CN2466652Y - 煤矿安全监控煤自燃预测预报装置 - Google Patents

Abstract

一种煤矿安全监控煤自燃预测预报装置,其结构为:一盒体以盖密封,盒体内腔中装有至少一台电动气泵,该气泵有伸出盒体外壁的塑料进气管,该进气管上设有气体过滤器,该气泵的出气管通往盒体的密封内腔,盒体内装有至少一台传感器,该传感器有伸出盒体外壁的电缆线,在盒体的侧壁上装有单向放气阀。本实用新型使各种类型的煤矿安全监控系统也能够监测煤矿井下各采空区、官闭区内的气体和温度等变化情况。本装置结构简化,实现便携,适用范围广。

Description

煤矿安全监控煤自燃预测预报装置

本实用新型涉及一种煤矿安全监控煤自燃预测预报装置。

根据《煤矿安全监察条例》、《煤矿安全规程》等法律法规的规定，我国大部份煤矿井下都已装备了瓦斯断电仪、煤矿安全监控系统。瓦斯断电仪以及煤矿安全监控系统中的甲烷传感器、一氧化碳传感器、温度传感器等，都是固定的安装在煤矿井下各监测地点，长时间、连续性地工作，以监测甲烷、一氧化碳等有毒有害气体的变化情况和温度等物理参数的变化情况。这些仪器的安装、使用对保障煤矿安全生产起到了重要的作用，但都存在着一个先天不足的毛病，即它们只能安装工作在人员所能达到的地点，而对于人员不能到达的地点(如采空区、密闭区、钻孔眼等地方)就无法安装，因而对这些地点的空气成份、温度等也就不能实现监测。然而，对煤矿井下各采空区、密闭区等地点一氧化碳、乙烯、氧气、温度的监测又是十分重要和非常必要的。这是因为，通过对这些区域内空气中氧气、一氧化碳、乙烯含量和温度的测定，便可得知这些区域内有无煤自燃发火灾害产生；若温度和一氧化碳等含量较低，就证明这些区域里情况正常，生产作业可以正常进行；若温度和一氧化碳等含量较高，就证明这些区域里已经或是将要产生煤自燃灾害，需要及时地采取措施消除这个灾害，以保障煤矿安全生产正常进行。为了解决上述问题，到现在为止，国际国内有两种方法来实现对煤矿井下采空区、密闭等区域内气体成份的检测和监测。第一种是人工取样的方法，如陈淮新已获得国家专利的专利号为98201383.3的“煤矿环境气体自动取样器”，就是人工取样充装到球胆内后用比长式检定管分析定值或是把球胆携带到地面后送进气相色谱仪里分析定值。第二种方法是装备束管监测系统，该系统由塑料管路、气泵、气相色谱仪(或是红外线分析仪)等组成，气相色谱仪和气泵安设在地面，塑料管路一直从地面铺设到井下各监测点，当需要检测这些地点的气体成份时，就开动气泵抽取气体到地面仪器里分析定值。这两种方法的共同缺点是：①不能长时间连续监测；②不能测量密闭空间里的温度；尤其是束管监测系统成本高达几十万元，有的煤矿装备不起。现有技术有改进完善的必要。

本实用新型的目的是克服上述不足，提供一种改进的煤矿安全监控煤自燃预测预报装置，使各种类型的煤矿安全监控系统也能够监测煤矿井下各采空区、官闭区内的气体和温度等变化情况。这套装置结构简化，体积减小，实现便携、测量精度高，适用范围广，使用方便，成本低。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种煤矿安全监控煤自燃预测预报装置，该预测预报装置连接一煤矿安全监控系统，其特征在于：

该预测预报装置的结构为：

一盒体以盖密封，该盒体内腔中安装有至少一台连接电源的微型电动气泵，该气泵有伸出盒体外壁的塑料进气管，该进气管上设有气体过滤器；该气泵的出气管通往盒体的密封内腔；

在该盒体内腔中装有至少一台传感器，该传感器有伸出盒体外壁的电缆线，该电缆线设有喇叭口；

在盒体的一侧壁上装有一单向放气阀。

本实用新型的目的还可以通过以下措施实现：

所述设置于密封盒体内的气泵可以为多台，各气泵的进气塑料管伸往矿井不同地区；所述传感器可以为多台，该多台传感器分别为甲烷、一氧化碳、氧气、乙烯的气体传感器及温度传感器。

在所述电动气泵的进气管上设置有流量传感器以检测电动气泵是否真正开动。

所述传感器设置有传感器密封罩，该密封罩设有进气管和出气管，该出气管伸出盒体之外，该出气管设有喇叭口；

所述电动气泵的出气管以管路连通传感密封罩的进气管。

所述电动气泵的导线连接一时间控制电路。

在所述封闭盒体的内腔中还装有至少一台电磁阀，所述电动气泵的进气管连通该各电磁阀的出气管，该各电磁阀的进气管伸出盒体的外壁，该进气管设有喇叭口，该各电磁阀的导线连接所述时间控制电路。

所述电动气泵的电源可以是外接电源，也可以是设置于密封盒体内的充电电池组，也可以是本质安全型电源。

所述密封盒体的盒盖上设有透明观察窗。

所述电动气泵的伸出盒体的各进气塑料管束的端部设有喇叭口。

本实用新型有以下积极有益的效果：

在具有单向放气阀、喇叭口、窗口为特征的金属密封箱里，组装了微型空气泵、电磁阀、塑料管路、时间控制电路、流量传感器、充电电池组等，在时间电路自动控制下，微型空气泵等定时开停，将煤矿井下密闭区、采空区里的空气抽取到这个金属密封箱里来，并形成了一个有进有出、压力平衡的气体通道，金属箱里的空气情况就是密闭区、采空区里的空气情况的真实反映和再现；因而放置在这个金属箱里的甲烷、氧气、一氧化碳、乙烯、温度等传感器，对这个金属箱里空气情况的监测也就是对密闭区、采空区里空气情况的监测。这就使得各种类型的煤矿安全监控系统中的各种传感器从不能监测密闭区、采空区里的空气情况发展到能够监测密闭区、采空区的气体情况，使煤矿安全监控系统的功能得到了发展、完善和健全。煤矿安全监控系统有了这个功能后，各煤矿就没有必要再去装备束管监测系统，甚至气相色谱仪也没有必要装备了。

本装置结构简化，体积减小，实现便携、测量精度高，适用范围广，使用方便，成本低。

现结合附图进行说明：

图1是本实用新型一实施例的结构外形示意图；

图2是图1揭去上盖显示盒内组件的结构示意图。

附图编号：

1.盒体                 2.盖                3.传感器

4.传感器的电源线和信号线                   5.有喇叭口的电缆线

6.微型电动气泵         7.微型空气泵的进气管8.塑料进气管

9.塑料管束喇叭口       10.过滤器           11.时间控制电路

12.时间控制电路的电源线、信号线喇叭口

13.微型空气泵出气管    14.单向放气阀       15.传感器密封罩

16.传感器密封罩出气管  17.流量传感器       18.电磁阀

19.电磁阀进气管        20.本质安全型电源   21.充电电池组

22.观察窗              23.螺钉

请参照图1、图2，本实用新型是一种煤矿安全监控煤自燃预测预报装置，该预测预报装置连接一煤矿安全监控系统。

该预测预报装置的结构为：

一盒体1以盖2密封，该盒体内腔中安装有至少一台连接电源的微型电动气泵6，该气泵6有伸出盒体外壁的塑料进气管8，该进气管上设有气体过滤器10；该气泵的出气管13通往盒体1的密封内腔；

在该盒体内腔中装有至少一台传感器3，该传感器有伸出盒体外壁的电缆线，该电缆线设有喇叭口5；

在盒体1的一侧壁上装有一单向放气阀14。

所述设置于密封盒体内的气泵6可以为多台，各气泵的进气塑料管8伸往矿井不同地区；所述传感器3可以为多台，该多台传感器分别为甲烷、一氧化碳、氧气、乙烯的气体传感器及温度传感器。

在所述电动气泵6的进气管8上设置有流量传感器17以检测电动气泵是否真正开动。

所述传感器3设置有传感器密封罩15，该密封罩设有进气管和出气管，该出气管伸出盒体之外，该出气管设有喇叭口；

所述电动气泵6的出气管13以管路连通传感密封罩15的进气管。

所述电动气泵6的导线连接一时间控制电路11。

在所述封闭盒体1的内腔中还装有至少一台电磁阀18，所述电动气泵6的进气管7连通该各电磁阀的出气管，该各电磁阀18的进气管19伸出盒体1的外壁，该进气管设有喇叭口，该各电磁阀18的导线连接所述时间控制电路11。

所述电动气泵6的电源可以是外接电源，也可以是设置于密封盒体内的充电电池组21，也可以是本质安全型电源20。

所述密封盒体的盒盖上设有透明观察窗22。

所述电动气泵的伸出盒体的各进气塑料管束的端部设有喇叭口。

本煤矿安全监控煤自燃预测预报装置的结构特点和工作原理

煤矿安全监控系统煤自燃预测预报装置的基本结构如图1、图2所示。其工作原理为；在煤矿井下待监测地点，安放着一套密闭的金属箱，金属箱可由钢板或由不锈钢板焊接而成，金属箱分成壳体1和盖板2两部分，壳体和盖板用埋头内方螺栓连接，金属箱的基本体积为长×宽×高＝400×300×200mm，但也可以根据用户的要求(即内部放置东西的多少)随意扩大或缩小其体积。在这套密闭的金属箱内放置着传感器3(可以放置单一的甲烷、一氧化碳、乙烯、氧气、温度传感器，也可以同时放置几个传感器)。传感器长时间连续通电工作着，没有待检测气体进入金属箱时，其显示值基本为零；当有待检测气体进入金属箱时，传感器就能显示出待检气体的真实值；传感器的电源线和信号线4通过壳体喇叭口5通向金属箱外，与其主机或是安全监控系统相连接。金属箱里也安放着微型空气泵6(可以是薄膜泵也可以是离心式叶片泵)。微型空气泵的进气口7连接着塑料管8，该塑料管穿过金属箱壳体上的喇叭口9敷设进待检测地点。根据用户实际需要塑料管短则可几米，长则可达数百米，直接埋设到需要检测的密闭区、采空区或钻孔眼里，塑料管中间有过滤器10，以过滤灰尘和水蒸汽等。微型空气泵是由5V-12V的直流电动机驱动，因为直流电动机和泵体组装在一起，在图2上就不再注明直流电动机的位置了。直流电动机的启停是在时间控制电路11控制下进行的。外接电源通过喇叭口12向时间控制电路和直流电动机提供电源。微型空气泵在时间控制电路的控制下，定时开动(开停的时间、间隔的时间可由用户在时间控制电路上任意设定)，把密闭区或采空区里的气体抽取到密闭的金属箱里来。气体流通的路径是，从塑料管8到泵的进气口7，再从泵的出气口13流进金属箱内。考虑到开泵之初抽取的气体不太真实以及长时间开泵金属箱内空气压力较高这两个因素，在机壳上设置了一个单向放气阀14，当金属箱内气体压力达到300Pa时，气体会顶开放气阀14，排向金属箱外，从而这套装置完整的空气通路也就形成了。空气通路的另一种形式是，微型空气泵的出气口与传感器的密封罩15相连接，气体进入密封罩后又从另一出口管路穿过喇叭口16而排出金属箱外。微型空气泵继续抽气传感器就会稳定地显示出密闭区或是采空区里的温度、一氧化碳、乙烯、甲烷等的真实值。时间控制电路可以由用户任意灵活地设定时间，比如用户可以设定每隔4小时启动一次微型空气泵，每启动一次开启5分钟时间即停止，那么在这5分钟时间里，传感器就可以把监测到的真实值，直接显示出来并把有关信号传送给监控系统。微型空气泵的进口处有一个流量传感器17，设置该流量传感器的目的，是把空气泵是否真正开启的信号告知给监控系统。该流量传感器的电源线和信号线也是通过喇叭口12与外面相连接。

如前所述，煤矿安全监控煤自燃预测预报装置，其基本结构是固定的(如密闭的金属箱、单向放气阀、时间控制电路、微型空气泵、流量传感器、放置传感器的空间、抽气塑料管路等)，但又可以根据用户的实际需要做机动灵活的设置。如果只放置一个传感器，金属箱的体积可以做得较小，如果是放置几个传感器，金属箱的体积就得大很多。为了适应小煤矿的需要，这个金属箱里也可以只放置一、二台便携式检测仪，同样能检测密闭、采空区里的气体、温度等情况，这个金属箱的体积就会做得很小了。微型空气泵的设置也是根据用户实际需要，可以设置成一个泵连接一根塑料管路、监测一个地点，也可以设置成多个泵连接多根塑料管路监测多个地点，这种情况就不多叙述了。下边再重点介绍介绍煤矿安全监控煤自燃预测预报装置的其他三种结构形式。

煤矿安全监控煤自燃预测预报装置的第二种结构形式是在第一种结构形式的基础上又增加了电磁阀，当监测点达到2个以上，也即塑料管路达到2根以上时，可以只用一个微型空气泵(即不增加泵了)带动2个以上的电磁阀的办法，空气泵和电磁阀都在时间控制电路的控制下分时启停，以分别抽取各个监测点的气体，采用这种结构形式时，空气的进路就是从喇叭口的进气管19进入电磁阀，再由电磁阀的出口进入到微型空气泵的进气口。采用电磁阀而不采用多个泵的优点是电磁阀体积小、重量轻、价格便宜。

煤矿安全监控煤自燃预测预报装置的第三种结构形式是可以在前两种结构形式的基础上增加本质安全型电源20，在前两种结构形式中，其时间控制电路、微型空气泵、电磁阀1气体流量传感器的电源都是靠外接电源供电；而在这三种结构形式中，我们设置了一套本质安全型电源，上述的电路、电器就靠它供电了。这样做的好处是，减少了一套外接的本质安全型电源，降低了造价，显得整套装置更简单、更加一体化。

煤矿安全监控煤自燃预测预报装置的第四种结构形式，我们把它做成了一套便携式的、可以随身携带的形式，这套装置的结构形式同第一种结构形式基本相同，只是采用一个微型空气泵，因而也就没有时间控制电路，微型空气泵的电源靠充电电池组21提供，这种便携式的结构特点更适宜于中小煤矿使用，中小煤矿采用了它就更不必装备束管监测系统和气相色谱仪了。

Claims (9)

1.一种煤矿安全监控煤自燃预测预报装置，该预测预报装置连接一煤矿安全监控系统，其特征在于：

该预测预报装置的结构为：

一盒体(1)以盖(2)密封，该盒体内腔中安装有至少一台连接电源的微型电动气泵(6)，该气泵(6)有伸出盒体外壁的塑料进气管(8)，该进气管上设有气体过滤器(10)；该气泵的出气管(13)通往盒体(1)的密封内腔；

在该盒体内腔中装有至少一台传感器(3)，该传感器有伸出盒体外壁的电缆线，该电缆线设有喇叭口(5)；

在盒体(1)的一侧壁上装有一单向放气阀(14)。

2.如权利要求1所述的煤矿安全监控煤自燃预测预报装置，其特征在于：所述设置于密封盒体内的气泵(6)可以为多台，各气泵的进气塑料管(8)伸往矿井不同地区；所述传感器(3)可以为多台，该多台传感器分别为甲烷、一氧化碳、氧气、乙烯的气体传感器及温度传感器。

3.如权利要求1所述的煤矿安全监控煤自燃预测预报装置，其特征在于：在所述电动气泵(6)的进气管(8)上设置有流量传感器(17)以检测电动气泵是否真正开动。

4.如权利要求1所述的煤矿安全监控煤自燃预测预报装置，其特征在于：所述传感器(3)设置有传感器密封罩(15)，该密封罩设有进气管和出气管，该出气管伸出盒体之外，该出气管设有喇叭口；

所述电动气泵(6)的出气管(13)以管路连通传感密封罩(15)的进气管。

5.如权利要求1所述的煤矿安全监控煤自燃预测预报装置，其特征在于：所述电动气泵(6)的导线连接一时间控制电路(11)。

6.如权利要求1所述的煤矿安全监控煤自燃预测预报装置，其特征在于：在所述封闭盒体(1)的内腔中还装有至少一台电磁阀(18)，所述电动气泵(6)的进气管(7)连通该各电磁阀的出气管，该各电磁阀(18)的进气管(19)伸出盒体1的外壁，该进气管设有喇叭口，该各电磁阀(18)的导线连接所述时间控制电路(11)。

7.如权利要求1所述的煤矿安全监控煤自燃预测预报装置，其特征在于：所述电动气泵(6)的电源可以是外接电源，也可以是设置于密封盒体内的充电电池组(21)，也可以是本质安全型电源(20)。

8.如权利要求1所述的煤矿安全监控煤自燃预测预报装置，其特征在于：所述密封盒体的盒盖上设有透明观察窗22。

9.如权利要求1所述的煤矿安全监控煤自燃预测预报装置，其特征在于：所述电动气泵的伸出盒体的各进气塑料管束的端部设有喇叭口。