一种煤矿井下风量分析仪及分析方法
【专利摘要】本发明涉及一种煤矿井下风量分析仪，它包括空气采样器经气路顺序管连接防爆外壳内检测装置的气体池、真空泵至气体排空端，防爆外壳内中央处理器分别电连接检测装置的光源、检测装置的检测器、检测装置的真空泵、电源转换模块、显示及报警模块、数据通讯模块，特征在于：空气采样器由顺序管连接的采样头、稳流器、除尘除湿装置、螺旋气路构成。同时公开了其分析方法。实现了风量的精确测定和漏风状态分析，具有检测精度高、存储数据量大、自动采样、连续检测、操作简便、自动报表等优点，此外，一种煤矿井下风量分析仪能在煤矿井下使用、不受井下大型机电设备干扰、现场测试就地分析。
【专利说明】一种煤矿井下风量分析仪及分析方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及煤矿井下风量分析装置及技术，特别是涉及一种煤矿井下风量、漏风量分析装置及分析方法。
【背景技术】
[0003]矿井通风是保障矿井安全的主要技术手段之一。矿井通风是指借助于机械或自然风压源源不断地将新鲜空气输送到井下各用风地点，稀释和排除井下各种有毒有害气体和矿尘，保证作业场所的良好空气条件，供给工作人员呼吸的措施。但随着生产工作面的回采，采场周边煤岩体不断发生形变，导致本工作面/巷道通过裂隙与周边采空区或上层采空区相互连通，改变风流流场分布、降低通风效率和空气质量、甚至引起浮煤氧化自燃。为保证通风系统的合理、稳定、可靠，需要定期对矿井风量进行全面测定，掌握矿井风量、风速以及漏风情况，及时调整通风系统和调节风量，以满足各用风地点的风量要求。
[0004]煤矿井下测风通常是测风员使用风表人工读数测得风速，利用米尺测得巷道宽度和高度，计算面积，最后根据经验公式求得风量。此种方法由于人体在巷道中占据面积、测量和读取数据存在人为误差等因素，测得结果与实际风量误差较大。目前还没有适用于煤矿井下准确测量风量的仪器。
[0005]矿井的漏风使工作面和用风地点的风量变化、气候和卫生条件恶化、增加额外的电能消耗。同时，漏风使 工作面采空区浮煤加速氧化，是造成矿井内因火灾的最为主要的原因。目前，国内矿井普遍采用示踪技术探测漏风通道和漏风量。一般选择六氟化硫(sf6)作为示踪气体，利用风流或漏风作载气，在能位较高的漏风源人工控制流量计释放，在其可能出现的漏风出口采集气样、分析气体，确定示踪气体的流动轨迹，判断漏风通道，并根据示踪气体浓度变化计算漏风量。但在实际应用过程中，煤矿领域没有专用漏风测试仪器，只能采用人工井下采集气样，送至实验室分析完成漏风通道查找和漏风量计算。由于采样取气时间点不确定，只能人工估算取样时间，易造成漏取或误取气样，漏查漏风通道，同时影响漏风量测试结果；采样气袋中sf6气体会受到吸附、泄露和气体混入等影响，造成分析数据的失真，对sf6气体进行定量分析，采用的配有电子捕获器的色谱仪需要定期标校、分析结果易受操作人员影响等，分析结果不能真实反应出井下漏风状态。其具体的分析方法参见中华人民共和国煤炭行业标准mt/t845-1999《煤矿巷道用sf6示踪气体检测漏风技术规范》，确定sf6示踪气体连续定量释放量q值m3/min ;示踪气体释放点和取样点与漏风点,或释放点与取样点的间距l值m，
具体确定q值: q=kcq
式中q-sf6示踪气体连续定量释放量,m3/min;
k——系数，取值4飞；c——预定风流中的sf6示踪气体最小浓度，取值10_8 ；
q—通过被测巷道的风量，m3/min。
[0006]q=v.s
式中 v-风速,m3/min ；
s—巷道断面积，m2。
[0007]计算l值:
l ≥ 32s/u
式中l-示踪气体释放点和取样点与漏风点,或释放点与取样点的间距，m ；
s—巷道断面积，m2 ；
u——井巷周界长度，m。
[0008]局部正压漏风或局部负压漏风时，计算λ q值:
【权利要求】
1.一种煤矿井下风量分析仪，它包括空气采样器经气路顺序管连接防爆外壳内检测装置的气体池、真空泵至气体排空端，防爆外壳内中央处理器分别电连接检测装置的光源、检测装置的检测器、检测装置的真空泵、电源转换模块、显示及报警模块、数据通讯模块，特征在于:空气采样器由顺序管连接的采样头、稳流器、除尘除湿装置、螺旋气路构成。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下风量分析仪，特征在于:中央处理器还分别电连接激光断面测量仪、风速传感器。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下风量分析仪，特征在于:数据通讯模块包括有线传输模块有线连接另一台一种煤矿井下风量分析仪，无线传输模块无线连接另一台一种煤矿井下风量分析仪，显示及报警模块包括触控显示器、声光报警器，防爆外壳上设置电源指示灯、开关、有线传输模块接口。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下风量分析仪，特征在于:电源转换模块主要包括可充电锂电池，分别为光源、真空泵、显示报警模块、数据通讯模块、风速传感器、激光断面测量仪供电。
5.根据权利要求2所述的一种煤矿井下风量分析仪，特征在于:数据通讯模块包括有线传输模块有线连接另一台一种煤矿井下风量分析仪，无线传输模块无线连接另一台一种煤矿井下风量分析仪，显示及报警模块包括触控显示器、声光报警器，防爆外壳上设置电源指示灯、开关、有线传输模块接口。
6.根据权利要求2或3或5所述的一种煤矿井下风量分析仪，特征在于:电源转换模块主要包括可充电锂电池，分别为光源、真空泵、显示报警模块、数据通讯模块、风速传感器、激光断面测量仪供电。
7.一种煤矿井下风量分析仪的分析方法，包括根据中华人民共和国煤炭行业标准mt/t845-1999《煤矿巷道用sf6示踪气体检测漏风技术规范》，确定sf6示踪气体连续定量释放量q值m3/min ;示踪气体释放点和取样点与漏风点，或释放点与取样点的间距l值m,特征在于:首先试运行一种煤矿井下风量分析仪，确定空气采样器没有堵塞，真空泵运行正常，电量充足后，选定一种煤矿井下风量分析仪置放点后运行，激光断面测量仪、风速传感器工作，获取风速v值、巷道断面积s值、井巷周界长度u值，触控显示器显示q值、l值，触控显示器输入检测sf6示踪气体浓度采样间隔时间λ t、采样次数η。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿井下风量分析仪的分析方法，特征在于:局部正压漏风检测时，根据q值、l值确定sf6示踪气体连续定量释放位置rl和选定释放量值，sf6示踪气体释放装置按选定释放量值释放同时，一种煤矿井下风量分析仪开始检测，记录风量q的与采样次数η或时间t关系曲线，当检测到sf6示踪气体浓度cdlo,时，报警并从i点开始记录cl]值形成采样次数η与sf6示踪气体浓度cl的cl关系曲线后关机，将sf6示踪气体连续定量释放位置移动到r2位置，按选定释放量值释放同时，一种煤矿井下风量分析仪开始检测，当检测到sf6示踪气体浓度02>10,时，报警并从i点开始记录c2]值形成采样次数η与sf6示踪气体浓度c2的c2]关系曲线后停止检测，根据以下原则自动计算c2和cl值:
9.根据权利要求7所述的一种煤矿井下风量分析仪的分析方法，特征在于:局部负压漏风检测时，根据q值、l值确定sf6示踪气体连续定量释放位置r和选定释放量值，sf6示踪气体释放装置按选定释放量值释放同时，s1、s2点两台一种煤矿井下风量分析仪开始检测，s2点一种煤矿井下风量分析仪记录风量q的qj与采样次数η或时间t关系曲线，当检测到sf6示踪气体浓度02)10,时，报警并从i点开始记录c2j值形成采样次数η与sf6示踪气体浓度c2的c2j关系曲线，同时si点一种煤矿井下风量分析仪当检测到sf6示踪气体浓度cdlo,时，报警并从i点开始记录值形成采样次数η与sf6示踪气体浓度cl的clj关系曲线后停止检测，通过有线传输模块有线连接另一台一种煤矿井下风量分析仪，或通过无线传输模块无线连接另一台一种煤矿井下风量分析仪，实现两台一种煤矿井下风量分析仪之间测试数据的互传， 根据以下原则自动计算c2和cl值:
【文档编号】g01f1/00gk103968895sq201410164121
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】梁运涛, 罗海珠, 孙勇, 冯文彬, 张德鹏 申请人:煤科集团沈阳研究院有限公司