部的出水管18流出外壳11,完成煤粉与水混合物的固液分离。
[0034]在本煤矿动力灾害的湿式钻肩法测试系统中,旋转内壳10与风动装置17的输出轴之间采用可拆卸的设计。在完成混合物的固液分离之后,可将旋转内壳10拆下,通过固液分离前后称重的方式测得残留在旋转内壳10中的煤粉的重量,为鉴别煤层动力灾害的危险程度提供判断依据。
[0035]如图3所示,煤矿动力灾害的湿式钻肩法测试方法,包括如下步骤:
步骤1001,选定监测区域;
根据监测要求,在煤层上选定监测区域。
[0036]步骤1002,进行湿式钻孔;
利用钻孔装置在选定的监测区域内进行湿式钻孔。
[0037]在将通水钻头5、通水钻杆3连接完成之后,通过连接件2将通水钻杆3与钻机I的输出轴连接,启动钻机I,通过通水钻头5在监测区域内进行湿式钻孔。
[0038]步骤1003,收集水煤混合物;
在进行湿式钻孔的过程中,通过收集装置将钻孔装置钻出的煤粉与水的混合物进行收集。
[0039]步骤1004,水煤混合物的固液分离;
取下固液分离装置外壳11上端的密封盖6,将收集到的煤粉与水的混合物倒入外壳11内的旋转内壳1内,并进入滤布兜13中。然后盖上密封盖6,并通过向风动装置17的进风管14中通入高压气体驱动其转动,进而带动旋转内壳10以及其内的滤布兜13进行转动。在滤布兜13转动的过程中,混合物中的水会被逐渐甩出,并通过开设在旋转内壳10进入集水壳体12中,最后经集水壳体12底部的出水管18流出外壳11。
[0040]步骤1005,称重、记录煤粉重量;
固液分离完成之后,将固液分离装置中的旋转内壳10拆下,通过对旋转内壳10进行固液分离前、后称重的方式得到残留在旋转内壳1中残留煤粉的重量并进行记录。
[0041 ]步骤1006,数据分析;
通过对整个监测区域内钻孔得到的煤粉的重量进行分析,对监测区域所在的煤层动力灾害的危险程度进行鉴别。
[0042]实施例2:
本实施例与实施例1不同之处在于:在旋转分离组件中省去旋转内壳10,由旋转支架代替。如图4?5所示,旋转支架包括底板20以及竖直固定在底板20上表面的多个弧形立板19,弧形立板19均匀固定在底板20上表面周圈。风动装置17转动轴的顶部与底板20的底部可拆卸的连接在一起,通过风动装置17在转动时可以带动旋转支架进行转动。
[0043]上端开口的滤布兜13放置在底板20上,其兜体的周边与弧形立板19固定连接,在滤布兜13的上部开口处向上依次设置有二次过滤网8和一次过滤网7,二次过滤网8和一次过滤网7同样通过周圈的弧形立板19实现固定。
[0044]本实施例中,固液分离装置的具体工作过程为:打开外壳11上端的密封盖6,然后将收集装置收集到的煤粉与水的混合物倒入外壳11内。煤粉与水的混合物依次经过一次过滤网7和二次过滤网8的两层过滤后,流入滤布兜13内部的煤粉过滤腔9内。
[0045]然后盖上密封盖6,并通过进风管14向风动装置17中通入高压气体,风动装置17中通入高压气体之后开始高速转动,并通过其上端的转动轴带动旋转支架高速转动,旋转支架转动的同时会带动其内的滤布兜13进行转动。在滤布兜13转动的过程中,之前倒入煤粉过滤腔9中的混合物中的水会被逐渐甩出,并通过弧形立板19之间的间隙进入集水壳体12中,并在其自身重力的作用下落入集水壳体12底部后经集水壳体12底部的出水管18流出外壳11,完成煤粉与水混合物的固液分离。
[0046]实施例3:
在本实施例中,与实施例1的区别在于:旋转内壳10与风动装置17的转动轴采用不可拆卸的设计,风动装置17的转动轴向上穿过集水壳体12后与旋转内壳10的底部连接带动其转动。如图6所示,在旋转内壳10设置有网罩21,网罩21上方开口,网罩21与旋转内壳10之间通过可拆卸的固定件22连接固定,风动装置17在带动旋转内壳10转动时同时带动网罩21转动,固定件22可通过多种可拆卸的方式实现,如插接式。
[0047]在网罩21内部放置有滤布兜13,滤布兜13上端开口,其兜体与网罩21的内壁相贴合,滤布兜13上部开口边沿与网罩21的内壁连接固定。在滤布兜13的上部开口处向上依次设置有二次过滤网8和一次过滤网7,二次过滤网8和一次过滤网7周圈与网罩21的内壁固定连接。
[0048]本实施例中的固液分离装置在进行固液分离的过程中,旋转内壳10在风动装置17的带动下转动时,会同时带动网罩21以及网罩21内的滤布兜13进行转动,滤布兜13在转动时会产生一定程度的变形并紧贴网罩21的内壁,在滤布兜13转动的过程中,之前倒入煤粉过滤腔9中的混合物中的水会被逐渐甩出,并依次通过网罩21表面的网孔以及开设在旋转内壳10外壁周圈的排水孔甩出旋转内壳10进入集水壳体12中,并在其自身重力的作用下落入集水壳体12底部后经集水壳体12底部的出水管18流出外壳11,完成煤粉与水混合物的固液分离。
[0049]实施例4:
实施例4与实施例1的区别在于:在本实施例中风动装置17利用电动机实现,电动机的转轴竖直向上穿过集水壳体12后与旋转分离组件连接。
[0050]本煤矿动力灾害的湿式钻肩法测试系统在具体实施时,可以使以上各实施例的任意排列组合。本煤矿动力灾害的湿式钻肩法测试系统及测试方法同样适用于自然含水率较低的煤层动力灾害危险程度进行鉴别。
[0051]以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种煤矿动力灾害的湿式钻肩法测试系统,其特征在于:包括用于对煤层进行湿式钻孔的钻孔装置,以及对钻孔装置钻孔得到的水、煤混合物进行固液分离的固液分离装置,所述的固液分离装置包括动力单元以及由动力单元带动转动的旋转分离机构。2.根据权利要求1所述的煤矿动力灾害的湿式钻肩法测试系统,其特征在于:所述的固液分离装置还包括上端敞口的外壳(11),所述的动力单元固定在外壳(11)底部,动力单元的转动轴竖直向上与所述的旋转分离机构连接。3.根据权利要求2所述的煤矿动力灾害的湿式钻肩法测试系统,其特征在于:在所述的外壳(11)内设置有集水壳体(12),集水壳体(12)通过支架(15)架设在外壳(11)内,所述的旋转分离机构置于集水壳体(12)内,所述的动力单元的转动轴向上穿过集水壳体(12)的底面与旋转分离机构连接。4.根据权利要求3所述的煤矿动力灾害的湿式钻肩法测试系统,其特征在于:所述的集水壳体(12)上端敞口,在敞口处设置有密封盖(6),在集水壳体(12)的底部设置有出水管(18),出水管(18)穿过外壳(11)的侧壁引出。5.根据权利要求1?3任一项所述的煤矿动力灾害的湿式钻肩法测试系统,其特征在于:所述的旋转分离机构包括上端开口并由动力单元带动转动的旋转内壳(10),在旋转内壳(10)内连接固定有滤布兜(13),滤布兜(13)上端开口,在其上端开口处设置有过滤单元。6.根据权利要求5所述的煤矿动力灾害的湿式钻肩法测试系统,其特征在于:所述的过滤单元包括设置在滤布兜(13)上端开口处的二次过滤网(8)以及设置在二次过滤网(8)上部的一次过滤网(7),二次过滤网(8)和一次过滤网(7)均连接在旋转内壳(10)的内壁上。7.根据权利要求1或2所述的煤矿动力灾害的湿式钻肩法测试系统,其特征在于:所述的动力单元为风动装置(17),风动装置(17)的进风管(14)穿过外壳(11)引出。8.根据权利要求1所述的煤矿动力灾害的湿式钻肩法测试系统,其特征在于:所述的钻孔装置包括钻机(1),通过连接件(2)连接在钻机(I)输出轴的通水钻杆(3)以及连接在通水钻杆(3)端部的通水钻头(5)。9.一种利用权利要求1?8任一项所述的煤矿动力灾害的湿式钻肩法测试系统实现的测试方法,其特征在于:包括如下步骤: 步骤a,在煤层上选定监测区域; 步骤b,利用钻孔装置在选定的监测区域内进行湿式钻孔; 步骤c,将钻孔装置钻出的煤粉与水的混合物进行收集; 步骤d,利用固液分离装置对煤粉与水的混合物进行固液分离; 步骤e,称重并记录固液分离装置中残留的煤粉重量; 步骤f,通过对监测区域内钻孔得到的煤粉的重量进行分析,对监测区域所在的煤层动力灾害的危险程度进行鉴别。
【专利摘要】一种煤矿动力灾害的湿式钻屑法测试系统及测试方法,属于煤矿动力灾害监测设备领域。其特征在于:包括用于对煤层进行湿式钻孔的钻孔装置,以及对钻孔装置钻孔得到的水、煤混合物进行固液分离的固液分离装置,所述的固液分离装置包括动力单元以及由动力单元带动转动的旋转分离机构。包括如下步骤:步骤a,选定监测区域;步骤b,进行湿式钻孔;步骤c,对煤粉与水的混合物进行收集;步骤d,进行固液分离;步骤e,称重并记录煤粉重量;步骤f,数据分析。在本煤矿动力灾害的湿式钻屑法测试系统中,即使煤层的自然含水率较高,也可以使用钻屑法对煤层的动力灾害危险程度进行鉴别,从而消除了安全隐患,有利于煤矿的安全生产。
【IPC分类】E21B21/06, E21B49/00
【公开号】CN105545296
【申请号】CN201511009048
【发明人】曹安业, 刘志刚, 窦林名, 王常彬, 魏兵, 程贺贺
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月29日