【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝置及方法，屬于煤礦瓦斯抽采。
技術(shù)介紹
1、煤炭開采中伴生的瓦斯問題，尤其是煤與瓦斯突出與瓦斯爆炸事故，構(gòu)成了煤礦安全生產(chǎn)的重大隱患。煤礦瓦斯抽采技術(shù)作為解決煤礦瓦斯問題的根本治理措施之一，已在國內(nèi)外眾多煤礦得到廣泛應(yīng)用。在這一過程中，對瓦斯抽采鉆孔進(jìn)行封孔是高效實施瓦斯抽采的基礎(chǔ)和保障，瓦斯抽采鉆孔的封孔質(zhì)量是保障瓦斯抽采效果的關(guān)鍵因素。在瓦斯抽采過程中，由于地應(yīng)力以及周圍煤層采掘應(yīng)力的擾動，瓦斯抽采鉆孔周圍煤體會受到損傷和變形，出現(xiàn)裂隙或裂縫，造成瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量變差，從而影響瓦斯抽采效果。因此，對瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量進(jìn)行定期檢測可及時發(fā)現(xiàn)瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量的變化情況，并采取應(yīng)對措施，保障瓦斯高效抽采。
2、目前，檢測瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量的方法，多依賴于檢測鉆孔內(nèi)部壓力或氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)并根據(jù)人工經(jīng)驗評判，這種方式存在考量指標(biāo)單一、缺乏系統(tǒng)性與智能化的局限。人工判別的主觀性及判別的科學(xué)性不足，導(dǎo)致不同工人判別標(biāo)準(zhǔn)不一致，進(jìn)而制約了檢測方法在實際應(yīng)用中的普及與推廣。此外，現(xiàn)有檢測裝置一般體型較大，操作復(fù)雜，不能實現(xiàn)瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量的快速檢測以及隨時隨地精準(zhǔn)檢測。
3、因此，如何提供一種新的裝置及方法，無需人工經(jīng)驗?zāi)芸焖倬珳?zhǔn)的判斷封孔質(zhì)量，保證判斷的一致性，且體積較小、操作方便，是本申請所需研究的方向。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本專利技術(shù)提供一種瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝置，包括氣體抽采裝置和檢測裝置；
3、所述氣體抽采裝置包括瓦斯抽采管和氣體抽采管，瓦斯抽采管一端伸入鉆孔內(nèi)，用于抽采鉆孔內(nèi)部瓦斯；氣體抽采管一端從瓦斯抽采管內(nèi)穿過伸入至鉆孔內(nèi)部、另一端處于鉆孔外部，用于采集鉆孔內(nèi)部瓦斯抽采管末端的氣體；處于鉆孔外部的瓦斯抽采管另一端通過三通與主抽采管路連接，所述氣體抽采管一端裝有過濾網(wǎng)，用于防止煤屑進(jìn)入氣體抽采管堵塞管路，氣體抽采管另一端從三通伸出且設(shè)有閥門開關(guān)，用于對氣體抽采管的通斷進(jìn)行控制；
4、所述檢測裝置包括殼體、微型抽采泵、氣體檢測模塊、封孔質(zhì)量判定模塊和氣管，殼體兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)氣口和排氣口，氣管裝在殼體內(nèi)且其兩端分別與進(jìn)氣口和排氣口連接，氣管的材質(zhì)為pvc阻燃管；氣體抽采管從外部通過進(jìn)氣口與氣管連接，用于向氣管內(nèi)輸送采集的氣體；微型抽采泵裝在氣管上，用于對氣管內(nèi)部提供抽采負(fù)壓；氣管上設(shè)有密閉腔體，氣體檢測模塊裝在密閉腔體內(nèi)，用于檢測流經(jīng)氣管的氣體數(shù)據(jù)；顯示裝置裝在殼體表面，用于將接收的內(nèi)容進(jìn)行顯示；封孔質(zhì)量判定模塊與顯示裝置和氣體檢測模塊連接，用于獲取氣體檢測模塊的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后判斷鉆孔的封孔質(zhì)量，并通過顯示裝置進(jìn)行顯示。
5、進(jìn)一步，還包括控制開關(guān)，控制開關(guān)裝在殼體表面；控制開關(guān)包括開關(guān)按鈕一、開關(guān)按鈕二、開關(guān)按鈕三和開關(guān)按鈕四，開關(guān)按鈕一用于對檢測裝置整體供電進(jìn)行控制，開關(guān)按鈕二用于對微型抽采泵供電的通斷進(jìn)行控制，開關(guān)按鈕三用于對氣體檢測模塊供電的通斷進(jìn)行控制，開關(guān)按鈕四用于對封孔質(zhì)量判定模塊供電的通斷進(jìn)行控制。
6、進(jìn)一步，所述氣體抽采管由多根長度1m、直徑20mm的空心管通過密封螺紋同軸連接而成，氣體抽采管的長度根據(jù)鉆孔深度調(diào)整；所述空心管采用鋁塑材質(zhì)制成。
7、進(jìn)一步，所述氣體檢測模塊包括氧氣濃度傳感器、瓦斯?jié)舛葌鞲衅?、?fù)壓傳感器和流量傳感器，分別用于檢測氣管內(nèi)氣體的氧氣濃度、瓦斯?jié)舛?、?fù)壓和流量；所述氣管材質(zhì)為pvc阻燃管；所述氧氣濃度傳感器的測量范圍為0～25％，瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳒y量范圍為0～100％，負(fù)壓傳感器測量范圍為0～200kpa，流量傳感器的流速測量范圍為0～30m/s(雙向流速)。
8、進(jìn)一步，所述氣體抽采管另一端通過快插接頭與進(jìn)氣口連接，便于連接及拆卸。
9、進(jìn)一步，所述微型抽采泵產(chǎn)生的真空度遠(yuǎn)大于瓦斯抽采管中的負(fù)壓值。
10、上述瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝置的工作方法，具體步驟為：
11、a、組裝快速檢測裝置：首先在瓦斯抽采鉆孔封孔時，根據(jù)每個瓦斯抽采鉆孔內(nèi)所用瓦斯抽采管的總長度s1確定所需要預(yù)先內(nèi)置氣體抽采管的長度s2，將氣體抽采管放置于所對應(yīng)的瓦斯抽采管中，并將各個部分組裝完成；
12、b、瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量初次檢測：在瓦斯抽采鉆孔封孔完畢后，通過瓦斯抽采管對鉆孔中瓦斯進(jìn)行預(yù)抽采，在預(yù)抽采時，將檢測裝置進(jìn)氣口與氣體抽采管另一端連接，接著打開閥門開關(guān)并啟動檢測裝置，使鉆孔內(nèi)的氣體經(jīng)過氣體抽采管進(jìn)入氣管內(nèi)，并通過氣體檢測模塊對氣管內(nèi)的氣體數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，并將數(shù)據(jù)反饋給封孔質(zhì)量判定模塊，封孔質(zhì)量判定模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，對瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量進(jìn)行初期判定，若檢測封孔質(zhì)量合格，證明該鉆孔可繼續(xù)進(jìn)行瓦斯抽采工作，則關(guān)閉檢測裝置和閥門開關(guān)，并將檢測裝置與氣體抽采管斷開；若檢測封孔質(zhì)量不合格，則通過人工進(jìn)一步判斷造成該情況的原因，若是鉆孔失效，則對鉆孔進(jìn)行全部封堵，不再進(jìn)行瓦斯抽采；若是封孔材料缺少原因，則繼續(xù)對鉆孔進(jìn)行封堵，封堵之后并繼續(xù)檢測，重復(fù)檢測-封堵步驟，直至檢測合格，檢測合格后該鉆孔繼續(xù)進(jìn)行瓦斯抽采工作，關(guān)閉檢測裝置和閥門開關(guān)，并將檢測裝置與氣體抽采管斷開；
13、c、當(dāng)一個鉆孔完成初次檢測后，重復(fù)步驟b對下一個鉆孔進(jìn)行檢測，直至對所有瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量的初次檢測；
14、d、抽采過程中瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量檢測：在瓦斯抽采過程中需要對瓦斯封孔質(zhì)量進(jìn)行定期檢測時，將檢測裝置進(jìn)氣口與氣體抽采管另一端連接，并重復(fù)步驟b的過程對鉆孔封孔質(zhì)量進(jìn)行判定，檢測結(jié)束后，關(guān)閉檢測裝置和閥門開關(guān)，并將檢測裝置與氣體抽采管斷開；
15、e、當(dāng)一個鉆孔完成檢測后，重復(fù)步驟d對下一個鉆孔進(jìn)行檢測，直至對所有瓦斯抽采鉆孔抽采過程中的封孔質(zhì)量進(jìn)行檢測。
16、進(jìn)一步，所述步驟b中對鉆孔封孔質(zhì)量進(jìn)行判定的具體步驟為：
17、封孔質(zhì)量判定模塊接收到氣體檢測模塊反饋的檢測數(shù)據(jù)，其包括氣體的氧氣濃度、瓦斯?jié)舛?、氣壓和流量?/p>
18、在封孔質(zhì)量判定模塊內(nèi)預(yù)設(shè)氧氣濃度閾值設(shè)置為qo，瓦斯?jié)舛乳撝翟O(shè)置為qw，當(dāng)檢測到的氧氣濃度高于qo或檢測到的瓦斯?jié)舛鹊陀趒w時，直接判定瓦斯封孔質(zhì)量不合格；設(shè)氣體檢測模塊檢測到的氧氣濃度為q1和甲烷濃度為q2，若q1＝0，q2＝100％，則瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量效果非常好；若0<q1<qo，qw<q2<100％，則持續(xù)監(jiān)測并進(jìn)行如下判斷：
19、若氧氣濃度持續(xù)升高、瓦斯?jié)舛瘸掷m(xù)降低、抽采負(fù)壓持續(xù)降低，則鉆孔封孔質(zhì)量效果變差，根據(jù)氣體變化濃度和抽采負(fù)壓降低的幅度，判斷鉆孔封孔質(zhì)量變差的程度進(jìn)而劃分成合格或不合格；若氧氣濃度持續(xù)升高、瓦斯?jié)舛瘸掷m(xù)降低，流量本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝置，其特征在于，包括氣體抽采裝置和檢測裝置；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝置，其特征在于，還包括控制開關(guān)，控制開關(guān)裝在殼體表面；控制開關(guān)包括開關(guān)按鈕一、開關(guān)按鈕二、開關(guān)按鈕三和開關(guān)按鈕四，開關(guān)按鈕一用于對檢測裝置整體供電進(jìn)行控制，開關(guān)按鈕二用于對微型抽采泵供電的通斷進(jìn)行控制，開關(guān)按鈕三用于對氣體檢測模塊供電的通斷進(jìn)行控制，開關(guān)按鈕四用于對封孔質(zhì)量判定模塊供電的通斷進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝置，其特征在于，所述氣體抽采管由多根長度1m、直徑20mm的空心管通過密封螺紋同軸連接而成，氣體抽采管的長度根據(jù)鉆孔深度調(diào)整；所述空心管采用鋁塑材質(zhì)制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝置，其特征在于，所述氣體檢測模塊包括氧氣濃度傳感器、瓦斯?jié)舛葌鞲衅?、?fù)壓傳感器和流量傳感器，分別用于檢測氣管內(nèi)氣體的氧氣濃度、瓦斯?jié)舛?、?fù)壓和流量；所述氣管材質(zhì)為PVC阻燃管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝置，其特征在于，所述微型抽采泵產(chǎn)生的真空度遠(yuǎn)大于瓦斯抽采管中的負(fù)壓值。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝置的工作方法，其特征在于，具體步驟為：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工作方法，其特征在于，所述步驟B中對鉆孔封孔質(zhì)量進(jìn)行判定的具體步驟為：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工作方法，其特征在于，所述封孔質(zhì)量判定模塊內(nèi)設(shè)定的閾值包括氧氣濃度閾值和瓦斯?jié)舛乳撝担ㄟ^對大量鉆孔封孔質(zhì)量情況及其對應(yīng)氧氣濃度、和瓦斯?jié)舛鹊纳钊敕治龊涂偨Y(jié)而設(shè)定，不同氧氣濃度、瓦斯?jié)舛取⒇?fù)壓變化和流量變化情況對應(yīng)不同的封孔質(zhì)量情況，且參數(shù)閾值隨著每次采集和檢測的鉆孔數(shù)增加而動態(tài)變化。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝置，其特征在于，包括氣體抽采裝置和檢測裝置；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝置，其特征在于，還包括控制開關(guān)，控制開關(guān)裝在殼體表面；控制開關(guān)包括開關(guān)按鈕一、開關(guān)按鈕二、開關(guān)按鈕三和開關(guān)按鈕四，開關(guān)按鈕一用于對檢測裝置整體供電進(jìn)行控制，開關(guān)按鈕二用于對微型抽采泵供電的通斷進(jìn)行控制，開關(guān)按鈕三用于對氣體檢測模塊供電的通斷進(jìn)行控制，開關(guān)按鈕四用于對封孔質(zhì)量判定模塊供電的通斷進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝置，其特征在于，所述氣體抽采管由多根長度1m、直徑20mm的空心管通過密封螺紋同軸連接而成，氣體抽采管的長度根據(jù)鉆孔深度調(diào)整；所述空心管采用鋁塑材質(zhì)制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量智能快速檢測裝置，其特征在于，所述氣體檢測模塊包括氧氣濃度傳感器、瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌⒇?fù)壓傳感器和流量傳感器，分別用于檢測氣管內(nèi)氣體的氧氣濃度、瓦斯?jié)舛?..
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄭仰峰，來永帥，翟成，徐吉釗，陳愛坤，黃婷，余子健，溫健，
申請(專利權(quán))人：中國礦業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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