CN211577076U - 一种煤自燃实时测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种煤自燃实时测量装置，包括：束管分路箱设备、气路采集控制柜、抽气泵、气体分析设备和计算机；束管分路箱设备包括：滤尘器、分路箱和连接管路，连接管路包括单管和束管；滤尘器安装在监测点处，滤尘器与分路箱通过单管连接；分路箱与分路箱之间通过束管连接；分路箱与气路采集控制柜之间通过束管连接；气路采集控制柜通过束管与抽气泵连接，抽气泵与气体分析设备连接；计算机分别与气路采集控制柜和所述抽气泵控制连接；气体分析设备与计算机连接，气体分析仪设备将监测结果传输至计算机；该装置能够实现监测地点灵活设置，监测过程减少人为参与，并可以实时对多种气体同时测量。

Description

一种煤自燃实时测量装置

技术领域

本实用新型属于矿井煤自燃隐蔽火源探测技术领域，特别是涉及一种煤自燃实时测量装置。

背景技术

煤火灾害遍布世界各地，已成为全球性灾难，煤自燃火灾是威胁煤矿安全生产的五大灾害之一。中国以烟煤和褐煤为主，90％以上的煤层自燃倾向性为易自燃(I类)或自燃(II类)，煤炭开采过程中，煤层自燃火灾十分严重，每年因煤自燃封闭采煤工作面100多个。煤层自燃多次引起瓦斯燃烧和爆炸，酿成重大的人员伤亡事故。由于煤自然发火形成环境的复杂性、高温火源的隐蔽性，导致在煤层开采过程中，采空区煤自然发火的程度、时间和范围预判难度极大；而根据CO、CO₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂、SO₂、H₂S、H₂、NH₃、O₂、N₂等气体组份变化计算采样点的温度等，可以实现对矿井自燃火灾的早期预测，也可用来进行矿井可燃气体爆炸危险性、火灾危险程度识别。

现有技术中煤矿井下的气体分析主要采用的方法是井下通过人工采样，采用人工测量或取样，由测量人员直接在测定现场测量，或取样后送至地面进行分析。测定地点灵活，但频度低，且只能测定正常气样，危险环境测点无法测量，而且现有的气体检测设备不能实现对多种气体的同时测量，且气样分析时间过长；从进气到出结果需十几分钟，不能适应连续检测的要求。

因此，能够实现监测地点灵活设置，监测过程减少人为参与，并可以实现实时对多种气体同时测量成为同行从业人员亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，本实用新型提出了一种煤自燃实时测量装置，该装置通过对使用气路采集控制柜对气路进行控制，并通过使用气体分析设备对各种气体同时进行测量，并将该数据传出至计算机进行实时监测。

本实用新型提供了一种煤自燃实时测量装置，包括：束管分路箱设备、气路采集控制柜、抽气泵、气体分析设备和计算机；

所述束管分路箱设备包括：滤尘器、分路箱和连接管路；所述连接管路包括单管和束管；

所述滤尘器安装在监测点处，所述滤尘器与所述分路箱通过所述单管连接；

所述分路箱与分路箱之间通过束管连接；所述分路箱与所述气路采集控制柜之间通过束管连接；

所述气路采集控制柜通过束管与所述抽气泵连接，所述抽气泵与所述气体分析设备连接；

所述计算机分别与所述气路采集控制柜和所述抽气泵控制连接；

所述气体分析设备与所述计算机连接，所述气体分析设备将检测结果传输至计算机。

在一个实施例中，所述分路箱内设有滤水器，所述连接管路均连接在所述分路箱的滤水器上。

在一个实施例中，所述气路采集控制柜与所述抽气泵连接处设有压力传感器和流量传感器，所述压力传感器和流量传感器与所述计算机通过无线传感器网络连接。

在一个实施例中，所述抽气泵为无油真空泵。

在一个实施例中，所述气体分析设备为微音光谱痕量多气体分析仪。

在一个实施例中，所述煤自燃实时测量装置还设有UPS电源作为后备电源。

在一个实施例中，所述计算机上设有报警模块，当计算机分析结果为易发生煤自燃，则触发报警模块。

本实用新型提供了一种煤自燃实时测量装置，该装置通过使用气路采集控制柜对气路进行控制，并通过使用气体分析设备对各种气体同时进行测量，并将该数据传出至计算机进行实时监测，计算机通过采集到的数据进行控制报警，能够实现监测地点灵活设置，监测过程减少人为参与，并可以实时对多种气体同时测量。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的煤自燃实时测量装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的煤自燃实时测量装置的连接示意图。

附图中：1-束管分路箱设备、2-气路采集控制柜、3-抽气泵、4-气体分析设备、5-计算机、11-滤尘器、12-分路箱、13-滤水器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1-2所示，本实用新型提供了一种煤自燃实时测量装置，包括：束管分路箱设备1、气路采集控制柜2、抽气泵3、气体分析设备4和计算机5；束管分路箱设备1包括：滤尘器11、分路箱12和连接管路；连接管路包括单管和束管；滤尘器11安装在监测点处，滤尘器11与分路箱12通过单管连接；

在本实施例中，单管从风隅角或者是其它需要的检测点上，安装粉尘过滤器进行采样，并顺至分路箱12，滤尘器11中气体经3次过滤，分别是：取样探头过滤筒机械截留，滤除≥3μm的粉尘颗粒；脱脂过滤器吸附残留颗粒；精密过滤器过滤，滤除≥0.3μm粉尘颗粒。

由于气体采集的距离较长，系统采用Φ10mm的PE材质单管，该管具有阻燃抗静电、防砸抗压性能好，不易断裂的优点，同通常使用的Φ8mm束管相比，具有气体流速快、采样时间短、管路阻力小、不易堵塞等特点。束管为单管外面加阻燃布和保护套，以加强束管的抗拉性和增加使用寿命，单芯具防砸抗压性能好，不易断裂、使用寿命长的特点。

分路箱12与分路箱12之间通过束管连接；分路箱12与气路采集控制柜2之间通过束管连接；气路采集控制柜2通过束管与抽气泵3连接，抽气泵3与气体分析设备4连接；计算机5分别与气路采集控制柜2和抽气泵3控制连接；气体分析设备4与计算机5连接，气体分析设备4将检测结果传输至计算机5。

在本实施例中，通过使用气路采集控制柜2对气路进行控制，气路采集控制柜2的工作原理为：采样控制器线路由启动脉冲发生器，控制门，个位、十位采样计数器，译码器，驱动器和采样矩阵继电器，以及限扫控制器，选点、定点控制器等组成。采样控制器实际上是一个自动巡测控制开关。在正常扫描检测时，启动脉冲发生器输出10点/s～1点/5s的采样启动指令，通过控制门送到采样计数器进行计数，再经译码器和驱动器使采样矩阵继电器按顺序开启各电磁阀，进行测量。

当需要对某点优先测量时，只要按下相应的选点按键，再按一下加速按钮，就能立即将点对应的电磁阀接通，释放加速按钮后，又按常速进行巡测。当需要对某点作定点测量时，只要按下定点按钮，即可将该点对应的电磁阀接通，并通过气体分析设备4对该气路的气体进行分析，并将获取的数据传输至计算机5，计算机5上的软件可以对获取的数据进行分析，得到Tr、爆炸三角形、爆炸趋势四方图、Graham’s Ration指数图、趋势曲线等各种图表。

如图2所示，在一个实施例中，分路箱12内设有滤水器13，其内部还设有放水阀，连接管路连接到分路箱12内滤水器13上，将放水开关关闭(以免漏气)，整个检测装置中分路箱12的数量不限，每个分路箱12均是这样设置的。

在一个实施例中，气路采集控制柜2与抽气泵3连接处设有压力传感器和流量传感器，压力传感器和流量传感器与计算机5通过无线传感器网络连接。

其中，无线传感器网络以智能传感器为节点，并将其大量分布在所要监控的区域内，然后对信息进行采集、传输和处理，形成的一个智能型综合网络信息系统，即无线传感器网络系统，此系统涉及多个交叉学科，比如微机电技术、传感器、嵌入式、信息分布、无线通信等，并利用集成化的微型传感器对被监测对象进行动态的监测、传输和信息参数的采集，然后以无线通信的方式将上述所采集的信息发送到用户接收端。

通过将实时测得的压力值和流量值与标定的压力值和流量值进行比较，若实时测得的流量值和压力值与标定的流量值和压力值相差较多的时候，则说明气体的传输管路出现了故障，此时就需要对该设备的气体传输管道进行检修。

其中标定流量值和标定压力值的获取过程：第一、进行束管管路气密性试验，矿井气体束管管路监测系统安装后，将气体监测点采样入口关闭，由计算机5控制的气路采集控制柜2及抽气泵3对气体监测点单路束管进行抽气，观察计算机5控制的气路采集控制柜2处负压达到最高负压时，由计算机5控制的气路采集控制柜2一分钟，此时计算机5控制的气路采集控制柜2处负压值无变化认定气体监测点处到计算机5控制的气路采集控制柜2之间束管管路气密性好，根据以上相同方法对其他的气体监测点进行同样束管管路气密性试验。

第二、气体监测点回风巷采样入口打开，由计算机5控制的气路采集控制柜2及抽气泵3对气体监测点处进行抽气操作，计算机5上显示气体监测点到地面气路采集控制柜2处的压力和流量数据并存储在对应的管路标号下，得到的即为流量标定值和压力标定值。

在一个实施例中，抽气泵3为无油真空泵，采用原装进口的无油真空泵，无油、无水、静音，体积小、便于安装、免维护，可以通过系统软件控制开停。

在一个实施例中，气体分析设备4为微音光谱痕量多气体分析仪。

在本实施例中，目前使用的专用气体分析仪进行单一气体检测，该方法分析品种少，准确度不高，用一般的气相色谱仪，虽然分析气体品种多、精度高，但分析速度慢，另外为了适合不同浓度的气体检验必需使用多个检测器分别对几种气体检验，不利于定量检测。而微音光谱痕量多气体分析仪基于微音光谱技术，无耗材无载气无需标定，快速测量时间和高准确度测量值，可对监测点的气体进行高精度精确分析，实现对CO、CO₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂、SO₂、H₂S、H₂、NH₃、O₂、N₂对多种气体含量的在线监测。

在一个实施例中，煤自燃实时测量装置还设有UPS电源作为后备电源。

在本实施例中，考虑到管路较长，气体采集时间较长，系统配置的UPS电源保证在断电的情况下不间断气体的抽取，以保证数据的完整性，停电后可由UPS供电，继续连续工作4小时。

在一个实施例中，计算机5上设有报警模块，当计算机5分析结果为易发生煤自燃，则触发报警模块。

在本实施例中，计算机5通过测得是数据判段监测点处发生自燃的可能性，若分析结果为易发生煤自燃的情况，计算机5的警报模块就会被触发，从而做出警报。

本实用新型提供的一种煤自燃实时测量装置，该装置通过使用气路采集控制柜对气路进行控制，并通过使用气体分析设备对各种气体同时进行测量，并将该数据传输至计算机进行实时监测，计算机通过采集到的数据进行控制报警，能够实现监测地点灵活设置，监测过程减少人为参与，并可以实时对多种气体同时测量。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种煤自燃实时测量装置，其特征在于，包括：束管分路箱设备(1)、气路采集控制柜(2)、抽气泵(3)、气体分析设备(4)和计算机(5)；

所述束管分路箱设备(1)包括：滤尘器(11)、分路箱(12)和连接管路；所述连接管路包括单管和束管；

所述滤尘器(11)安装在监测点处，所述滤尘器(11)与所述分路箱(12)通过所述单管连接；

所述分路箱(12)与分路箱(12)之间通过束管连接；所述分路箱(12)与所述气路采集控制柜(2)之间通过束管连接；

所述气路采集控制柜(2)通过束管与所述抽气泵(3)连接，所述抽气泵(3)与所述气体分析设备(4)连接；

所述计算机(5)分别与所述气路采集控制柜(2)和所述抽气泵(3)控制连接；

所述气体分析设备(4)与所述计算机(5)连接，所述气体分析设备(4)将检测结果传输至计算机(5)。

2.如权利要求1所述的一种煤自燃实时测量装置，其特征在于，所述分路箱(12)内设有滤水器(13)，所述连接管路均连接在所述分路箱(12)的滤水器(13)上。

3.如权利要求2所述的一种煤自燃实时测量装置，其特征在于，所述气路采集控制柜(2)与所述抽气泵(3)连接处设有压力传感器和流量传感器，所述压力传感器和流量传感器与所述计算机(5)通过无线传感器网络连接。

4.如权利要求1所述的一种煤自燃实时测量装置，其特征在于，所述抽气泵(3)为无油真空泵。

5.如权利要求1所述的一种煤自燃实时测量装置，其特征在于，所述气体分析设备(4)为微音光谱痕量多气体分析仪。

6.如权利要求1所述的一种煤自燃实时测量装置，其特征在于，所述煤自燃实时测量装置还设有UPS电源作为后备电源。

7.如权利要求1所述的一种煤自燃实时测量装置，其特征在于，所述计算机(5)上设有报警模块，当计算机(5)分析结果为易发生煤自燃，则触发报警模块。

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