装满水，然后将连接采空区9侧的第一附加束管102插入两个通气口中的任意一个，将束管监测系统分站4侧的第二附加束管103插入另一个通气口，最后将三个阀门全部打开即可。采空区9侧第一附加束管102中的水珠就会进入气水分离器101，由于两个通气口侧比排水口侧高，气水分离器101中的水达到一定量时会自动从排水口中排除，从而从源头上消除了采空区9积水对束管监测系统分站4的破坏作用。

通常，观测管7在设置时，会设置在防火密闭8的高处，且水平设置，一方面可以避免在抽取气体时抽取到采空区9中的积水，另一方面，由于所检测的气体中少数气体的密度小于空气的平均密度，且多数气体的密度与空气的密度相同，所以采空区9高处的气体更加具有代表性。所以在设置主管路1时，可将主管路1设置成L型管路，如图1或图2所示，L型管路的一边竖直向下，如此，工作人员无需借助工具即可完成各个监测设置之间的连接和维护。另外，所述第一分管路2和所述第二分管路3均水平设置，一方面可以减少水汽对束管监测系统分站4、U型压差计5和压差传感器6的影响，另一方面直角的设计更加易于实现。

上述方案中，由于采空区9中存在有毒气体，当维护监测设备时，采空区9内的有毒气体容易溢出，影响工作人员身体健康。所以如图4所示，可在第一分管路2和第二分管路3上分别设置第一阀门21和第二阀门32，当工作人员拆下监测设备进行维护时，可通过第一阀门21阻断第一分管路2与束管监测系统分站4和气水分离器101的连接，通过第二阀门32阻断第二管路与U型压差计5和压差传感器6的连接，避免有毒气体的溢出。

进一步地，如图4所示，上述装置还包括第三分管路11，所述第三分管路11的一端与主管路1的另一端连接，所述第三分管路11的另一端可留作备用，工作人员可携带便携仪、多功能气体检测仪等小型监测仪器进入井下，将小型监测仪器与第三分管路11的另一端连接，以监测采空区9内氧气、一氧化碳和气温的变化，实现井下现场观测。同样地，为防止气体溢出，在第三分管路11上设置有第三控制阀门。另外，所述第三分管路11可竖直设置，以使主管路1中的积水聚集在第三分管路11中，减少积水对其他管路的影响，工作人员可定时打开第三控制阀门释放积水。除此之外，工作人员还可通过第三管路11采集采空区9中的气体，具体地，当采空区9内的压强大于外界压强时，工作人员可直接采集。而当采空区9的压强小于或等于外界压强时，需借助抽气泵，如图4所示，此时所述第三管路11的另一端连接抽气泵12，工作人员可通过打开抽气泵12来采集气体，但当抽气泵12打开时，需关闭第二控制阀门32，以防止在采集过程中，由于抽气泵12的作用造成U型压差计5中的水流倒吸。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种采空区观测装置，其特征在于，包括主管路、观测管、第一分管路、第二分管路、联通组件、压力传输管，以及束管监测系统分站、U型压差计和压差传感器，其中：

所述主管路，其一端与所述观测管的一端连接，所述观测管的另一端穿过防火密闭伸入采空区；

所述第一分管路，其一端与所述主管路的另一端连接，另一端与所述联通组件的第一端连接，所述联通组件的第二端与所述束管监测系统分站中的束管连接；

所述第二分管路，其一端与所述主管路的另一端连接，另一端与所述压力传输管的一端连接，所述压力传输管的另一端连接所述U型压差计和所述压差传感器。

2.根据权利要求1所述的采空区观测装置，其特征在于，所述联通组件包括第一附加束管、第二附加束管和气水分离器，其中：

所述第一附加束管的第一端作为所述联通组件的第一端；

所述第二附加束管的第二端作为所述联通组件的第二端；

所述气水分离器的第一通气口与所述第一附加束管的第二端连接，第二通气口与所述第二附加束管的第一端连接。

3.根据权利要求1所述的采空区观测装置，其特征在于：

所述主管路为L型管路，所述L型管路的一边竖直向下。

4.根据权利要求3所述的采空区观测装置，其特征在于：

所述第一分管路和所述第二分管路均水平设置。

5.根据权利要求4所述的采空区观测装置，其特征在于，还包括：

第一控制阀门，设置于所述第一分管路上；

第二控制阀门，设置于所述第二分管路上。

6.根据权利要求5所述的采空区观测装置，其特征在于，还包括：

第三分管路，其一端与所述主管路的另一端连接；

第三控制阀门，设置于所述第三分管路上。

7.根据权利要求6所述的采空区观测装置，其特征在于：

所述第三分管路竖直设置。

8.根据权利要求7所述的采空区观测装置，其特征在于，还包括：

抽气装置，其抽气口与所述第三分管路的另一端连接。