突出氣體壓力衰減的檢測裝置及檢測方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種煤礦井巷施工過程中瓦斯檢測及監控領域，特別是一種突出氣體壓力衰減的檢測裝置以及檢測方法。壓力罐與主罐體連接，壓力罐與主罐體連接管路上設置有氣動球閥和PID調節球閥，主罐體的一端裝有導流管，主罐體與導流管連接部位裝有爆破膜片，導流管伸入消音裝置的一端裝有突出波接收膜片。本發明專利技術與現有技術相比，突出波接收裝置對突出波進行快速反應，然后控制氣動閥瞬間關閉，保證進氣壓力不影響爆破時主罐體壓力；利用PID控制閥對主罐體的壓力控制，隨著主罐體的壓力增大，進氣的流量越來越小，在爆破時進氣流量已經很小，保證主罐體內的壓力受進氣壓力影響很小；通過消音裝置減小了突出波的噪音和振動對儀器設備測量的影響。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種煤礦井巷施工過程中瓦斯檢測及監控領域，特別是一種突出氣體壓力衰減的檢測裝置以及檢測方法。
技術介紹
本專利技術專利涉及煤礦井巷施工工程中瓦斯突出壓力衰減監控領域，具體講是一種氣體突出壓力衰減速率參數檢測方法和檢測裝置，可用于研究煤礦井筒、巷道等工程開挖時瓦斯突出過程壓力變化及強度的分析和防護方案制定。
技術介紹
瓦斯突出是指煤礦井下生產過程中，煤層和巖層內的大量瓦斯在極短時間內向采掘空間突然噴射的現象。突出過程中具有時間短、氣體壓力衰減速率快、強度高、破壞性大的特性，因而在突出現場無法實現監測。不同突出強度的行為對礦山造成的災害不盡相同，因無法獲取突出現場實際的相應實驗數據為瓦斯突出研究帶來很大的困難。本專利技術可根據不同突出強度調整爆破膜片，在實驗室中進行相似模擬測試，為瓦斯衰減速率測定及研究提供基礎實驗數據。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術存在的上述問題，而提供一種突出氣體壓力衰減的檢測裝置以及檢測方法。本檢測裝置采用如下技術方案：一種突出氣體壓力衰減的檢測裝置，壓力罐，減壓閥，電磁閥，爆破膜片，突出波接收裝置，氣動球閥，壓力罐與主罐體連接，壓力罐與主罐體連接管路上設置有氣動球閥和PID調節球閥，主罐體的一端裝有導流管，主罐體與導流管連接部位裝有爆破膜片，導流管伸入消音裝置的一端裝有突出波接收膜片。采用上述技術方案的本專利技術與現有技術相比，突出波接收裝置對突出波進行快速反應，然后控制氣動閥瞬間關閉，保證進氣壓力不影響爆破時主罐體壓力；利用PID控制閥對主罐體的壓力控制，隨著主罐體的壓力增大，進氣的流量越來越小，在爆破時進氣流量已經很小，保證主罐體內的壓力受進氣壓力影響很小；通過消音裝置減小了突出波的噪音和振動對儀器設備測量的影響。檢測裝置所采用的優選方案是：壓力罐的兩端分別裝有PID調節球閥的一端和電磁閥的一端，電磁閥控制氣動球閥開啟和關閉；PID調節球閥的另一端與氣動球閥連接。突出波接收膜片通過絕緣環與導流管連接。消音裝置與突出波接收膜片相對應的底面裝有聲波緩沖墊。主罐體連接壓力變送器和高頻壓力變送器，高頻壓力變送器與高頻數據采集儀連接，電接點壓力表、PID調節球閥、電磁閥、壓力變送器以及爆破膜片分別與信號傳輸模塊連接，信號傳輸模塊和高頻數據采集儀分別與上位機連接。消音裝置整體呈筒狀結構。主罐體的錐筒端部分裝有高頻壓力變送器。檢測方法采用的技術方案是：按如下步驟進行：調整減壓閥，保證壓力罐內的壓力，根據爆破膜片的厚度設定PID調節球閥的控制壓力，打開上位機，啟動氣動球閥向主罐體內充入實驗氣體，則自動記錄壓力變化和突出后的壓力變化。檢測方法的優點是：壓力差大小利用PID理論控制PID調節球閥打開的大小，保證進氣壓力不影響突出時主罐體內的壓力變化；能夠對主罐體內的突出壓力和導流管內壓力變化進行測量；通過調整膜片厚度對不同壓力突出情況進行測量。檢測方法的優選方案是：調整減壓閥保證壓力罐的壓力在0.5～0.7MPa之間。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖。圖2是突出波接收裝置的局部結構示意圖。圖3是圖2的側視圖。圖4是沖擊波沖破爆破膜片后的結構示意圖。圖5是本專利技術檢測裝置的原理示意圖。具體實施方式下面結合附圖及實施例詳述本專利技術：一種突出氣體壓力衰減的檢測裝置，參見附圖1至附圖5，圖中：減壓閥1、壓力罐2、電接點壓力表3、電磁閥4、PID調節球閥5、氣動球閥6、壓力變送器7、主罐體8、高頻壓力變送器9、爆破膜片10、導流管11、突出波接收裝置12、突出波接收膜片1201、絕緣環1202、消音裝置13、聲波緩沖墊1301、消音器1302、消音筒壁1303、高頻數據采集儀14、監測主機15、上位機16、信號傳輸模塊17、小車18。本實施例中，壓力罐2與主罐體8連接，壓力罐2與主罐體8連接管路上設置有氣動球閥6和PID調節球閥5；主罐體8的一端裝有導流管11，主罐體8與導流管11連接部位裝有爆破膜片10，導流管11伸入消音裝置13的一端裝有突出波接收膜片1201，突出波接收膜片1201通過絕緣環1202與導流管11連接。突出波接收裝置由突出波接收膜片1201和絕緣環1201以及導流管11組成，突出波接收裝置對突出波進行快速反應，控制氣動球閥6的動作。壓力罐2的兩端分別裝有PID調節球閥5的一端和電磁閥4的一端，電磁閥4的另一端與氣動球閥6連接，電磁閥4控制氣動球閥6開啟和關閉，PID調節球閥5的另一端與氣動球閥6連接。消音裝置13與突出波接收膜片1201相對應的一面裝有聲波緩沖墊1301。消音裝置13整體呈筒狀結構；消音裝置13的筒壁上裝有消音器1302，消音筒壁1303以及與筒壁結構部分兩端連接的端板分別采用消音材料制成。主罐體8的圓柱筒體端連接壓力變送器7，主罐體8的圓錐筒體部分裝有高頻壓力變送器9，高頻壓力變送器9與高頻數據采集儀14連接。其中：電接點壓力表2、PID調節球閥5、電磁閥4、壓力變送器7以及爆破膜片10分別與信號傳輸模塊17連接，高頻壓力變送器9設置為兩個，其中一個設置在主罐體8的圓錐筒體部分，另一個設置在導流管11的外壁上，高頻壓力變送器9與高頻數據采集儀14連接，信號傳輸模塊17和高頻數據采集儀14分別與上位機16連接；上位機16與監測主機15連接。檢測方法，按如下步驟進行：調整減壓閥1保證壓力罐的壓力在0.5～0.7MPa之間，保證壓力罐8內的壓力，根據爆破膜片10的厚度設定PID調節球閥5的控制壓力，打開上位機16，啟動氣動球閥6向主罐體8內充入瓦斯氣體，各儀器自動記錄壓力變化和突出后的壓力變化。本實施例中，安裝好的爆破膜片10，給主罐體8通入一定壓力氣體，隨著壓力增高爆破膜片10破裂，通過高頻數據采集儀14對主罐體8內壓力變化記錄和導流管11內壓力進行記錄，監測主機16通過RS485傳入上位機16（上位計算機）并儲存。本實施例，具有成本低廉的優點，能夠連續穩定進行檢測裝置。利用的突出波接收裝置12對突出波進行快速反應，然后控制氣動球閥瞬間關閉，保證進氣壓力不影響爆破時主罐體8內的壓力；利用PID調節球閥對主罐體8的壓力控制，隨著主罐體8的壓力增大，進氣的流量越來越小，在爆破時進氣流量已經很小，保證主罐體8內的壓力受進氣壓力影響很小。利用高頻數據采集儀14對主罐體8壓力瞬間變化和導流管11內的壓力變化進行記錄；通過消音裝置13減小了突出波的噪音和振動對儀器設備測量的影響。為煤層開采和安全提供科學方法和重要依據。設備整體（所有零部件）緊湊的安裝在小車18上（圖1中只表達出部分小車結構，其他安裝位置省略），保證隨時隨地可以移動，讓測量更加便捷；作為改進，采用PID閥進行控制，減小進氣壓力的影響。監測主機系統模塊包括高頻壓力采集系統、壓力采集模塊、溫度采集模塊、設備控制模塊、報警顯示模塊、數據存儲、遠程數據傳輸模塊、供電模塊。報警顯示模塊可預定報警值，監測結果數據能在LCD屏實時顯示，數據存儲模塊采用大容量SD卡緩存數據，遠程數據傳送模塊通過RS485連通遠程上位計算機，實現對監測指標的在線分析。本實施例的優點是：根據壓力差大小利用PID理論控制PID調節球閥5打開的大小，保證進氣壓力不影響突出時主罐體8內的壓力變化。利用高頻數據采集儀14對主罐體8內的突出壓力和導流管本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種突出氣體壓力衰減的檢測裝置，包括主罐體，壓力罐，減壓閥，電磁閥，爆破膜片，突出波接收裝置，氣動球閥，其特征在于：壓力罐與主罐體連接，壓力罐與主罐體連接管路上設置有氣動球閥和PID調節球閥，主罐體的一端裝有導流管，主罐體與導流管連接部位裝有爆破膜片，導流管伸入消音裝置的一端裝有突出波接收膜片。

【技術特征摘要】
1.一種突出氣體壓力衰減的檢測裝置，包括主罐體，壓力罐，減壓閥，電磁閥，爆破膜片，突出波接收裝置，氣動球閥，其特征在于：壓力罐與主罐體連接，壓力罐與主罐體連接管路上設置有氣動球閥和PID調節球閥，主罐體的一端裝有導流管，主罐體與導流管連接部位裝有爆破膜片，導流管伸入消音裝置的一端裝有突出波接收膜片。2.根據權利要求1所述的突出氣體壓力衰減的檢測裝置，其特征在于：壓力罐的兩端分別裝有PID調節球閥的一端和電磁閥的一端，電磁閥控制氣動球閥開啟和關閉；PID調節球閥的另一端與氣動球閥連接，氣動球閥另一端連接主罐體。3.根據權利要求1所述的突出氣體壓力衰減的檢測裝置，其特征在于：突出波接收膜片通過絕緣環與導流管連接。4.根據權利要求1所述的突出氣體壓力衰減的檢測裝置，其特征在于：消音裝置與突出波接收膜片相對應的底面裝有聲波緩沖墊。5.根據權利要求1所述的突出氣體壓...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱令起，王福生，朱海軍，郭立穩，甘德清，董憲偉，張九零，張嘉勇，劉聰，楊帆，鄧毅，
申請(專利權)人：華北理工大學，
類型：發明
國別省市：河北;13