專利名稱：一種便攜式瓦斯突出預(yù)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種煤礦安全檢測儀器，具體涉及一種用于預(yù)測煤礦井下采、掘 工作面瓦斯突出危險(xiǎn)程度的便攜式儀器。
背景技術(shù)：
由于瓦斯是否突出，關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)。因此，需要對(duì)煤層進(jìn)行瓦斯突出的危 險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測判斷。目前，煤與瓦斯突出預(yù)測方法有鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法，鉆孔瓦斯涌出初速 度法(q)，R值法等，以鉆屑瓦斯解吸法為例，Ah2是采用測試時(shí)煤樣在2min內(nèi)，每克煤樣 的解吸瓦斯在變?nèi)萑萜髦兴纬傻膲毫εc大氣壓力的差值作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。而另一個(gè)指標(biāo)Kl 值是采用5min內(nèi)的瓦斯解吸量(每0. 5min測量一次)通過煤的瓦斯解吸平方根方程式計(jì) 算出的第一 min內(nèi)每克煤樣的瓦斯解吸量來判斷，其計(jì)算公式如下Q = Ki^If-Wl式中Q------時(shí)間為T時(shí)的瓦斯解吸總量，cm3/g ；T----時(shí)間，min;Wl-測試前煤樣的損失瓦斯量，cm3/g ；K1—常數(shù)，當(dāng)T = 1時(shí)，為煤樣暴露后第Imin內(nèi)的解吸量，Cm3/g。從Δ、和K1定義來看，它們都與煤層的瓦斯含量有密切的關(guān)聯(lián)，但是我們仔細(xì)研 究了煤的瓦斯解吸特征之后，不難看出上述兩個(gè)指標(biāo)，同時(shí)還要受到煤樣的解吸速度的影 響。同樣瓦斯含量的煤，解吸速度高會(huì)促使上述兩種判斷指標(biāo)增大。因而在使用判斷過程 中會(huì)出現(xiàn)高指標(biāo)煤層不突出低指標(biāo)突出的反?，F(xiàn)象，影響判斷效果。為便于應(yīng)用，需要設(shè)計(jì)一種基于上述方法的在現(xiàn)場預(yù)測瓦斯突出的便攜式儀器。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種便攜式瓦斯突出預(yù)測儀。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種便攜式瓦斯突出預(yù)測儀， 包括外殼和置于外殼內(nèi)的電路裝置，其特征在于電路裝置包括可將煤樣瓦斯解吸的速度 轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的傳感器，信號(hào)放大電路，預(yù)設(shè)有專業(yè)分析軟件的單片機(jī)，輸入裝置，輸出裝 置，顯示裝置，電池組，傳感器連接信號(hào)放大電路，信號(hào)放大電路連接單片機(jī)，單片機(jī)還分別 與電池組、輸入裝置、輸出裝置、顯示裝置連接。采用上述技術(shù)方案，使用時(shí)從煤層鉆孔中取出煤樣，經(jīng)煤樣篩分后放入煤樣罐，傳 感器將煤樣罐的瓦斯解吸速度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送至放大電路進(jìn)行信號(hào)放大，然后送至單片 機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，現(xiàn)場測定K1值和i值；在測出煤樣的壓縮長度后從鍵盤手動(dòng)輸入，再通過 單片機(jī)的程序處理，就可以得到K2值；最后在顯示器上顯示出瓦斯突出危險(xiǎn)程度，得到判斷 結(jié)果。本實(shí)用新型的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單，方便攜帶，對(duì)瓦斯的突出預(yù)測判斷準(zhǔn)確。
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。圖1是本實(shí)用新型的外殼結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的電路原理方框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型一種便攜式瓦斯突出預(yù)測儀，其外殼1(去掉上蓋)一側(cè) 設(shè)置有外接口 101和外接口 102，其作用是可以分別連接煤樣罐和PC機(jī)等外用設(shè)備。所有 的電路裝置都安裝在外殼的殼體內(nèi)并用上蓋(圖中未示出)封閉。圖2給出的是本實(shí)用新型的電路原理方框圖。在本圖中，傳感器2、放大電路3、單 片機(jī)4、顯示器10順次電連接，單片機(jī)4還連接通訊接口電路12，通訊接口電路12連接PC 機(jī)13，單片機(jī)4上還連接蜂鳴器11，單片機(jī)4還連接鍵盤5和時(shí)鐘電路6，單片機(jī)4還連接 電池容量監(jiān)視電路9，電池容量監(jiān)視電路9連接電池組8，電池組8連接穩(wěn)壓電路7。傳感 器2是可以將煤樣解吸瓦斯的速度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的壓力傳感器，傳感器2將所獲得的電信 號(hào)送至放大電路3進(jìn)行信號(hào)放大，進(jìn)而送至單片機(jī)4進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，單片機(jī)4內(nèi)設(shè)有專業(yè)分 析軟件，通過與單片機(jī)4連接的顯示器10顯示最后瓦斯突出預(yù)測結(jié)果。為便于手動(dòng)輸入數(shù) 據(jù)，單片機(jī)上還連接有鍵盤5。電池組8的功能是為電路提供電源。為了顯示時(shí)間，還設(shè)置有與單片機(jī)4連接的時(shí)鐘電路6，開機(jī)后時(shí)鐘常駐顯示屏右 上方，時(shí)鐘為24小時(shí)制。關(guān)機(jī)后時(shí)鐘應(yīng)正常運(yùn)行。為了給電路提供穩(wěn)定的工作電流，設(shè)置有穩(wěn)壓電路7。同時(shí)為便于檢查電池組的電 壓，設(shè)有電池容量監(jiān)視電路9，電池容量監(jiān)視電路9分別連接電池組8和單片機(jī)4，其作用是 起到電池容量監(jiān)視功能，開機(jī)后隨時(shí)檢測電池的容量，并在屏幕左上角顯示電池容量提示 標(biāo)志，當(dāng)電池欠壓時(shí)，電池容量提示標(biāo)志閃爍，同時(shí)每隔1分鐘在屏幕上顯示“電池電量不 足，請(qǐng)及時(shí)充電！ ”的漢字警告提示，顯示時(shí)間長度為Is或更長。為便于提醒、警示使用者，電路中設(shè)有蜂鳴器11，比如本儀器自檢失敗或運(yùn)行中診 斷出部件有故障時(shí)，能進(jìn)行聲報(bào)警，同時(shí)顯示故障內(nèi)容和處理方法。輸入設(shè)置錯(cuò)誤時(shí)，能進(jìn) 行聲報(bào)警，同時(shí)顯示錯(cuò)誤內(nèi)容和處理方法。儀器開機(jī)和關(guān)機(jī)時(shí)，有提示聲響。不同類型的報(bào) 警和提示，其聲響有所區(qū)別，聲響聲級(jí)不小于40dB。與單片機(jī)4連接的通訊接口電路12，其作用是便于與PC機(jī)等外用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理設(shè) 備連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，分析及報(bào)表打印等。下面詳細(xì)敘述具體的工作過程。將1 3mm的煤樣放入定量煤樣瓶中(裝滿)放入具有傳感器2的定容容器中， 并將容器封閉，啟動(dòng)測量程序。煤中的瓦斯是在環(huán)境壓力降低而產(chǎn)生解吸瓦斯現(xiàn)象，煤中解吸出來的瓦斯充滿密 封的煤樣罐，導(dǎo)致罐內(nèi)氣體壓力高于環(huán)境壓力。通過壓力傳感器變換成電信號(hào)，進(jìn)入單片機(jī) 4，用專用的軟件進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果輸出到顯示器或其他的附屬裝置(經(jīng)通訊接口與 PC機(jī)相連、蜂鳴器11)。傳感器2每0. 5min采取壓力數(shù)值一個(gè)，共10個(gè)，采用平方根公式 用最小二乘方求出K1值，同時(shí)還采用乘冪公式，用最小二乘方求出i值。用快速堅(jiān)固性系 數(shù)測定儀測出鉆屑的壓縮量，在儀器的提示下，輸入壓縮量，自動(dòng)計(jì)算出K2值。測得的K1值與法定臨界值比較，得出工作面的法定突出危險(xiǎn)狀態(tài)。測出的&與i值，與經(jīng)驗(yàn)的臨界值 比較，可得工作面參考的突出危險(xiǎn)程度。當(dāng)法定的與經(jīng)驗(yàn)的判斷工作面危險(xiǎn)程度有差異時(shí)， 為安全起見，采用最高級(jí)別。 以上實(shí)施例僅僅說明本實(shí)用新型的具體應(yīng)用，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍 的限定，只要是采用本發(fā)明的技術(shù)方案，或者僅僅是通過本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都能作出 的常規(guī)改動(dòng)或者變形，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求一種便攜式瓦斯突出預(yù)測儀，包括外殼和置于外殼內(nèi)的電路裝置，其特征在于電路裝置包括可將煤樣瓦斯解吸速度轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的傳感器，信號(hào)放大電路，預(yù)設(shè)有專業(yè)分析軟件的單片機(jī)，輸入裝置、輸出裝置、顯示裝置，電池組，傳感器連接信號(hào)放大電路，信號(hào)放大電路連接單片機(jī)，單片機(jī)還分別與電池組、輸入裝置、輸出、顯示裝置連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種便攜式瓦斯突出預(yù)測儀，包括外殼和置于外殼內(nèi)的電路裝置，其特征在于電路裝置包括可將煤樣瓦斯解吸速度轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的傳感器，信號(hào)放大電路，預(yù)設(shè)有專業(yè)分析軟件的單片機(jī)，輸入裝置、輸出裝置、顯示裝置，電池組，傳感器連接信號(hào)放大電路，信號(hào)放大電路連接單片機(jī)，單片機(jī)還分別與電池組、輸入裝置、輸出、顯示裝置連接。
文檔編號(hào)E21B49/00GK201650367SQ20092012791
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者何金籌, 華福民, 吳渝, 吳琪, 徐東, 李小榮, 王渝, 蘇文叔 申請(qǐng)人:重慶俞科礦山設(shè)備有限公司