CN212622466U - 煤矿采空区探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤矿监测技术领域，尤其涉及一种煤矿采空区探测装置。该煤矿采空区探测装置包括探测组件、温度传感器和抽气束管，所述探测组件包括至少一个探测主管，各探测主管的侧壁上均设有多个通气孔；温度传感器的数量与探测主管的数量相同，各温度传感器对应设置于各探测主管的内部；抽气束管的数量与探测主管的数量相同，各抽气束管的一端对应设置于各探测主管的内部，各抽气束管的另一端分别穿过各探测主管。本实用新型提供的煤矿采空区探测装置，能够及时、精确的监测采空区气体成分及温度状况，为自燃危险区域的判定和预测提供了数据支持，为煤矿工作面综合防灭火措施以及工作面安全推进速度的确定提供参考依据。

Description

煤矿采空区探测装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿监测技术领域，尤其涉及一种煤矿采空区探测装置。

背景技术

据统计，我国有七成以上的煤矿存在煤炭自燃现象，不仅造成井下有毒有害气体(例如一氧化碳CO)超限危害工人生命安全健康，而且严重的会导致井下火灾事故的发生，造成严重的煤炭资源损失以及安全问题。在煤炭自燃过程中会产生CO气体，CO气体一直以来被作为煤自然发火的指标性气体进行研究。根据煤自燃初期所出现的CO气体特征，可以在火灾扩大之前作出精准的预测预报，不仅有利于井下人员及时迅速地发现自燃危险隐患，而且能尽早采取对应的综合防灭火措施把火灾消灭在萌芽状态，防止造成重大矿井火灾事故。

目前，在煤矿采空区征兆并不明显的情况下，煤矿工作面在正常开采甚至停产期间上隅角均会出现较高浓度的CO有毒气体，给采空区遗煤自燃指标气体的确定以及采空区自燃“三带”的划分带来很大的困难。因此，如何及时、精确的监测采空区气体，对于有效确定遗煤是否自燃及采取何种防灭火措施具有十分重要的意义。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种煤矿采空区探测装置，能够及时、精确的监测采空区气体成分及温度状况，为自燃危险区域的判定和预测提供了数据支持。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种煤矿采空区探测装置，包括：

探测组件，所述探测组件包括至少一个探测主管，各所述探测主管的两端封闭，各所述探测主管的侧壁上均设有多个通气孔；

温度传感器，所述温度传感器的数量与所述探测主管的数量相同，各所述温度传感器对应设置于各所述探测主管的内部；

抽气束管，所述抽气束管的数量与所述探测主管的数量相同，各所述抽气束管的一端对应设置于各所述探测主管的内部，各所述抽气束管的另一端分别穿过各所述探测主管。

进一步地，还包括输线管，各所述探测主管的侧壁上分别设有连接口，各所述连接口分别与所述输线管相连；各所述抽气束管的另一端对应穿过各所述连接口伸入至所述输线管的内部；所述输线管的内部还设有与所述温度传感器一一对应的监控线，各所述监控线分别穿过各所述连接口与各所述温度传感器对应连接。

进一步地，还包括监测站，所述输线管与所述监测站相连，各所述监控线分别与所述监测站相连，各所述抽气束管分别与所述监测站相连。

具体地，所述探测主管的顶部安装有盖板。

具体地，所述盖板上设有第一法兰，所述探测主管上设有与所述第一法兰相配合的第二法兰，所述第一法兰与所述第二法兰之间通过连接件相连。

进一步地，所述探测组件的外部设有防护罩，所述防护罩设有供所述输线管穿过的开口。

具体地，所述防护罩包括防护顶板和防护侧壁，所述防护侧壁由多个依次间隔设置的防护钢筋组成，各所述防护钢筋的上端分别与所述防护顶板连接。

具体地，所述探测组件包括两个所述探测主管，各所述探测主管分别通过连接支管与所述输线管相连。

具体地，所述探测组件还包括底板，两个所述探测主管的底部分别与所述底板连接。

具体地，所述通气孔设置于所述探测主管的侧壁上部。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

本实用新型提供的煤矿采空区探测装置，通过在采空区的监测点设置探测组件，探测组件包括至少一个探测主管，每个探测主管的内部分别设有温度传感器和抽气束管，通过探测主管能够对温度传感器和抽气束管进行保护，采空区的气体通过通气孔进入到探测主管的内部，通过抽气束管能够采集采空区的气体，用于获取采空区气体成分，通过温度传感器能够采集采空区的气体温度数据，从而及时、精确的监测采空区气体成分及温度状况，为自燃危险区域的判定和预测提供了数据支持，为煤矿工作面综合防灭火措施以及工作面安全推进速度的确定提供参考依据。

附图说明

图1是本实用新型实施例煤矿采空区探测装置的主视图；

图2是本实用新型实施例煤矿采空区探测装置的俯视图；

图3是本实用新型实施例煤矿采空区探测装置的左视图；

图4是本实用新型实施例煤矿采空区探测装置中防护罩的结构示意图；

图5是本实用新型实施例煤矿采空区探测装置的一种结构示意图；

图6是本实用新型实施例煤矿采空区探测装置在采空区的布置示意图。

图中：1：探测组件；101：探测主管；102：通气孔；103：底板；104：盖板；2：温度传感器；3：抽气束管；4：采空区；401：进风侧；402：回风侧；5：工作面；6：输线管；7：监测站；8：连接支管；9：防护罩；901：防护顶板；902：防护侧壁；903：开口；10：监测点。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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。

如图1至图6所示，本实用新型实施例提供一种煤矿采空区探测装置，其中图6中的箭头方向表示煤矿掘进方向。该煤矿采空区探测装置包括探测组件1、温度传感器2和抽气束管3。

其中，探测组件1包括至少一个探测主管101，各探测主管101的上下两端封闭，各探测主管101的侧壁上均设有多个通气孔102。通过对探测主管101的上端进行封闭，能够防止采空区4的碎石从探测主管101的顶部进入探测主管101内。通过对探测主管101的下端进行封闭，能够防止采空区4的积水从探测主管101的底部进入探测主管101内。通过在探测主管101的侧壁上设置通气孔102，能够使采空区4的气体通过通气孔102进入探测主管101内。

其中，温度传感器2的设置数量与探测主管101的设置数量相同，各温度传感器2对应设置于各探测主管101的内部。将温度传感器2内置于探测主管101中，能够通过探测主管101对温度传感器2进行有效保护。通过温度传感器2能够采集采空区4的温度数据。

其中，抽气束管3的设置数量与探测主管101的设置数量相同，各抽气束管3的一端对应设置于各探测主管101的内部，各抽气束管3的另一端分别穿过各探测主管101。将抽气束管3的抽气端内置于探测主管101中，能够通过探测主管101对抽气束管3进行保护。通过抽气束管3能够抽取采空区4的气体，用于获取采空区4的气体成分。

在使用时，可以在采空区4设置多个监测点10，其中可以将监测点10布置在煤矿的工作面5两侧的顺槽中。然后在每个监测点10处分别安装一个探测组件1，用于分别采集获取采空区4不同位置处的气体成分和温度数据，从而及时、精确的监测采空区4的气体成分及温度状况，为自燃危险区域的判定和预测提供了数据支持，为煤矿的工作面5综合防灭火措施以及工作面5安全推进速度的确定提供参考依据。

在本实用新型的进一步实施例中，该煤矿采空区探测装置还包括输线管6，各探测主管101的侧壁上分别设有连接口，各连接口分别与输线管6相连。其中，各抽气束管3的另一端对应穿过各连接口伸入至输线管6的内部。在输线管6的内部还设有与温度传感器2一一对应的监控线(图中未示)，各监控线分别穿过各连接口与各温度传感器2对应连接。也即，通过设置输线管6，能够对监控线和抽气束管3进行有效保护，监控线和抽气束管3能够通过输线管6延伸至远离监测点10的远处，实现了对采空区4的长距离监测。

在本实用新型的进一步实施例中，该煤矿采空区探测装置还包括监测站7，输线管6与监测站7相连，使得各监控线分别与监测站7相连，各抽气束管3分别与所述监测站7相连。其中，监测站7包括数据处理装置和气象色谱仪，通过气象色谱仪能够对抽气束管3抽取采集的气体进行成分分析，经过分析后的气体成分数据以及采集的温度数据能够输入至数据处理装置中进行进一步的分析处理。

为了保障监测数据的准确性，可以在采空区4的进风侧401和回风侧402分别设置至少三个监测点10。也即，监测点10的数量可以根据实际需求设置三个、四个或四个以上。

如图6所示，在一种具体实施例中，在采空区4的进风侧401和回风侧402分别设置三个监测点10，相邻的两个监测点10之间的间距设置为50m，在每处监测点10分别安装一个探测组件1，将采空区4的温度以及气体成分测定范围设置为150m。在采空区4的进风侧401和回风侧402分别设置监测站7，使监测站7分别与对应侧的监测点10处设置的抽气束管3和温度传感器2相连。

具体来说，根据实际使用需求，每个探测组件1可以设置一个或多个探测主管101。当设置多个探测主管101时，能够确保当其中一个探测主管101内部的抽气束管3和温度传感器2出现故障时，通过另外的探测主管101中设置的抽气束管3和温度传感器2来监测采空区4的温度以及气体成分，进而确保煤矿采空区探测装置的工作稳定性和可靠性。

例如，在一种具体实施例中，探测组件1包括两个探测主管101，各探测主管101分别通过连接支管8与输线管6相连。当其中一个探测主管101中设置的抽气束管3和温度传感器2出现故障时，可以通过另一个探测主管101中设置的抽气束管3和温度传感器2来监测采空区4的气体温度以及气体成分。将每个探测组件1设置两个探测主管101，不仅保障了监测数据的稳定性和可靠性，而且能最大限度的降低成本。

具体来说，该探测组件1还包括底板103，两个探测主管101的底部分别与底板103连接，从而使两个探测主管101能够形成一个整体结构，便于探测组件1在采空区4的安装布置。

具体来说，每个探测主管101的顶部分别安装有盖板104，通过设置盖板104能够对探测主管101的顶部进行封堵，从而防止采空区4的碎石从探测主管101的顶部进入探测主管101内。

其中，盖板104上设有第一法兰，探测主管101上设有与第一法兰相配合的第二法兰，第一法兰与第二法兰之间通过连接件相连。也即，盖板104与探测主管101之间进行法兰连接。

其中，连接件可以采用螺栓、螺钉或销钉。但应当理解的是，连接件的结构形式并不局限于上述的类型。

在本实用新型的进一步实施例中，探测组件1的外部设有防护罩9，通过防护罩9能够对探测组件1进行有效保护，防止采空区4的碎石封堵探测主管101上的通气孔102。

具体来说，防护罩9包括防护顶板901和防护侧壁902，其中防护顶板901采用钢板，从而避免采空区4的碎石对探测主管101的砸碰挤压。防护侧壁902设有供输线管6穿过的开口903，防护侧壁902由多个依次间隔设置的防护钢筋组成，各防护钢筋902的上端分别与所述防护顶板901连接。也即，防护侧壁902采用栅栏结构，便于采空区4的气体通过防护钢筋902之间的间隙进入到探测主管101内部。

具体来说，相邻的两个防护钢筋902之间的间距可以设置为1cm，从而能够防止大量的直径大于1cm的碎石进入到防护罩9的内部。

具体来说，多个通气孔102设置于探测主管101的侧壁上部，从而防止采空区4的积水或堆积碎石对通气孔102的影响。例如，在一种具体实施例中，将探测主管101的高度设置为1m，则可以在探测主管101上距离底面0.6m以上的位置处设置通气孔102，从而确保采空区4的空气能够顺利进入到探测主管101的内部。

综上所述，采用本实用新型实施例所述的煤矿采空区探测装置，能够及时、精确的监测采空区4的气体成分及温度状况，实现对采空区4的长距离连续监测，从而较好的分析采空区4的漏风状况和“三带”变化规律，为自燃危险区域的判定和预测提供基础数据，进而有针对性的确定是否采取注氮、黄泥灌浆、喷洒阻化剂等综合防灭火措施，并对煤矿的工作面安全推进速度等生产工艺的确定提供参考。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种煤矿采空区探测装置，其特征在于，包括：

探测组件，所述探测组件包括至少一个探测主管，各所述探测主管的两端封闭，各所述探测主管的侧壁上均设有多个通气孔；

温度传感器，所述温度传感器的数量与所述探测主管的数量相同，各所述温度传感器对应设置于各所述探测主管的内部；

抽气束管，所述抽气束管的数量与所述探测主管的数量相同，各所述抽气束管的一端对应设置于各所述探测主管的内部，各所述抽气束管的另一端分别穿过各所述探测主管。

2.根据权利要求1所述的煤矿采空区探测装置，其特征在于，还包括输线管，各所述探测主管的侧壁上分别设有连接口，各所述连接口分别与所述输线管相连；各所述抽气束管的另一端对应穿过各所述连接口伸入至所述输线管的内部；所述输线管的内部还设有与所述温度传感器一一对应的监控线，各所述监控线分别穿过各所述连接口与各所述温度传感器对应连接。

3.根据权利要求2所述的煤矿采空区探测装置，其特征在于，还包括监测站，所述输线管与所述监测站相连，各所述监控线分别与所述监测站相连，各所述抽气束管分别与所述监测站相连。

4.根据权利要求1所述的煤矿采空区探测装置，其特征在于，所述探测主管的顶部安装有盖板。

5.根据权利要求4所述的煤矿采空区探测装置，其特征在于，所述盖板上设有第一法兰，所述探测主管上设有与所述第一法兰相配合的第二法兰，所述第一法兰与所述第二法兰之间通过连接件相连。

6.根据权利要求2所述的煤矿采空区探测装置，其特征在于，所述探测组件的外部设有防护罩，所述防护罩设有供所述输线管穿过的开口。

7.根据权利要求6所述的煤矿采空区探测装置，其特征在于，所述防护罩包括防护顶板和防护侧壁，所述防护侧壁由多个依次间隔设置的防护钢筋组成，各所述防护钢筋的上端分别与所述防护顶板连接。

8.根据权利要求2所述的煤矿采空区探测装置，其特征在于，所述探测组件包括两个所述探测主管，各所述探测主管分别通过连接支管与所述输线管相连。

9.根据权利要求8所述的煤矿采空区探测装置，其特征在于，所述探测组件还包括底板，两个所述探测主管的底部分别与所述底板连接。

10.根据权利要求1所述的煤矿采空区探测装置，其特征在于，所述通气孔设置于所述探测主管的侧壁上部。

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