CN214584663U - 一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置 - Google Patents
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Abstract
一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置，包括底座和设置在底座底部的万向轮，所述定点取样装置还包括，设置于底座顶部的煤样收集机构，用于收集煤矿钻孔内定点煤层的煤样；设置于底座顶部并位于煤样收集机构一侧的负压动力机构，用于为煤样收集机构提供负压动力；所述煤样收集机构包括滤罐、设置于滤罐一侧的煤样进管、设置于滤罐顶部的负压连接管和设置于滤罐底部的煤样收集罐；所述负压动力机构与所述负压连接管连接以实现负压动力的供给。本实用新型采用负压取样，取样时间短、瓦斯损失量小、定点性准，安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿设备技术领域，具体为一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置。
背景技术
煤层瓦斯含量是煤矿瓦斯灾害防治、煤层瓦斯预抽效果评估、煤层气资源评价和开发等相关领域的重要参数，因此准确测定煤层瓦斯含量是保障煤矿安全生产的重要前提。目前，在我国煤与瓦斯突出灾害防治工作中，广泛采用预抽瓦斯的方式消除煤层的突出危险性，但是由于预抽钻孔长度可达百米以上，在防突效果检验中，测试煤层抽采后残余瓦斯含量时，往往需要从很远的煤体深部取煤样，受取样方法所限，取样时间过长，可达半小时至1小时，且取样过程工序复杂、效率低下，取样耗时远超煤层取样不大于5min的规定，在取样过程中由于煤体吸附瓦斯大量解吸，严重影响了煤层残余瓦斯含量测值的准确性，以致形成误判，酿成事故。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型的目的是提出一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置，采用负压取样，取样时间短、瓦斯损失量小、定点性准，安全可靠。
本实用新型为了解决上述问题所采取的技术方案为：
一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置，包括底座和设置在底座底部的万向轮，所述定点取样装置还包括，
设置于底座顶部的煤样收集机构，用于收集煤矿钻孔内定点煤层的煤样；
设置于底座顶部并位于煤样收集机构一侧的负压动力机构，用于为煤样收集机构提供负压动力；
其中，所述煤样收集机构包括滤罐、设置于滤罐一侧的煤样进管、设置于滤罐顶部的负压连接管和设置于滤罐底部的煤样收集罐；
所述负压动力机构与所述负压连接管连接以实现负压动力的供给。
作为优选的，所述负压动力机构包括设置于底座上的高压风机和设置于高压风机顶部并与高压风机传动连接的电机，所述高压风机上设置有抽气口和排气口，所述抽气口与所述负压连接管连接，所述排气口上设置有负压排风管。
作为优选的，所述负压排风管的顶部出口处设置有消声器。
作为优选的，所述滤罐内中心设置有滤筒，所述滤筒与所述滤罐之间形成煤样滤出腔，所述滤罐底部设置有煤样出口，所述煤样收集罐连接在所述煤样出口处，且所述负压连接管与滤筒内腔连通，所述煤样进管与煤样滤出腔连通。
作为优选的，所述煤样收集罐上设置有视窗。
作为优选的，所述底座上设置有用于将煤样收集机构和负压动力机构密封的密封罩。
作为优选的，所述负压连接管上设置有负压表。
作为优选的，所述底座一端设置有扶手。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所述的取样装置，采用负压抽吸的方式，可快速对预设的定点位置煤层处进行煤样的抽吸取样，取样时间短，速度快，煤样的瓦斯损失量小、定点性准，且取样工作与打钻可以同步连续进行，安全可靠，不需要退钻杆，对定点煤层瓦斯含量的测量提供充分的准确性保障。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的侧视结构示意图；
图3为图1中A-A截面处的结构示意图。
图中标记：1、底座，2、万向轮，3、滤罐，4、煤样进管，5、负压连接管，51、负压表，6、煤样收集罐，61、视窗，7、高压风机，71、抽气口，72、排气口，8、电机，9、负压排风管，10、消声器，11、滤筒，12、煤样滤出腔，13、煤样出口，14、密封罩，15、扶手。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型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一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图所示，本实用新型为一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置，包括底座1和设置在底座1底部的万向轮2，所述定点取样装置还包括，
设置于底座1顶部的煤样收集机构，用于收集煤矿钻孔内定点煤层的煤样；
设置于底座1顶部并位于煤样收集机构一侧的负压动力机构，用于为煤样收集机构提供负压动力；
其中，所述煤样收集机构包括滤罐3、设置于滤罐3一侧的煤样进管4、设置于滤罐3顶部的负压连接管5和设置于滤罐3底部的煤样收集罐6；
所述负压动力机构与所述负压连接管5连接以实现负压动力的供给。
进一步的，所述负压动力机构包括设置于底座1上的高压风机7和设置于高压风机7顶部并与高压风机7传动连接的电机8，所述高压风机7上设置有抽气口71和排气口72，所述抽气口71与所述负压连接管5连接，所述排气口72上设置有负压排风管9。
进一步的，所述负压排风管9的顶部出口处设置有消声器10。
进一步的，所述滤罐3内中心设置有滤筒11，所述滤筒11与所述滤罐3之间形成煤样滤出腔12，所述滤罐3底部设置有煤样出口13，所述煤样收集罐6连接在所述煤样出口13处，且所述负压连接管5与滤筒11内腔连通，所述煤样进管4与煤样滤出腔12连通。
进一步的，所述煤样收集罐6上设置有视窗61。
进一步的，所述底座1上设置有用于将煤样收集机构和负压动力机构密封的密封罩14。
进一步的，所述负压连接管5上设置有负压表51。
进一步的，所述底座1一端设置有扶手15。
当钻机在煤层中钻进过程中，对预设的定位煤层深度进行预估，当钻进至预设的深度之后，将负压取样装置连接在钻杆的尾端，进行取样操作，由于钻进深度很多情况下长达百米甚至数百米，负压抽吸取样过程中存在一定的行进时间，在此时间下会有瓦斯量的解吸，因此，除了常规的取样操作外，还需要将取样的时间考量进去，并同时事先进行多次取样操作，在实验室环境下核算瓦斯在负压环境下解吸规律，以提高煤样瓦斯测量的准确性。
在需要进行瓦斯取样时，具体操作如下：
1）待钻机钻进至预设取样位置后，将定点取样装置的煤样进管4密封连接在钻杆尾端的母接头处；
2）开启高压风机7，采用负压抽出式定点取样；
3）待煤样收集罐6存满煤样之后，关闭高压风机7，取出煤样收集罐6，将首次取得的煤样倒出另存，再装上煤样收集罐6；
4）再次开启高压风机7取样，待煤样收集罐6再次存满后，得到煤层煤样。
上述操作不同于现有技术中任何的负压取样，如公告号 CN103776659B的中国发明专利所公开的负压取样方法所述，其在利用负压取样前，还需要通入压风对钻孔内深处的孔壁和钻杆进行钻屑的清理，待压风吹净孔内残存的钻屑后，才可连接负压进行取样操作，这样十分繁琐；
而本申请的装置则能够完全避免上述的繁琐操作，简化取样操作，不需要在负压取样钳对孔壁和钻杆进行钻屑的清理，直接进行负压取样即可，而孔壁和钻杆内的钻屑在负压抽出后，可直接通过滤罐3滤出，同时舍弃煤样收集罐6第一次存满后的煤样（其中混杂后不需要的钻屑），而只需要留取煤样收集罐6第二次或者第三次存满后的煤样即可。
瓦斯取样完成后，煤层瓦斯含量的测定具体操作如下：
1）采样：将定点取样装置的煤样进管4密封连接在钻杆尾端的母接头处，开启高压风机7，采用负压抽出式定点取样，待煤样存满煤样收集罐6后停止，在采样过程中，记录取样开始至装罐前，煤样在负压环境中暴露的时间t0，取得的煤样为S0；
2）瓦斯解吸量现场测定：煤样装入煤样收集罐6后，将煤样罐与解吸仪连接，采用传统方法测量煤样解吸瓦斯量随时间的变化，记录最终现场解吸量V2，现场解吸完成后取出针头，将煤样罐送至实验室进行分析。
3）负压环境下煤样瓦斯解吸规律测定：利用在瓦斯含量测试地点采取的煤样，在实验室测试负压环境下煤样瓦斯解吸规律。
4）损失瓦斯量推算：根据测得的负压环境下煤样瓦斯解吸规律，推算取样时间t0内的损失量V1。
5）确定煤层瓦斯含量：根据上述V1、V2，及煤样重量m，最后采取计算方法，即可以准确确定煤层瓦斯含量。
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)
1.一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置，包括底座（1）和设置在底座（1）底部的万向轮（2），其特征在于：所述定点取样装置还包括，
设置于底座（1）顶部的煤样收集机构，用于收集煤矿钻孔内定点煤层的煤样；
设置于底座（1）顶部并位于煤样收集机构一侧的负压动力机构，用于为煤样收集机构提供负压动力；
其中，所述煤样收集机构包括滤罐（3）、设置于滤罐（3）一侧的煤样进管（4）、设置于滤罐（3）顶部的负压连接管（5）和设置于滤罐（3）底部的煤样收集罐（6）；
所述负压动力机构与所述负压连接管（5）连接以实现负压动力的供给。
2.如权利要求1所述的一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置，其特征在于：所述负压动力机构包括设置于底座（1）上的高压风机（7）和设置于高压风机（7）顶部并与高压风机（7）传动连接的电机（8），所述高压风机（7）上设置有抽气口（71）和排气口（72），所述抽气口（71）与所述负压连接管（5）连接，所述排气口（72）上设置有负压排风管（9）。
3.如权利要求2所述的一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置，其特征在于：所述负压排风管（9）的顶部出口处设置有消声器（10）。
4.如权利要求1所述的一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置，其特征在于：所述滤罐（3）内中心设置有滤筒（11），所述滤筒（11）与所述滤罐（3）之间形成煤样滤出腔（12），所述滤罐（3）底部设置有煤样出口（13），所述煤样收集罐（6）连接在所述煤样出口（13）处，且所述负压连接管（5）与滤筒（11）内腔连通，所述煤样进管（4）与煤样滤出腔（12）连通。
5.如权利要求1所述的一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置，其特征在于：所述煤样收集罐（6）上设置有视窗（61）。
6.如权利要求1所述的一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置，其特征在于：所述底座（1）上设置有用于将煤样收集机构和负压动力机构密封的密封罩（14）。
7.如权利要求1所述的一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置，其特征在于：所述负压连接管（5）上设置有负压表（51）。
8.如权利要求1所述的一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置，其特征在于：所述底座（1）一端设置有扶手（15）。
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| CN202120658791.2U CN214584663U (zh) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | 一种煤矿用瓦斯含量定点取样装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN114216726A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-22 | 平顶山天安煤业股份有限公司 | 矿用负压定点取样系统 |
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2021
- 2021-03-31 CN CN202120658791.2U patent/CN214584663U/zh active Active
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| CN114216726B (zh) * | 2021-12-28 | 2023-09-19 | 平顶山天安煤业股份有限公司 | 矿用负压定点取样系统 |
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