本發(fā)明涉及煤炭開采技術(shù)，具體涉及一種煤炭地下氣化的監(jiān)控裝置及監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：

煤炭地下氣化技術(shù)是一種將埋藏在地下的煤炭進(jìn)行直接的有控制的燃燒，產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過程的技術(shù)。具體的，通過鉆孔鉆到煤層，將氣化劑送到煤層，點(diǎn)火后在高溫下使氣化劑與煤炭反應(yīng)，生成的煤氣也是通過鉆孔輸送到地面后進(jìn)行后續(xù)處理或應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中，實(shí)時(shí)監(jiān)控到地下氣化爐的燃燒情況對于有效調(diào)節(jié)氣化工藝，穩(wěn)定氣化工藝也有非常大的促進(jìn)作用，同時(shí)也使地下氣化的燃燒狀態(tài)更加直觀。為了實(shí)時(shí)監(jiān)控地下氣化爐的燃燒情況，通常將一個(gè)或多個(gè)傳感裝置如攝像機(jī)構(gòu)下放到地下以獲取地下燃燒的相應(yīng)參數(shù)，公開日為，名稱為的專利提供的均是這樣的地下燃燒監(jiān)控裝置。

現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于，地下燃燒區(qū)的溫度較高，環(huán)境氣氛也較為復(fù)雜，如含有腐蝕性的氣體，而通用的傳感裝置大多不耐高溫和腐蝕，需要專門設(shè)計(jì)耐高溫和耐腐蝕的傳感裝置，如申請?zhí)枮?00910075697.8，公開日為2012.8.22，名稱為“一種煤礦用智能化測溫儀”的專利，其就設(shè)置一可以防爆耐高溫的傳感裝置，或者為傳感裝置設(shè)計(jì)專用的保護(hù)裝置，如申請?zhí)枮?01210110499.2，公開日為2014.12.10，名稱為“煤炭地下氣化可視化點(diǎn)火與監(jiān)控裝置”的專利，其在地下設(shè)置一保護(hù)室，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)置于該保護(hù)室內(nèi)。設(shè)計(jì)專用的傳感裝置成本從設(shè)計(jì)、制造到后期維護(hù)均成本高昂，而設(shè)計(jì)專用的保護(hù)室一方面要加大鉆孔的徑向尺寸，另一方面保護(hù)室對攝像裝置的視角有負(fù)面影響，難以完整觀察的燃燒景象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種煤炭地下氣化的監(jiān)控裝置及監(jiān)控方法，以解決技術(shù)中的上述不足之處。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種煤炭地下氣化的監(jiān)控裝置，包括攝像機(jī)構(gòu)、以及連接所述攝像機(jī)構(gòu)的連接線，還包括：

冷卻氣輸送管，所述攝像機(jī)構(gòu)位于所述冷卻氣輸送管的冷卻氣的冷卻保護(hù)范圍內(nèi)。

上述的監(jiān)控裝置，還包括鎧裝熱電偶，所述鎧裝熱電偶位于所述攝像機(jī)構(gòu)的拍攝視角以外。

上述的監(jiān)控裝置，所述攝像機(jī)構(gòu)位于所述冷卻氣輸送管的內(nèi)部。

上述的監(jiān)控裝置，所述冷卻氣輸送管的一端開口，所述攝像機(jī)構(gòu)位于所述開口一端的內(nèi)側(cè)，所述冷卻氣輸送管位于所述攝像機(jī)構(gòu)的拍攝視角以外。

上述的監(jiān)控裝置，所述冷卻氣的輸送量介于vmax與vmin之間，

其中，當(dāng)d1<d2時(shí)，vmin＝18π×(d3-d2)²m³/h，vmax＝180π×(d3-d2)²m³/h；

當(dāng)d1≥d2時(shí)，vmin＝18π×(d3-d1)²m³/h，vmax＝180π×(d3-d1)²m³/h；

上式中，d1為所述攝像機(jī)構(gòu)的最大徑向尺寸，d2為所述攝像機(jī)構(gòu)的連接線的最大徑向尺寸，d3為所述冷卻氣輸送管的內(nèi)徑，各尺寸的單位均為米。

上述的監(jiān)控裝置，所述鎧裝熱電偶和所述攝像機(jī)構(gòu)位于所述冷卻氣輸送管的同一軸線上，所述鎧裝熱電偶位于所述開口的外側(cè)。

上述的監(jiān)控裝置，所述冷卻氣的輸送量介于vmax與vmin之間，

其中，當(dāng)d1<d2時(shí)，vmin＝18π×(d3-d2-d4)²m³/h，vmax＝180π×(d3-d2-d4)²m³/h；

當(dāng)d1≥d2時(shí)，vmin＝18π×(d3-d1-d4)²m³/h，vmax＝180π×(d3-d1-d4)²m³/h；

上式中，d1為所述攝像機(jī)構(gòu)的最大徑向尺寸，d2為所述攝像機(jī)構(gòu)的連接線的最大徑向尺寸，d3為所述冷卻氣輸送管的內(nèi)徑，d4為所述鎧裝熱電偶的最大徑向尺寸，各尺寸的單位均為米。

上述的監(jiān)控裝置，所述冷卻氣輸送管包括外套管和內(nèi)套于所述外套管中的內(nèi)套管，所述攝像機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述內(nèi)套管中，所述外套管和內(nèi)套管之間為所述冷卻氣的輸送通道。

上述的監(jiān)控裝置，所述冷卻氣的輸送量介于vmax與vmin之間，

vmin＝18π×(d5-d6)²m³/h，vmax＝180π×(d5-d6)²m³/h；

上式中，d5為所述外套管的最大徑向尺寸，d6為所述內(nèi)套管的最大徑向尺寸，各尺寸的單位均為米。

一種煤炭地下氣化的監(jiān)控方法，包括以下步驟：

將攝像機(jī)構(gòu)輸送到煤炭的地下氣化空間中；

通過冷卻氣輸送管向所述地下氣化空間中輸送冷卻氣以使得其冷卻所述攝像機(jī)構(gòu)。

在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的煤炭地下氣化的監(jiān)控裝置，通過持續(xù)不斷的輸送冷卻氣以冷卻攝像機(jī)構(gòu)，冷卻氣不僅可以為攝像機(jī)構(gòu)提供冷卻效果，還可以隔絕外圍的腐蝕性氣體，如此無需額外設(shè)計(jì)專用的防高溫防腐蝕的攝像機(jī)構(gòu)，另外，冷卻氣輸送僅需一管道即可，結(jié)構(gòu)簡單。

由于上述監(jiān)控裝置具有上述技術(shù)效果，該監(jiān)控裝置的實(shí)現(xiàn)方法也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例提供的監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明另一種實(shí)施例提供的監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明再一種實(shí)施例提供的監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的監(jiān)控方法的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1、攝像機(jī)構(gòu)；2、連接線；3、冷卻氣輸送管；3.1、外套管；3.2、內(nèi)套管；3.3、透明窗；4、鎧裝熱電偶；5、鉆孔；6、燃燒區(qū)；7、煤層；8、顯示機(jī)構(gòu)；9、卷筒；10、地面；11、攝像固定機(jī)構(gòu)；12、管道固定機(jī)構(gòu)；13、電偶固定裝置。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)介紹。

如圖1-3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種煤炭地下氣化的監(jiān)控裝置，包括攝像機(jī)構(gòu)1、以及連接所述攝像機(jī)構(gòu)1的連接線2，還包括冷卻氣輸送管3，所述攝像機(jī)構(gòu)1位于所述冷卻氣輸送管3的冷卻氣的冷卻保護(hù)范圍內(nèi)。

具體的，設(shè)置一冷卻氣輸送管3以輸送冷卻氣，通過鉆孔5將冷卻氣輸送管3從地面10延伸布置到地下燃燒區(qū)6，如此將冷卻氣由地面10輸送到地下的燃燒區(qū)6，冷卻氣用于為攝像機(jī)構(gòu)1提供一不影響其工作性能的相對低溫的環(huán)境，冷卻氣可以直接吹向攝像機(jī)構(gòu)1以降低其溫度，也可以吹向攝像機(jī)構(gòu)1和燃燒區(qū)6之間的空間，以將燃燒區(qū)6的高溫進(jìn)行隔離，如此保護(hù)攝像機(jī)構(gòu)1。

本發(fā)明實(shí)施例提供的煤炭地下氣化的監(jiān)控裝置，通過持續(xù)不斷的輸送冷卻氣以冷卻攝像機(jī)構(gòu)1，冷卻氣不僅可以為攝像機(jī)構(gòu)1提供冷卻效果，還可以隔絕外圍的腐蝕性氣體，如此無需額外設(shè)計(jì)專用的防高溫防腐蝕的攝像機(jī)構(gòu)1，另外，冷卻氣輸送僅需一管道即可，結(jié)構(gòu)簡單。

如圖1所示，本發(fā)明提供的實(shí)施例一中，還包括鎧裝熱電偶4，所述鎧裝熱電偶4位于所述攝像機(jī)構(gòu)1的拍攝視角以外，所述攝像機(jī)構(gòu)1位于所述冷卻氣輸送管3的內(nèi)部，且冷卻氣輸送管3的一端開口，所述攝像機(jī)構(gòu)1位于所述開口一端的內(nèi)側(cè)，所述冷卻氣輸送管3位于所述攝像機(jī)構(gòu)1的拍攝視角以外，如此一方面從冷卻氣輸送管3輸出的冷卻氣包裹攝像機(jī)構(gòu)1，使得冷卻氣被高效的使用，幾乎不會(huì)被浪費(fèi)，而且由于冷卻氣輸送管3的束縛，冷卻氣不會(huì)因?yàn)榈叵氯紵龤夥盏臎_擊而散開，另一方面由于鎧裝熱電偶4和冷卻氣輸送管3均位于攝像機(jī)構(gòu)1的拍攝視角以外，攝像機(jī)構(gòu)1不會(huì)有額外的遮擋物，獲取的視頻圖像更為清楚。

本實(shí)施例中，進(jìn)一步的，攝像機(jī)構(gòu)1的最大徑向尺寸為d1，所述攝像機(jī)構(gòu)的連接線的最大徑向尺寸為d2為，所述冷卻氣輸送管3的內(nèi)徑為d3，各尺寸的單位均為米。冷卻氣的輸送量介于vmax與vmin之間，其中，當(dāng)d1<d2時(shí)，vmin＝18π×(d3-d2)²m³/h，vmax＝180π×(d3-d2)²m³/h；當(dāng)d1≥d2時(shí)，vmin＝18π×(d3-d1)²m³/h，vmax＝180π×(d3-d1)²m³/h。通過實(shí)驗(yàn)及工程實(shí)踐證明，上述流速的冷卻氣不僅可以有效的保護(hù)攝像機(jī)構(gòu)1，又不至于造成冷卻氣的浪費(fèi)。

如圖2所示，本發(fā)明提供的實(shí)施例二中，所述攝像機(jī)構(gòu)1位于所述冷卻氣輸送管3的內(nèi)部。所述冷卻氣輸送管3的一端開口，所述攝像機(jī)構(gòu)1位于所述開口一端的內(nèi)側(cè)，所述冷卻氣輸送管3位于所述攝像機(jī)構(gòu)1的拍攝視角以外。還包括鎧裝熱電偶4，所述鎧裝熱電偶4和所述攝像機(jī)構(gòu)位于所述冷卻氣輸送管3的同一軸線上，所述鎧裝熱電偶4位于所述開口的外側(cè)，同樣的，位于冷卻氣輸送管3內(nèi)部的攝像機(jī)構(gòu)1具有與實(shí)施例一相同的對應(yīng)效果。另外，本實(shí)施例的鎧裝熱電偶4位于攝像機(jī)構(gòu)1的拍攝視角以內(nèi)，其作用在于，當(dāng)?shù)叵旅禾咳紵娜紵齾^(qū)6過于接近攝像機(jī)構(gòu)1時(shí)，鎧裝熱電偶4由于接觸或者臨近接觸燃燒區(qū)6檢測到極高的溫度，作為預(yù)警，此時(shí)可以控制保護(hù)氣輸送管和攝像機(jī)構(gòu)1或者控制攝像機(jī)構(gòu)1移動(dòng)以遠(yuǎn)離燃燒區(qū)6，從而更好的保護(hù)攝像機(jī)構(gòu)1。

本實(shí)施例中，較為優(yōu)選的，攝像機(jī)構(gòu)1的最大徑向尺寸為d1，所述攝像機(jī)構(gòu)的連接線的最大徑向尺寸為d2為，所述冷卻氣輸送管3的內(nèi)徑為d3，鎧裝熱電偶4的最大徑向尺寸為d4，各尺寸的單位均為米，所述冷卻氣的輸送量介于vmax與vmin之間，其中，當(dāng)d1<d2時(shí)，vmin＝18π×(d3-d2-d4)²m³/h，vmax＝180π×(d3-d2-d4)²m³/h；當(dāng)d1≥d2時(shí)，vmin＝18π×(d3-d1-d4)²m³/h，vmax＝180π×(d3-d1-d4)²m³/h；通過實(shí)驗(yàn)及工程實(shí)踐證明，上述流速的冷卻氣不僅可以有效的保護(hù)攝像機(jī)構(gòu)1，又不至于造成冷卻氣的浪費(fèi)。

本實(shí)施例中，優(yōu)選的，鎧裝熱電偶4通過電偶固定機(jī)構(gòu)13固定于冷卻氣輸送管3道上，即鎧裝熱電偶4與冷卻氣輸送管3道之間保持相對靜止，如此無論冷卻氣輸送管3道如何運(yùn)行，鎧裝熱電偶4始終檢測的是攝像機(jī)構(gòu)1前方一定位置的區(qū)域溫度，從而有效的保護(hù)攝像機(jī)構(gòu)1。

如圖3所示，本發(fā)明提供的第三個(gè)實(shí)施例中，所述冷卻氣輸送管3包括外套管3.1和內(nèi)套于所述外套管3.1中的內(nèi)套管3.2，所述攝像機(jī)構(gòu)1設(shè)置于所述內(nèi)套管3.2中，所述外套管3.1和內(nèi)套管3.2之間為所述冷卻氣的輸送通道，此時(shí)，外套管3.1和內(nèi)套管3.2之間的輸送的冷卻氣隔絕攝像機(jī)構(gòu)1和燃燒區(qū)6，以此保護(hù)攝像機(jī)構(gòu)1。

本實(shí)施例中，d5為所述外套管3.1的最大徑向尺寸，d6為所述內(nèi)套管3.2的最大徑向尺寸，各尺寸的單位均為米。所述冷卻氣的輸送量介于vmax與vmin之間，vmin＝18π×(d5-d6)²m³/h，vmax＝180π×(d5-d6)²m³/h；通過實(shí)驗(yàn)及工程實(shí)踐證明，上述流速的冷卻氣不僅可以有效的保護(hù)攝像機(jī)構(gòu)1，又不至于造成冷卻氣的浪費(fèi)。

本實(shí)施例中，較為優(yōu)選的，內(nèi)套管3.2的一端通過透明窗3.3進(jìn)行封閉，如此一方面使得冷卻氣不至于進(jìn)入內(nèi)套筒，另一方面透明窗3.3不會(huì)影響攝像機(jī)構(gòu)1的拍攝效果。

本發(fā)明中，當(dāng)冷卻氣的最終輸入地位為燃燒區(qū)6時(shí)，其應(yīng)該為不影響煤炭燃燒的氣體，如惰性氣體、非含固液的氣化劑或不改變爐內(nèi)氣氛的氣體；作為可選的，冷卻氣輸送管3道也可以是循環(huán)管道，即其還具有一并列的管道將經(jīng)過攝像機(jī)構(gòu)1后的冷卻氣輸送回地面10，如此冷卻氣不會(huì)進(jìn)入燃燒區(qū)6，其可選范圍更廣。

本發(fā)明中，優(yōu)選的，攝像機(jī)構(gòu)1通過攝像固定機(jī)構(gòu)11固定于冷卻氣輸送管3的中心軸線上，攝像固定機(jī)構(gòu)11可以包括環(huán)狀件和設(shè)置于環(huán)狀件內(nèi)側(cè)的支架，環(huán)狀件嵌于冷卻氣輸送管3的內(nèi)壁上，攝像固定機(jī)構(gòu)11固定于支架的中心位置上，如此，無論冷卻氣輸送管3在鉆孔5內(nèi)前行還是后移，攝像機(jī)構(gòu)1的視角基本不受變化。

本發(fā)明中，優(yōu)選的，冷卻氣輸送管3的徑向尺寸被配置為大于鉆孔5徑向尺寸的80％以上，如此冷卻氣輸送管3不會(huì)在鉆孔5內(nèi)大幅的活動(dòng)從而影響攝像機(jī)構(gòu)1的拍攝。

本發(fā)明中，可在地面10設(shè)置一絞架和卷筒9輸送和拉回冷卻氣輸送管3，如此便于整個(gè)監(jiān)控裝置的使用。同時(shí)在設(shè)置一顯示機(jī)構(gòu)8用以接受攝像機(jī)構(gòu)1拍攝的視頻數(shù)據(jù)。

如圖4所示，本發(fā)明還提供一種煤炭地下氣化的監(jiān)控方法，包括以下步驟：

101、將攝像機(jī)構(gòu)1輸送到煤炭的地下氣化空間中；

具體的，將攝像機(jī)構(gòu)1固定到冷卻氣輸送管3上，通過相應(yīng)的管道驅(qū)動(dòng)裝置如卷筒9將冷卻氣輸送管3道通過鉆孔5輸送到地下氣化空間的，顯然的，也可通過的管道將攝像機(jī)構(gòu)1輸送到地下氣化空間中。

102、通過冷卻氣輸送管3向所述地下氣化空間中輸送冷卻氣以使得其冷卻所述攝像機(jī)構(gòu)1。

具體的，如前述的監(jiān)控裝置部分所述，通過冷卻氣輸送管3道輸送冷卻氣包裹以冷卻攝像機(jī)構(gòu)1，或者將攝像機(jī)構(gòu)1與燃燒區(qū)6予以隔絕以冷卻攝像機(jī)構(gòu)1。

在上述技術(shù)方案中，由于上述監(jiān)控裝置具有上述技術(shù)效果，該監(jiān)控裝置的實(shí)現(xiàn)方法也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。

以上只通過說明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例，毋庸置疑，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，上述附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，不應(yīng)理解為對本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。