一种简便式采空区束管取气装置及方法
【专利摘要】本发明公布了一种简便式采空区束管取气装置及方法，本发明的装置主要包括：瓦斯抽采管路、Φ219干管、7个六分球阀、流量计、连接管、放水管、取样连接管、胶皮管、唧筒、干管与束管的连接管、4根束管、预埋干管、软管，本发明的方法是利用瓦斯抽采管路内的负压从采空区内抽取气体，在抽采管路的负压带动下，采空区内的气体通过束管通道进入Φ219内，然后利用唧筒通过胶皮管连接抽取Φ219中适量的气体，抽出的气体利用取样袋分别进行密封收集，最后应用气相色谱仪分析，得出采空区中各种气体浓度变化规律，以此判断采空区内遗煤自燃“三带”的位置及范围。该装置及方法具有安全、高效、简便、节约能源的特点。
【专利说明】一种简便式采空区束管取气装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种取气装置及方法，尤其涉及矿井采空区内气体采集的装置及方法。
【背景技术】
[0002]采空区预埋束管取气分析是研宄采空区遗煤氧化分布规律，确定工作面采空区遗煤自燃“三带”分布范围的主要手段。
[0003]目前，我国绝大部分矿井采空区预埋束管取气都是利用专用的防爆型抽气泵产生的负压，通过束管来抽取采空区内的气体。这种方法虽然能够直接解决采空区取气问题，但是抽气泵取气系统存在很多缺点:
[0004]1、由于抽气泵属于电气设备，在井下使用电气设备要求非常严格，必须是专用的隔爆型抽气泵才允许使用，而专用的防爆型抽气泵价格比较昂贵。
[0005]2、井下工作面环境条件非常恶劣，距离地面远，而抽气泵又是非常笨重(重达300公斤左右)，因此，从地面运送抽气泵到井下工作面合适的位置非常麻烦。
[0006]3、抽气泵需要专用的380V电源，取气系统距离电源比较远，现场接电十分困难，需要拉上几百米甚至千米的电缆线路，所以若用抽气泵工作时，不仅需要使用昂贵的专用电缆和专用的电源开关接电，而且还消耗一定的电能，另外还涉及到电气安全问题，存在一定的安全隐患。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是解决利用抽气泵取气存在的不足问题，提供一种节能、高效、实用性强、安全性高的简便式采空区束管取气装置及方法。
[0008]本发明所采用的技术方案:本发明的装置主要包括:瓦斯抽采管路、Φ219干管、7个六分球阀、流量计、连接管、放水管、取样连接管、胶皮管、唧筒、干管与束管的连接管、4根束管、预埋干管、软管，所述Φ219干管通过连接管与瓦斯抽采管路连接；所述连接管上布置流量计和六分球阀；所述Φ219干管底部布置放水管；所述放水管处布置六分球阀；所述预埋干管与软管连接，其内部的每根束管一端布置在对应的采空区抽采点处，另一端连接在干管与束管的连接管上；所述干管与束管的连接管上布置六分球阀；所述唧筒通过胶皮管与Φ219干管上的取样连接管连接；所述取样连接管上布置六分球阀。
[0009]本发明在现场具体实施方法如下:
[0010](I)连接管路:关闭所有六分球阀，将布置在预埋干管内的4根束管分别与Φ219干管连接，再将Φ219干管通过连接管与瓦斯抽采管路连接；
[0011](2)确定流量:先打开干管与I号束管连接管上的六分球阀，再缓慢打开连接管上六分球阀，观察流量计的读数，依据流量计的读值，确定连接管上六分球阀的开度，以防止流量过大，引起采空区内气体紊乱，对“三带”研宄造成影响；
[0012](3)排尽余气:为了确保把Φ219干管和采空区预埋束管内残留气体完全排尽，必须根据流量计读值对抽气时间进行估算；
[0013](4)排尽积水:打开Φ219干管底部放水管上的六分球阀，将Φ219干管内的积水完全排尽，再关闭该六分球阀；
[0014](5)采集气体:关闭连接管上的六分球阀，打开取样连接管上的六分球阀，利用矿用专用唧筒抽取Φ219干管内的气体；
[0015](6)采空区其他抽采点气体的采集:关闭干管与I号束管连接管上的六分球阀，打开干管与2号束管连接管上的六分球阀，重复以上(3)、(4)、(5)的步骤，可以抽取2号采空区抽采点的气体，以此类推，也可以很方便的抽取另外3、4号采空区抽采点的气体；
[0016](7)收集与记录:抽出的气体利用取样袋分别进行密封收集，并记录好取样的日期、时间和地点；
[0017](8)气体分析:最后应用气相色谱仪分析，得出采空区中各种气体浓度变化规律；
[0018](9)判断“三带”:根据气体分析的结果，判断采空区内遗煤自燃“三带”的位置及范围。
[0019]本发明的有益效果:该装置及方法通过利用瓦斯抽采管路的负压做为取气的动力来源，比以往的抽气泵系统具有安全、高效、简便、节约能源的特点，为工作面采空区煤自燃“三带”的研宄过程节约了大量的人力、物力和财力。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明在采空区取气结构示意图；
[0021]图2是本发明钻场(A)部位的放大示意图；
[0022]图3是本发明干管与束管连接处的1-1剖面示意图。
[0023]图中:1 一瓦斯抽采管路，2 — Φ219干管，3—流量计，4 一连接管上六分球阀，5—连接管，6—放水管，7—放水管上六分球阀，8—取样连接管，9一取样管上六分球阀，10—胶皮管，11—唧筒，12—唧筒与取样袋连接口，13—干管与I号束管的连接管，14—干管与2号束管的连接管，15—干管与3号束管的连接管，16—干管与4号束管的连接管，17?20—干管与I?4号束管连接管上六分球阀，21?24 — I?4号束管，25—预埋干管，26?33—I?8号米空区的抽米点，34—米空区，35—钻孔，36—进风巷，37—回风巷，38—钻场，39—软管，40—工作面。
具体操作方式:
[0024]下面结合附图与具体实例对本发明进行详细说明。
[0025]实施例1:如图1、图2和图3所示，本发明的装置主要包括:瓦斯抽采管路(1)、Φ219干管(2)、7个六分球阀(4、7、9、17?20)、流量计(3)、连接管(5)、放水管(6)、取样连接管(8)、胶皮管(10)、唧筒(11)、干管与束管的连接管(13?16)、4根束管(21?24)、预埋干管(25)、软管(39)，所述Φ219干管(2)通过连接管(5)与瓦斯抽采管路(I)连接；所述连接管(5)上布置流量计(3)和六分球阀(4);所述Φ219干管(2)底部布置放水管(6);所述放水管(6)处布置六分球阀(7);所述预埋干管(25)与软管(39)连接，其内部的每根束管(21?24) —端布置在对应的采空区抽采点(26?29)处，另一端连接在干管与束管的连接管(13?16)上；所述干管与束管的连接管(13?16)上布置六分球阀(17?20);所述唧筒(11)通过胶皮管(10)与Φ219干管(2)上的取样连接管(8)连接；所述取样连接管(8)上布置六分球阀(9)。
[0026]关闭所有六分球阀(4、7、9、17?20)，将布置在预埋干管(25)和软管(39)内的4根束管(21?24)分别与Φ 219干管⑵连接，再将Φ 219干管⑵通过连接管(5)与瓦斯抽采管路(I)连接。然后打开干管与I号束管连接管上的六分球阀(17)，再缓慢打开连接管上六分球阀(4)，观察流量计的读数，依据流量计的读值，确定连接管上六分球阀(4)的开度，以防止流量过大，引起采空区(34)内气体紊乱，对“三带”研宄造成影响。
[0027]依据流量计(3)的流量读值和采空区预埋束管(21?24)的长度，估算抽气时间。必须保证足够的抽气时间，以确保把Φ219干管(2)和采空区预埋束管(21?24)内残留气体完全排尽，因为装置的目的是为了获取采空区(34)内的气体。在取气过程中，由于采空区(34)内地质条件复杂，Φ219干管⑵内可能会有积水，可以通过打开Φ219干管(2)底部的放水管上六分球阀(7)进行放水。最后关闭连接管上的六分球阀(4)，打开取样连接管上的六分球阀(9)，利用矿用唧筒(11)抽取Φ219干管⑵内的气体。
[0028]关闭干管与束管连接管上的六分球阀(17、19、20)，打开干管与2号束管连接管上的六分球阀(18)，重复以上步骤，可以抽取2号采空区抽采点(27)的气体，以此类推，也可以很方便的抽取另外3、4号采空区抽采点的气体(28、29)。抽出的气体利用取样袋分别进行密封收集，并记录好取样的日期、时间和地点。最后应用气相色谱仪分析，得出采空区
(34)中各种气体浓度变化规律，以此判断采空区(34)内遗煤自燃“三带”的位置及范围。
[0029]实施例2:如图1、图2和图3所示，对采空区(34)煤自燃“三带”研宄时，为了减少试验误差，通常在采空区(34)内上、下侧分别预埋4根束管(21?24)对8个不同采空区抽采点(26?33)进行气体取样。因此，还需对采空区(34)上侧的4个采空区抽采点(30?33)进行气体取样，其气体取样的装置和方法与实例I相同。
【权利要求】
1.一种简便式采空区束管取气装置及方法，本发明的装置主要包括:瓦斯抽采管路(1)、Φ219干管(2)、7个六分球阀(4、7、9、17?20)、流量计(3)、连接管(5)、放水管(6)、取样连接管(8)、胶皮管(10)、唧筒(11)、干管与束管的连接管(13?16)、4根束管(21?24)、预埋干管(25)、软管(39)，所述Φ219干管(2)通过连接管(5)与瓦斯抽采管路(I)连接；所述连接管(5)上布置流量计(3)和六分球阀(4);所述Φ219干管(2)底部布置放水管出)；所述放水管(6)处布置六分球阀(7);所述预埋干管(25)与软管(39)连接，其内部的每根束管(21?24) —端布置在对应的采空区抽采点(26?29)处，另一端连接在干管与束管的连接管(13?16)上；所述干管与束管的连接管(13?16)上布置六分球阀(17?20);所述唧筒(11)通过胶皮管(10)与Φ219干管⑵上的取样连接管⑶连接；所述取样连接管(8)上布置六分球阀(9)。
2.据权利要求1所述的一种简便式采空区束管取气装置及方法，其特征在于:本发明在现场具体实施方法如下: (1)连接管路:关闭所有六分球阀(4、7、9、17?20)，将布置在预埋干管(25)内的4根束管(21?24)分别与Φ 219干管⑵连接，再将Φ 219干管⑵通过连接管(5)与瓦斯抽采管路(I)连接； (2)确定流量:先打开干管与I号束管连接管上的六分球阀(17)，再缓慢打开连接管上六分球阀(4)，观察流量计的读数，依据流量计的读值，确定连接管上六分球阀(4)的开度，以防止流量过大，引起采空区(34)内气体紊乱，对“三带”研宄造成影响； (3)排尽余气:为了确保把Φ219干管(2)和采空区(34)预埋束管(25)内残留气体完全排尽，必须根据流量计(3)读值对抽气时间进行估算； (4)排尽积水:打开Φ219干管(2)底部放水管上的六分球阀(7)，将Φ219干管(2)内的积水完全排尽，再关闭该六分球阀(7); (5)采集气体:关闭连接管上的六分球阀(4)，打开取样连接管上的六分球阀(9)，利用矿用专用唧筒(11)抽取Φ219干管⑵内的气体； (6)采空区其他抽采点(27?29)气体的采集:关闭干管与I号束管连接管上的六分球阀(17)，打开干管与2号束管连接管上的六分球阀(18)，重复以上(3)、(4)、(5)的步骤，可以抽取2号采空区抽采点(27)的气体，以此类推，也可以很方便的抽取另外3、4号采空区抽采点(28、29)的气体； (7)收集与记录:抽出的气体利用取样袋分别进行密封收集，并记录好取样的日期、时间和地点； (8)气体分析:最后应用气相色谱仪分析，得出采空区(34)中各种气体浓度变化规律； (9)判断“三带”:根据气体分析的结果，判断采空区(34)内遗煤自燃“三带”的位置及范围。
【文档编号】E21F7/00GK104453982SQ201410633078
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】唐明云, 戴广龙, 韩柏青, 周亮, 秦汝祥, 贺正茂, 吴彬, 尹晓雷, 高盼军, 郎嘉琪 申请人:安徽理工大学, 国投新集刘庄矿业有限公司