一種基于煙霧粒子運(yùn)移的瓦斯抽采鉆孔單孔小流量測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大管徑小流量測(cè)試領(lǐng)域，適用于煤礦井下瓦斯抽采鉆孔單孔小流量測(cè)試。
【背景技術(shù)】
[0002]抽采是煤礦瓦斯災(zāi)害防治的治本措施，也是煤礦綠色開采主要內(nèi)容之一，其中煤礦井下鉆孔是實(shí)現(xiàn)抽采瓦斯的主要內(nèi)容。鉆孔抽采瓦斯需要統(tǒng)計(jì)抽采量，通常的做法是測(cè)試抽采管路內(nèi)的瓦斯?jié)舛群突旌狭髁?，?duì)于抽采干管或者支管，這種方法均可行，但是對(duì)于抽采鉆孔單孔，這種方法存在一定的困難。其主要原因是煤體釋放瓦斯是個(gè)衰減的過(guò)程，新暴露的煤體釋放瓦斯隨時(shí)間服從負(fù)指數(shù)關(guān)系快速下降，當(dāng)釋放區(qū)域煤體受采動(dòng)影響時(shí)，其釋放瓦斯會(huì)變得復(fù)雜，具體如何變化目前因?qū)慰淄咚沽髁繙y(cè)試無(wú)準(zhǔn)確計(jì)量裝置而無(wú)從知曉。另外，為分析單個(gè)鉆孔的封孔工藝、封孔參數(shù)和抽采負(fù)壓等參數(shù)對(duì)鉆孔抽采瓦斯的影響，也需要考察單孔抽采瓦斯情況，這些都需要對(duì)單個(gè)鉆孔瓦斯流量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量。
[0003]但是由于單個(gè)鉆孔抽采過(guò)程瓦斯流量不穩(wěn)定，且流量較小，傳統(tǒng)的孔板流量計(jì)、超聲波流量計(jì)和渦輪流量計(jì)等難以測(cè)試。而常用于小流量的皂沫流量計(jì)和浮子流量計(jì)通常適用于小管徑的情況，且不利于時(shí)斷時(shí)續(xù)且變化頻繁的瓦斯抽采鉆孔的連續(xù)測(cè)試。大管徑小流量的瓦斯抽采單孔流量準(zhǔn)確測(cè)試是困擾目前煤礦瓦斯治理的一個(gè)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為實(shí)現(xiàn)煤礦井下瓦斯抽采鉆孔單孔小流量的準(zhǔn)確計(jì)量，本發(fā)明提出一種基于煙霧粒子運(yùn)移的瓦斯抽采鉆孔單孔小流量測(cè)試裝置。
[0005]該裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，由基座管道I，煙霧粒子發(fā)生器2和煙霧粒子釋放管3組成的煙粒子發(fā)生裝置，以及光信號(hào)接收器4和紅外光發(fā)生器5組成的兩組測(cè)試裝置構(gòu)成。
[0006]煙霧粒子發(fā)生器產(chǎn)生的煙霧粒子經(jīng)煙霧粒子釋放管道進(jìn)入基座管道，在管道內(nèi)氣體流動(dòng)帶動(dòng)下先后經(jīng)過(guò)下游的兩個(gè)紅外光發(fā)生器與接收器組成的測(cè)試裝置，測(cè)試煙霧粒子分別通過(guò)兩個(gè)測(cè)試裝置的時(shí)間，結(jié)合兩個(gè)測(cè)試裝置的安裝間距和基座管道內(nèi)徑參數(shù)，計(jì)算基座管道內(nèi)瓦斯氣體的混合流量。
[0007]為消除煙粒子從煙霧釋放管內(nèi)流出時(shí)流速對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，煙霧釋放管口迎向基座管道內(nèi)氣流來(lái)流方向。
[0008]本發(fā)明利用煙粒子對(duì)紅外光的散射作用檢測(cè)煙粒子是否到達(dá)測(cè)試點(diǎn)，從而間接測(cè)試基座管道內(nèi)氣流，原理簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確性高。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為一種基于煙霧粒子運(yùn)移的瓦斯抽采鉆孔單孔小流量測(cè)試裝置。
[0010]圖中標(biāo)號(hào):I一基座管道，2—煙粒子發(fā)生器，3—煙粒子釋放管，4一光信號(hào)接收器，5—紅外光發(fā)生器。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]如圖1所示，一種基于煙霧粒子運(yùn)移的瓦斯抽采鉆孔單孔小流量測(cè)試裝置包括基座管道I，煙霧粒子發(fā)生器2和煙霧粒子釋放管3組成的煙粒子發(fā)生裝置，以及光信號(hào)接收器4和紅外光發(fā)生器5組成的兩組測(cè)試裝置。
[0012]—種基于煙霧粒子運(yùn)移的瓦斯抽采鉆孔單孔小流量測(cè)試裝置安裝后，當(dāng)抽采管路中形成負(fù)壓，煤體內(nèi)瓦斯及煤體周圍漏風(fēng)進(jìn)入基座管道內(nèi)后，形成氣流，產(chǎn)生流量。測(cè)試該流量時(shí)，通過(guò)控制設(shè)施啟動(dòng)煙粒子發(fā)生器2，恒量產(chǎn)生煙粒子，煙粒子通過(guò)煙霧粒子釋放管3進(jìn)入基座管道I中。與此同時(shí)，啟動(dòng)測(cè)試裝置即紅外光發(fā)生器和光信號(hào)接收器，當(dāng)煙粒子在基座管道內(nèi)氣流作用下，經(jīng)過(guò)釋放管下游第一個(gè)測(cè)試裝置時(shí)，受煙粒子的散射作用，光信號(hào)接收器采集的紅外光變?nèi)?，此時(shí)作為煙粒子到達(dá)的信號(hào)，記錄時(shí)間。當(dāng)釋放管下游第二個(gè)測(cè)試裝置檢測(cè)到煙粒子時(shí)，記錄時(shí)間t2，根據(jù)兩個(gè)測(cè)試裝置的安裝距離L(m)及兩個(gè)測(cè)試裝置檢測(cè)到煙粒子的時(shí)間差ts-tKs)，可計(jì)算煙粒子的平均流速vzL/Us-t)。結(jié)合基座管道的斷面積S(m2)可得鉆孔抽采瓦斯混合流量Q = 60L.S/(t2_ti)m/min，并將檢測(cè)結(jié)果記錄至第二個(gè)測(cè)試裝置的光信號(hào)接收器的內(nèi)存中。
[0013]利用煙霧粒子發(fā)生器、紅外光發(fā)生器和光信號(hào)接收器內(nèi)置的控制芯片間隔一定時(shí)間t重復(fù)上述測(cè)試過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試的連續(xù)性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于煙霧粒子運(yùn)移的瓦斯抽采鉆孔單孔小流量測(cè)試裝置，其特征在于:裝置由安裝于基座管道上的煙霧粒子發(fā)生器、煙霧粒子釋放管、紅外光發(fā)生器和光信號(hào)接收器組成。2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的用于測(cè)試基座管道內(nèi)氣體流量的煙霧粒子發(fā)生器，其特征在于:產(chǎn)生煙霧粒子，煙粒子經(jīng)煙霧粒子釋放管釋放出來(lái)。3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的煙霧粒子釋放管，其特征在于:固定于基座管道上，控制煙霧粒子衡量釋放，釋放管的釋放口迎向基座管道內(nèi)氣體來(lái)流方向。4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的紅外光發(fā)生器，其特征在于:固定于基座管道上，三個(gè)紅外光發(fā)生器發(fā)出的紅外光匯聚于其對(duì)面接收器，三束紅外光將管道斷面平均分割成四個(gè)面積相等區(qū)域。5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的光信號(hào)接收器，其特征在于:固定在紅外光發(fā)生器對(duì)應(yīng)另一側(cè)的基座管道，能接受紅外光發(fā)生器發(fā)出的光信號(hào)，并根據(jù)光信號(hào)的強(qiáng)弱輸出電信號(hào)，并利用內(nèi)置芯片和存儲(chǔ)模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算與存儲(chǔ)。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于煙霧粒子運(yùn)移的瓦斯抽采鉆孔單孔小流量測(cè)試裝置，涉及大管徑小流量測(cè)試領(lǐng)域。該裝置由安裝于基座管道上的煙粒子發(fā)生器、煙霧粒子釋放管、光信號(hào)接收器和紅外光發(fā)生器等組成。鉆孔抽采瓦斯過(guò)程中，基座管道內(nèi)產(chǎn)生氣流，帶動(dòng)煙粒子流動(dòng)，利用兩個(gè)煙粒子檢測(cè)裝置檢測(cè)煙粒子到達(dá)時(shí)間，根據(jù)檢測(cè)裝置的安裝間距和基座管道的斷面求解抽采單個(gè)鉆孔內(nèi)瓦斯混合氣體流量，通過(guò)時(shí)間控制裝置和存儲(chǔ)裝置間隔進(jìn)行流量測(cè)試并記錄，從而實(shí)現(xiàn)瓦斯抽采單孔流量的連續(xù)測(cè)量。
【IPC分類】G01F1/74
【公開號(hào)】CN105571663
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610087184
【發(fā)明人】秦汝祥, 戴廣龍, 唐明云, 楊應(yīng)迪, 邱進(jìn)偉, 周亮
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年2月16日