一種煤礦井下風(fēng)量分析儀及分析方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，它包括空氣采樣器經(jīng)氣路順序管連接防爆外殼內(nèi)檢測裝置的氣體池、真空泵至氣體排空端，防爆外殼內(nèi)中央處理器分別電連接檢測裝置的光源、檢測裝置的檢測器、檢測裝置的真空泵、電源轉(zhuǎn)換模塊、顯示及報警模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊，特征在于：空氣采樣器由順序管連接的采樣頭、穩(wěn)流器、除塵除濕裝置、螺旋氣路構(gòu)成。同時公開了其分析方法。實現(xiàn)了風(fēng)量的精確測定和漏風(fēng)狀態(tài)分析，具有檢測精度高、存儲數(shù)據(jù)量大、自動采樣、連續(xù)檢測、操作簡便、自動報表等優(yōu)點，此外，一種煤礦井下風(fēng)量分析儀能在煤礦井下使用、不受井下大型機電設(shè)備干擾、現(xiàn)場測試就地分析。
【專利說明】一種煤礦井下風(fēng)量分析儀及分析方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及煤礦井下風(fēng)量分析裝置及技術(shù)，特別是涉及一種煤礦井下風(fēng)量、漏風(fēng)量分析裝置及分析方法。
【背景技術(shù)】
[0003]礦井通風(fēng)是保障礦井安全的主要技術(shù)手段之一。礦井通風(fēng)是指借助于機械或自然風(fēng)壓源源不斷地將新鮮空氣輸送到井下各用風(fēng)地點，稀釋和排除井下各種有毒有害氣體和礦塵，保證作業(yè)場所的良好空氣條件，供給工作人員呼吸的措施。但隨著生產(chǎn)工作面的回采，采場周邊煤巖體不斷發(fā)生形變，導(dǎo)致本工作面/巷道通過裂隙與周邊采空區(qū)或上層采空區(qū)相互連通，改變風(fēng)流流場分布、降低通風(fēng)效率和空氣質(zhì)量、甚至引起浮煤氧化自燃。為保證通風(fēng)系統(tǒng)的合理、穩(wěn)定、可靠，需要定期對礦井風(fēng)量進行全面測定，掌握礦井風(fēng)量、風(fēng)速以及漏風(fēng)情況，及時調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)風(fēng)量，以滿足各用風(fēng)地點的風(fēng)量要求。
[0004]煤礦井下測風(fēng)通常是測風(fēng)員使用風(fēng)表人工讀數(shù)測得風(fēng)速，利用米尺測得巷道寬度和高度，計算面積，最后根據(jù)經(jīng)驗公式求得風(fēng)量。此種方法由于人體在巷道中占據(jù)面積、測量和讀取數(shù)據(jù)存在人為誤差等因素，測得結(jié)果與實際風(fēng)量誤差較大。目前還沒有適用于煤礦井下準(zhǔn)確測量風(fēng)量的儀器。
[0005]礦井的漏風(fēng)使工作面和用風(fēng)地點的風(fēng)量變化、氣候和衛(wèi)生條件惡化、增加額外的電能消耗。同時，漏風(fēng)使 工作面采空區(qū)浮煤加速氧化，是造成礦井內(nèi)因火災(zāi)的最為主要的原因。目前，國內(nèi)礦井普遍采用示蹤技術(shù)探測漏風(fēng)通道和漏風(fēng)量。一般選擇六氟化硫(SF6)作為示蹤氣體，利用風(fēng)流或漏風(fēng)作載氣，在能位較高的漏風(fēng)源人工控制流量計釋放，在其可能出現(xiàn)的漏風(fēng)出口采集氣樣、分析氣體，確定示蹤氣體的流動軌跡，判斷漏風(fēng)通道，并根據(jù)示蹤氣體濃度變化計算漏風(fēng)量。但在實際應(yīng)用過程中，煤礦領(lǐng)域沒有專用漏風(fēng)測試儀器，只能采用人工井下采集氣樣，送至實驗室分析完成漏風(fēng)通道查找和漏風(fēng)量計算。由于采樣取氣時間點不確定，只能人工估算取樣時間，易造成漏取或誤取氣樣，漏查漏風(fēng)通道，同時影響漏風(fēng)量測試結(jié)果；采樣氣袋中SF6氣體會受到吸附、泄露和氣體混入等影響，造成分析數(shù)據(jù)的失真，對SF6氣體進行定量分析，采用的配有電子捕獲器的色譜儀需要定期標(biāo)校、分析結(jié)果易受操作人員影響等，分析結(jié)果不能真實反應(yīng)出井下漏風(fēng)狀態(tài)。其具體的分析方法參見中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T845-1999《煤礦巷道用SF6示蹤氣體檢測漏風(fēng)技術(shù)規(guī)范》，確定SF6示蹤氣體連續(xù)定量釋放量q值m3/min ;示蹤氣體釋放點和取樣點與漏風(fēng)點,或釋放點與取樣點的間距L值m，
具體確定q值: q=KCQ
式中q-SF6示蹤氣體連續(xù)定量釋放量,m3/min;
K——系數(shù)，取值4飛；C——預(yù)定風(fēng)流中的SF6示蹤氣體最小濃度，取值10_8 ；
Q—通過被測巷道的風(fēng)量，m3/min。
[0006]Q=V.S
式中 V-風(fēng)速,m3/min ；
S—巷道斷面積，m2。
[0007]計算L值:
L ≥ 32S/U
式中L-示蹤氣體釋放點和取樣點與漏風(fēng)點,或釋放點與取樣點的間距，m ；
S—巷道斷面積，m2 ；
U——井巷周界長度，m。
[0008]局部正壓漏風(fēng)或局部負壓漏風(fēng)時，計算Λ Q值:
【權(quán)利要求】
1.一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，它包括空氣采樣器經(jīng)氣路順序管連接防爆外殼內(nèi)檢測裝置的氣體池、真空泵至氣體排空端，防爆外殼內(nèi)中央處理器分別電連接檢測裝置的光源、檢測裝置的檢測器、檢測裝置的真空泵、電源轉(zhuǎn)換模塊、顯示及報警模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊，特征在于:空氣采樣器由順序管連接的采樣頭、穩(wěn)流器、除塵除濕裝置、螺旋氣路構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，特征在于:中央處理器還分別電連接激光斷面測量儀、風(fēng)速傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，特征在于:數(shù)據(jù)通訊模塊包括有線傳輸模塊有線連接另一臺一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，無線傳輸模塊無線連接另一臺一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，顯示及報警模塊包括觸控顯示器、聲光報警器，防爆外殼上設(shè)置電源指示燈、開關(guān)、有線傳輸模塊接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，特征在于:電源轉(zhuǎn)換模塊主要包括可充電鋰電池，分別為光源、真空泵、顯示報警模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、風(fēng)速傳感器、激光斷面測量儀供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，特征在于:數(shù)據(jù)通訊模塊包括有線傳輸模塊有線連接另一臺一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，無線傳輸模塊無線連接另一臺一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，顯示及報警模塊包括觸控顯示器、聲光報警器，防爆外殼上設(shè)置電源指示燈、開關(guān)、有線傳輸模塊接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或5所述的一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，特征在于:電源轉(zhuǎn)換模塊主要包括可充電鋰電池，分別為光源、真空泵、顯示報警模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、風(fēng)速傳感器、激光斷面測量儀供電。
7.一種煤礦井下風(fēng)量分析儀的分析方法，包括根據(jù)中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T845-1999《煤礦巷道用SF6示蹤氣體檢測漏風(fēng)技術(shù)規(guī)范》，確定SF6示蹤氣體連續(xù)定量釋放量q值m3/min ;示蹤氣體釋放點和取樣點與漏風(fēng)點，或釋放點與取樣點的間距L值m,特征在于:首先試運行一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，確定空氣采樣器沒有堵塞，真空泵運行正常，電量充足后，選定一種煤礦井下風(fēng)量分析儀置放點后運行，激光斷面測量儀、風(fēng)速傳感器工作，獲取風(fēng)速V值、巷道斷面積S值、井巷周界長度U值，觸控顯示器顯示q值、L值，觸控顯示器輸入檢測SF6示蹤氣體濃度采樣間隔時間Λ t、采樣次數(shù)η。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種煤礦井下風(fēng)量分析儀的分析方法，特征在于:局部正壓漏風(fēng)檢測時，根據(jù)q值、L值確定SF6示蹤氣體連續(xù)定量釋放位置Rl和選定釋放量值，SF6示蹤氣體釋放裝置按選定釋放量值釋放同時，一種煤礦井下風(fēng)量分析儀開始檢測，記錄風(fēng)量Q的與采樣次數(shù)η或時間t關(guān)系曲線，當(dāng)檢測到SF6示蹤氣體濃度CDlO,時，報警并從I點開始記錄Cl]值形成采樣次數(shù)η與SF6示蹤氣體濃度Cl的CL關(guān)系曲線后關(guān)機，將SF6示蹤氣體連續(xù)定量釋放位置移動到R2位置，按選定釋放量值釋放同時，一種煤礦井下風(fēng)量分析儀開始檢測，當(dāng)檢測到SF6示蹤氣體濃度02>10,時，報警并從I點開始記錄C2]值形成采樣次數(shù)η與SF6示蹤氣體濃度C2的C2]關(guān)系曲線后停止檢測，根據(jù)以下原則自動計算C2和Cl值:
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種煤礦井下風(fēng)量分析儀的分析方法，特征在于:局部負壓漏風(fēng)檢測時，根據(jù)q值、L值確定SF6示蹤氣體連續(xù)定量釋放位置R和選定釋放量值，SF6示蹤氣體釋放裝置按選定釋放量值釋放同時，S1、S2點兩臺一種煤礦井下風(fēng)量分析儀開始檢測，S2點一種煤礦井下風(fēng)量分析儀記錄風(fēng)量Q的Qj與采樣次數(shù)η或時間t關(guān)系曲線，當(dāng)檢測到SF6示蹤氣體濃度02)10,時，報警并從I點開始記錄C2j值形成采樣次數(shù)η與SF6示蹤氣體濃度C2的C2j關(guān)系曲線，同時SI點一種煤礦井下風(fēng)量分析儀當(dāng)檢測到SF6示蹤氣體濃度CDlO,時，報警并從I點開始記錄值形成采樣次數(shù)η與SF6示蹤氣體濃度Cl的Clj關(guān)系曲線后停止檢測，通過有線傳輸模塊有線連接另一臺一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，或通過無線傳輸模塊無線連接另一臺一種煤礦井下風(fēng)量分析儀，實現(xiàn)兩臺一種煤礦井下風(fēng)量分析儀之間測試數(shù)據(jù)的互傳， 根據(jù)以下原則自動計算C2和Cl值:
【文檔編號】G01F1/00GK103968895SQ201410164121
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】梁運濤, 羅海珠, 孫勇, 馮文彬, 張德鵬 申請人:煤科集團沈陽研究院有限公司