CN208109741U - 一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置，包括数据采集装置、煤岩瓦斯解吸装置、解吸检测装置和瓦斯回收装置；其中数据采集装置包括触摸显示屏、电阻率测量仪和数据传输线，煤岩瓦斯解吸装置包括煤岩试件、测量电极片和吸附缶，解吸检测系统包括红外传感器、量筒、控制电路盒和继电器，瓦斯回收装置包括瓦斯回收罐和真空泵，电阻率测量仪通过数据传输线、测量电极片与煤岩试件连接，煤岩试件通过排气管与瓦斯解吸检测系统连接，电阻率测量仪和瓦斯解吸检测系统通过数据传输线与数据采集装置连接。本装置可以实时测量煤岩电阻率及瓦斯解吸含量，数据可视化，成图直观化，为研究煤岩瓦斯解吸对电阻率变化影响的机理奠定基础。

Description

一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置

技术领域

本实用新型涉及煤岩瓦斯解吸领域，是测定煤岩解吸的含量对煤岩电阻率变化影响机理研究的一种装置，具体而言，是一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置。

背景技术

煤矿开采时，很容易破坏煤岩瓦斯压力和煤岩共同应力之间的平衡，极易发生煤与瓦斯突出事故。煤岩的瓦斯解吸规律可用于确定煤层瓦斯含量、反映煤与瓦斯突出危险性，但是直接测定煤岩瓦斯解吸很容易出现较大误差然而煤岩瓦斯的存在往往会改变煤岩电阻率，很多学者做了大量关于煤岩电性参数的研究工作，准确测定并分析煤岩瓦斯吸附解吸含量和煤岩电阻率的关系，是评价煤矿开采工作面瓦斯涌出量预测、瓦斯突出预测的重要依据，也是治理煤与瓦斯突出事故的重要基础参数，但是测量瓦斯解吸含量和煤岩电阻率的仪器研究在我国处于空白领域，该装置的缺乏严重阻碍煤岩瓦斯含量对煤层电阻率变化影响机理研究，一些学者只能单独通过煤岩电阻率测量装置和煤岩瓦斯解吸附装置进行实验，但是该方法很难得到煤岩吸附解吸随煤岩电阻率变化的实时数据，所取得数据往往误差较大。

目前，中国专利《一种煤岩解吸过程中的电阻率测量装置》专利号CN 204287324U，公布了一种煤岩解吸过程中的电阻率测量装置，包括密封罐、真空泵、气体储存罐、直流电阻率测量仪器、气体质量流量计和计算机。该装置虽然可以完成瓦斯解吸含量和煤层电阻率的测定，气体质量流量计的使用极大增加成本，此外煤岩解吸气体初速度较大，而后期很微弱，气体流量计无法感应微弱的瓦斯解吸或吸附气体，很容易超过高精度气体流量计的量程范围，故采用气体质量流量计的煤岩解吸过程中的电阻率测量装置存在测量误差较大的问题；中国专利《一种煤样瓦斯解吸仪的电阻测量装置》专利号CN 203672816U，公布了一种煤样瓦斯解吸仪的电阻测量装置，包括煤样罐、解吸量管、主控单元及电源，该装置通过读取解吸量管读出不同时刻的瓦斯解吸含量，往往瓦斯解吸需要48到72小时，甚至更长时间，不仅浪费大量人力、物力，而且人工读数的误差较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置，既能同时测量煤岩瓦斯解吸含量和煤岩电阻率，又能保证测量过程中煤岩瓦斯解吸随煤岩电阻率变化规律分析研究结果的可靠性和准确性，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型提出全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置，包括数据采集装置、煤岩瓦斯解吸装置、解吸检测装置和瓦斯回收装置，数据采集装置包括触摸显示屏、电阻率测量仪、报警指示灯、开关和数据传输线，煤岩瓦斯解吸装置包括煤岩试件、测量电极片、压力传感器和吸附缶，解吸检测系统包括红外传感器、温度传感器、泡沫浮板、量筒、水槽、控制电路盒、四通阀门和三通阀门，瓦斯回收装置包括瓦斯回收罐、第二真空泵和第三真空泵，电阻率测量仪通过数据传输线、测量电极片与煤岩试件连接，煤岩试件通过排气管与瓦斯解吸检测系统连接，电阻率测量仪和瓦斯解吸检测系统通过数据传输线与数据采集装置连接。

进一步，所述量筒下部通过导管与水槽连接，量筒内部放置泡沫浮板，红外传感器和温度传感器安置在量筒上部并通过数据传输线与单片机连接，继电器与第二真空泵、第三真空泵、控制电路盒、红外传感器、温度传感器和三通阀门连接。

进一步，所述煤岩瓦斯解吸装置中的煤岩试件两端安置测量电极片并引出数据传输线，煤岩试件固定在吸附缶，并在吸附缶上安置压力传感器。

进一步，所述量筒均匀设置3个，第二真空泵、第三真空泵通过继电器和三通阀门控制量筒内部瓦斯气体的抽排。

进一步，所述量筒外部均匀安置三个霍尔元件，霍尔元件通过数据传输线与控制电路盒连接。

进一步，所述泡沫浮板下面安置圆形磁铁。

进一步，所述测量电极片为铂金片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置的瓦斯解吸检测系统，均匀设置三个量筒，煤岩瓦斯解吸气体从量筒下端进入，微弱的气泡也能引起量筒内部液面的变化，真空泵通过继电器和三通阀门控制量筒内部瓦斯气体的抽排，红外传感器对于极其微量的瓦斯气体也能检测到，测量更加精准，与采用气体质量流量计测量煤岩瓦斯解吸装置的对比，解决了超过气体流量计的量程范围或无法感应微弱的瓦斯解吸气体测量不准确的问题；整套装置的特征在于符合实验原理的全自动数据采集系统，测量过程全自动完成，不仅能同时测量煤岩吸附解吸含量和煤岩电阻率的值，而且还可以保证测量煤岩瓦斯吸附解吸随煤岩电阻率变化规律分析研究结果的可靠性和准确性，为研究煤岩吸附解吸对煤岩电阻率变化影响机理奠定基础。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并在某种程度上，基于对下文的考察，研究本领域技术人员而言是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。

附图说明

图1为本实用新型一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置结构图。

图2为本实用新型瓦斯解吸检测系统细节图。

图中：1开关、2煤岩试件、3压力传感器、4测量电极片、5吸附缶、6电阻率测量仪、71第一真空泵、72第二真空泵、73第三真空泵、8红外传感器、9继电器、10四通阀门、11 插接头、12水槽、13三通阀门、14单片机、15量筒、16瓦斯回收罐、17触摸显示屏、18 数据传输线、19报警指示灯、20 USB插头、21电量显示、22充电插头、23温度传感器、24 排气管、25控制电路盒、26泡沫浮板、27霍尔元件、28圆形磁铁、29数据采集装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置，参见图1和图2，主要包括数据采集装置、煤岩瓦斯解吸装置、解吸检测装置和瓦斯回收装置，数据采集装置包括触摸显示屏17、电阻率测量仪6、报警指示灯19、开关1和数据传输线18，煤岩瓦斯解吸装置包括煤岩试件2、测量电极片4、压力传感器3和吸附缶5，解吸检测系统包括红外传感器8、温度传感器23、泡沫浮板26、量筒15、水槽12、控制电路盒25、四通阀门10和三通阀门13，瓦斯回收装置包括瓦斯回收罐16、第二真空泵72和第三真空泵73，电阻率测量仪6通过数据传输线18、测量电极片4与煤岩试件2连接，煤岩试件2通过排气管24与瓦斯解吸检测系统连接，电阻率测量仪5和瓦斯解吸检测系统通过数据传输线18与数据采集装置29连接。

其中，量筒15下部通过导管与水槽12连接，量筒15外部均匀安置三个霍尔元件27，霍尔元件27通过数据传输线18与控制电路盒25连接，量筒15内部放置泡沫浮板26，泡沫浮板26下面安置圆形磁铁28，红外传感器8和温度传感器23安置在量筒15上部并通过数据传输线18与单片机14连接，继电器9与第二真空泵72和第三真空泵73、控制电路盒25、红外传感器8、温度传感器23和三通阀门13连接；煤岩瓦斯解吸装置中的煤岩试件2两端安置测量电极片4并引出数据传输线18，煤岩试件2固定在吸附缶5，并在吸附缶5上安置压力传感器23。

工作原理：将煤岩试件2两端挖孔放入测量电极铜片4并引出数据传输线18，用煤粉铺平压实，再用密封试剂固定好煤岩试件2，防止测量煤岩电阻率时出现接触不稳引起误差；吸附缶5为可伸缩固定架，通过伸缩可以固定不同型号的煤岩试件，在吸附缶5上安置压力传感器23。启动开关1后，量筒15通过不间断排水测量煤岩瓦斯解吸的含量，四通阀门10连通量筒15与第一真空泵71，第一真空泵71启动后抽排量筒15中液体，同时红外传感器8和温度传感器23相互作用测量量筒15内部液体高度，当油位高度为0时，自动关闭第一真空泵71，测量就绪状态；第一真空泵71将煤岩试件2解吸的瓦斯气体抽入到量筒15中，红外传感器8通过检测量筒15内部泡沫浮板26的高度变化测得煤岩试件2瓦斯解吸的含量，排水体积为排水高度与量筒截面积的乘积，通过数据传输线18传到控制电路盒25，继电器9 与第二真空泵72和第三真空泵73、控制电路盒25、红外传感器8和三通阀门13连接；控制电路盒25为独立研发程序，可以全自动检测煤岩瓦斯解吸的含量，量筒15外部的刻度可以人工随时检查红外传感器8测量的数据是否准确。重复上述操作，直至煤岩无解吸气体产生，或人工终止。数据采集装置29能够自动记录、储存煤岩瓦斯解吸气体和煤岩电阻率的值并在触摸显示屏17拟合出二者的关系曲线。

显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置，包括数据采集装置、煤岩瓦斯解吸装置、解吸检测装置和瓦斯回收装置；其特征还在于：数据采集装置包括触摸显示屏(17)、电阻率测量仪(6)、报警指示灯(19)、开关(1)和数据传输线(18)，煤岩瓦斯解吸装置包括煤岩试件(2)、测量电极片(4)、压力传感器(3)和吸附缶(5)，解吸检测系统包括红外传感器(8)、温度传感器(23)、泡沫浮板(26)、量筒(15)、水槽(12)、控制电路盒(25)、四通阀门(10)和三通阀门(13)，瓦斯回收装置包括瓦斯回收罐(16)、第二真空泵(72)和第三真空泵(73)，电阻率测量仪(6)通过数据传输线(18)、测量电极片(4)与煤岩试件(2)连接，煤岩试件(2)通过排气管(24)与瓦斯解吸检测系统连接，电阻率测量仪(6)和瓦斯解吸检测系统通过数据传输线(18)与数据采集装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置，其特征在于：所述量筒(15)下部通过导管与水槽(12)连接，量筒(15)内部放置泡沫浮板(26)，红外传感器(8)和温度传感器(23)安置在量筒(15)上部并通过数据传输线(18)与单片机(14)连接，继电器(9)与第二真空泵(72)、第三真空泵(73)、控制电路盒(25)、红外传感器(8)、温度传感器(23)和三通阀门(13)连接。

3.根据权利要求1所述的一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置，其特征在于：所述煤岩瓦斯解吸装置中的煤岩试件(2)两端安置测量电极片(4)并引出数据传输线(18)，煤岩试件(2)固定在吸附缶(5)，并在吸附缶(5)上安置压力传感器(3)。

4.根据权利要求2所述的一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置，其特征在于：所述量筒(15)均匀设置3个，第二真空泵(72)、第三真空泵(73)通过继电器(9)和三通阀门(13)控制量筒(15)内部瓦斯气体的抽排。

5.根据权利要求2所述的一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置，其特征在于：所述量筒(15)外部均匀安置三个霍尔元件(27)，霍尔元件(27)通过数据传输线(18)与控制电路盒(25)连接。

6.根据权利要求2所述的一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置，其特征在于：所述泡沫浮板(26)下面安置圆形磁铁(28)。

7.根据权利要求3所述的一种全自动煤岩瓦斯解吸及电阻率测量装置，其特征在于：所述测量电极片(4)为铂金片。