【技術實現步驟摘要】
本技術屬于煤礦安全生產，具體涉及一種煤樣快速采集及篩分裝置。
技術介紹
1、隨著淺部煤炭資源逐漸枯竭，我國煤礦開采已進入深部開采階段，較高的地應力和復雜的地質條件，使得許多礦井由低瓦斯礦井升級為高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井，瓦斯問題成為制約礦井安全、高效開采的關鍵因素。
2、國家煤礦安全監察局于2019年8月發布的《防治煤與瓦斯突出細則》規定：“突出礦井開采的非突出煤層和高瓦斯礦井的開采煤層，在延深達到或者超過?50m?或者開拓新采區時，必須測定煤層瓦斯含量及其他與突出危險性相關的參數”?“按非突出礦井設計的新建礦井在建井期間，所有平均厚度0.3m以上的煤層在首次揭煤時，應當測定瓦斯含量等參數。”由此可見，煤層瓦斯含量等參數的測定，貫穿整個煤礦生產的主要階段，對于指導煤礦安全生產具有重大意義。因此，煤礦生產單位必須精確測定煤層原始瓦斯含量等參數，保證安全生產。
3、目前，井下針對煤層原始瓦斯含量等指標測定的方法主要為直接法，即通過施工人員向煤層施工鉆孔，然后經過取鉆屑裝入煤樣罐、實驗室測定殘存瓦斯含量等操作完成對煤層原始瓦斯含量的直接測定工作。該方法工藝操作流程簡單，且測試周期短，符合生產實際需要，得到了廣泛的應用。然而，該方法在實際應用過程中依然存在一些缺點，如鉆孔施工時，煤層賦存環境受到破壞，瓦斯大量排出會導致瓦斯超限事故，且操作人員取煤粉需要近距離接觸孔口，煤屑持續向外溢出的瓦斯也會導致操作人員出現窒息隱患；除此之外，孔口煤粉受到鉆機的擾動，四處飛濺，導致操作人員取樣效率低、取樣時間長，且煤顆粒大小
4、針對上述問題，亟需采取措施，確保測定煤層瓦斯參數過程中人員的安全以及減小煤層瓦斯含量測量誤差。
技術實現思路
1、本技術為了解決現有技術存在的不足，提供一種結構簡單、防止煤屑飛濺、安全可靠性強、可將碎小煤屑篩分的煤樣快速采集及篩分裝置。
2、為解決上述技術問題，本技術采用如下技術方案：一種煤樣快速采集及篩分裝置，包括防噴組件和煤屑篩分收集組件，防噴組件底部通過導料管與煤屑篩分收集組件頂部連接，煤屑篩分收集組件底部敞口，煤屑篩分收集組件內部水平設有可拆卸的篩選組件，煤屑篩分收集組件底部設有可晃動彈性支撐組件。
3、防噴組件包括圓筒箱，圓筒箱前端和后端面同中心線分別固定設有前導管和后導管，前導管和后導管的內徑相等且均小于圓筒箱的內徑，圓筒箱頂部設有瓦斯出口，圓筒箱底部設有上大下小的上導料筒，上導料筒下端設有與導料管上端連接的上管接頭。
4、導料管為橡膠軟管，導料管上設有下料閥。
5、煤屑篩分收集組件包括上下通透、前側敞口的方筒，方筒上端固定連接有上小下大呈四棱錐狀的下導料筒，下導料筒上端設有與導料管下端連接的下管接頭，方筒左側和右側的內壁沿前后方向均設有槽型軌道，篩選組件左右兩側均設置在兩根槽型軌道內。
6、篩選組件包括矩形框架，矩形框架后側中部設有倒料口，矩形框架頂部和底部均鋪設有一塊篩網，頂部篩網的網孔孔徑為3mm，底部篩網的網孔孔徑為1mm，矩形框架左側和后側沿前后方向均設有一排滑輪，左側的一排滑輪滾動連接在左側的槽型軌道內，右側的一排滑輪滾動連接在右側的槽型軌道內，矩形框架前側設有把手。
7、可晃動彈性支撐組件包括分別設置在方四角底部的上支板，每塊上支板底面均固定連接有彈簧，每個彈簧下端均固定連接有一塊下支板，相鄰兩塊下支板之間均通過一根橫桿連接，對角的兩塊下支板之間通過一根斜桿連接。
8、采用上述技術方案，當煤礦井下需要測定煤層原始瓦斯含量而鉆取煤屑時，可以使用本裝置輔助完成煤屑的快速收集，首先施工人員將防噴組件的后導管插入到鉆孔的孔口內，同時對圓筒箱前側進行支撐確保圓筒箱的穩定性，接著將導料管上端口與上管接頭連接并用扎絲纏繞固定，將可晃動彈性支撐組件放置到巷道底板上，將導料管下端口與下管接頭連接并用扎絲纏繞固定，先關閉下料閥，然后將鉆機的鉆桿自前向后依次穿過前導管、圓筒箱和后導管伸入到鉆孔內進行施工，啟動鉆機，鉆桿高速旋轉對煤層進行鉆進，煤屑排出到圓筒箱和上導料筒內，部分瓦斯通過瓦斯出口排出（瓦斯出口預先與井下瓦斯抽采管路連接），幾分鐘后關閉鉆機，打開下料閥，同時施工人員晃動方筒，篩網也隨著晃動，煤屑由導料管滑落到頂部篩網上，小于3mm的煤屑通過頂部篩網落到底部篩網上，小于1mm的煤屑通過底部篩網落到底板上，底部篩網上只留存1-3mm的煤屑作為采集的煤樣，篩分完畢后，關閉下料閥，通過把手將篩選組件拉出方筒，通過矩形框架后側的倒料口將采集的煤樣倒入煤樣罐內；接著將篩選組件放入方筒內，打開下料閥，繼續晃動方筒，重復上述篩分和倒料的過程，直至將煤樣罐內存儲足夠的煤樣。在打開下料閥時，為了下料更加順暢，可開啟鉆機，鉆桿空轉，對圓筒箱內的煤屑進行攪動，使煤屑更容易通過上導料筒向下排料。最后，完成瓦斯含量現場取樣工作后，將鉆桿退出，再將各部分拆開保存。
9、綜上所述，本技術具有以下優勢和創新性：
10、1.本技術中，通過安裝防噴組件并讓防噴組件的瓦斯出口與井下瓦斯抽采系統連接，使得打鉆過程中產生的瓦斯不斷被抽采，提高了煤層瓦斯含量測定工作的安全性；同時，防噴組件具備收集煤屑功能，使得噴出的煤屑不會對施工人員產生直接的安全影響。
11、2.本技術中，打鉆產生的煤屑整體處于束縛之中，避免了煤屑四處飛濺，煤屑篩分收集組件中篩選組件和槽型規定的相互耦合，并通過晃動篩選組件，實現了煤屑的快速篩分，實現過程操作簡單，實用性強。
12、3.可晃動彈性支撐組件通過設置彈簧，在晃動方筒和下導料筒時，不用太大的力量即可實現篩網的上下、前后和左右各個方向的往復晃動，從而提高篩分的效果和效率。可晃動彈性支撐組件的底部的下支板通過橫桿和斜桿連接，確保對煤屑篩分收集組件支撐的穩定性。
13、4.導料管采用防靜電、可折疊的橡膠軟管，下料閥控制或關閉煤屑流量。
14、5.矩形框架通過設置雙層的篩網，頂部篩網的篩孔大，底部篩網的篩孔小，這樣可將收集的煤屑控制在一定的粒徑（1-3mm）之間，從而確保取樣符合測試規定。通過設置滑輪在方筒內的槽型軌道內，推拉抽屜式結構，取出煤樣更加方便快捷，進一步提高取樣效率。
15、6.本技術解決了煤層瓦斯含量測定時存在取樣困難、人員操作危險、取樣粒度不符合規定等問題，利用防噴組件、導料管、煤屑篩分收集組件和篩選組件相互配合，不僅實現了鉆孔孔口煤粉快速的收集與篩分，而且防止了瓦斯超限事故和鉆孔瓦斯噴出現象，極大的提高了取樣效率和操作人員的安全性。
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1.一種煤樣快速采集及篩分裝置，其特征在于：包括防噴組件和煤屑篩分收集組件，防噴組件底部通過導料管與煤屑篩分收集組件頂部連接，煤屑篩分收集組件底部敞口，煤屑篩分收集組件內部水平設有可拆卸的篩選組件，煤屑篩分收集組件底部設有可晃動彈性支撐組件。
2.根據權利要求1所述的一種煤樣快速采集及篩分裝置，其特征在于：防噴組件包括圓筒箱，圓筒箱前端和后端面同中心線分別固定設有前導管和后導管，前導管和后導管的內徑相等且均小于圓筒箱的內徑，圓筒箱頂部設有瓦斯出口，圓筒箱底部設有上大下小的上導料筒，上導料筒下端設有與導料管上端連接的上管接頭。
3.根據權利要求1所述的一種煤樣快速采集及篩分裝置，其特征在于：導料管為橡膠軟管，導料管上設有下料閥。
4.根據權利要求1-3任一項所述的一種煤樣快速采集及篩分裝置，其特征在于：煤屑篩分收集組件包括上下通透、前側敞口的方筒，方筒上端固定連接有上小下大呈四棱錐狀的下導料筒，下導料筒上端設有與導料管下端連接的下管接頭，方筒左側和右側的內壁沿前后方向均設有槽型軌道，篩選組件左右兩側均設置在兩根槽型軌道內。
5.根據權
6.根據權利要求5所述的一種煤樣快速采集及篩分裝置，其特征在于：可晃動彈性支撐組件包括分別設置在方四角底部的上支板，每塊上支板底面均固定連接有彈簧，每個彈簧下端均固定連接有一塊下支板，相鄰兩塊下支板之間均通過一根橫桿連接，對角的兩塊下支板之間通過一根斜桿連接。
...【技術特征摘要】
1.一種煤樣快速采集及篩分裝置，其特征在于：包括防噴組件和煤屑篩分收集組件，防噴組件底部通過導料管與煤屑篩分收集組件頂部連接，煤屑篩分收集組件底部敞口，煤屑篩分收集組件內部水平設有可拆卸的篩選組件，煤屑篩分收集組件底部設有可晃動彈性支撐組件。
2.根據權利要求1所述的一種煤樣快速采集及篩分裝置，其特征在于：防噴組件包括圓筒箱，圓筒箱前端和后端面同中心線分別固定設有前導管和后導管，前導管和后導管的內徑相等且均小于圓筒箱的內徑，圓筒箱頂部設有瓦斯出口，圓筒箱底部設有上大下小的上導料筒，上導料筒下端設有與導料管上端連接的上管接頭。
3.根據權利要求1所述的一種煤樣快速采集及篩分裝置，其特征在于：導料管為橡膠軟管，導料管上設有下料閥。
4.根據權利要求1-3任一項所述的一種煤樣快速采集及篩分裝置，其特征在于：煤屑篩分收集組件包括上下通透、前側敞口的方筒，方筒上端固定連接...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳建勛，袁軍偉，陳敏，聶金龍，葛騰飛，吳冉，都永坤，郭艷美，
申請(專利權)人：河南理工大學，
類型：新型
國別省市：
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