[实用新型]瓦斯含量直接测定装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及煤矿安全检测设备，具体涉及一种瓦斯含量直接测定装置。

背景技术

煤层瓦斯是造成煤与瓦斯突出、瓦斯异常涌出以及瓦斯爆炸等重大瓦斯灾害的主导因素，准确撑握煤层瓦斯的赋存分布规律是防治瓦斯突出和治理瓦斯的前提，故煤层瓦斯含量的快速准确测定至关重要。

通常，煤层瓦斯含量的测定方法主要有两种，即间接法和直接法。国内外最常用的煤层瓦斯含量间接测定法是根据现场实测煤层瓦斯压力，实验室测定煤的吸附常数及进行工业分析等，用朗格缪尔方程计算出煤层瓦斯含量。间接法测定煤层瓦斯含量也是目前普遍采用的方法，但间接法测定需在煤矿井下实测煤层原始瓦斯压力，煤层原始瓦斯压力测定工艺较复杂，测点的选择布置、封孔工艺、各漏气环节的处理等都有严格的技术要求，无论那个环节处理不慎均可导致测压结果失效或不可靠，例如测定煤层原始瓦斯压力测点选择应避开地质构造带、采掘巷道影响带等，针对具体煤层而言不可能布置大量或较多测点进行测量，不能大面积整体准确掌握煤层瓦斯赋存情况；其次，间接法测定时需要一定的巷道、钻孔和封孔工程，需要特殊的封孔材料及专用封孔装备等，测定工程量较大，同时还需进行大量的实验室工作测定煤的吸附常数及进行工业分析等，测定成本较高;再次，间接法测定周期较长，一般为20~45天左右，不能及时指导生产，不利于现场应用。另外，间接法现场测定工艺复杂、并且还有大量的实验室工作，多数煤矿不具各该方面的技术人员和设备，只能由专业的科研院所进行测定，故掌握矿井瓦斯赋存规律测点布置不可能很多，远远不能够满足当前开采深度加大，瓦斯涌出量异常的局面。

近年来一些国家一直在研究探索其它的煤层瓦斯含量测定方法，如中国的煤炭科学研究总院重庆研究院等多家科研单位分别研究了多种补偿模式及其适用条件，主要采用地质勘探期间地面钻孔取煤芯或在井下直接取煤粉测定煤层瓦斯含量，但因其补偿时间和补偿模型存在问题导致其测定值偏小，没有在煤矿生产过程中得到普遍应用。

因此，需要探索一种瓦斯含量的直接测定装置，能直接、准确测定煤层瓦斯含量，克服传统的间接法测定费时、工程量大等缺陷。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种瓦斯含量直接测定装置，该装置能直接、准确测定煤层瓦斯含量，测定工程量小、操作简单、维护量小、使用安全。

本实用新型的瓦斯含量直接测定装置，包括用于在井下钻取煤芯的井下煤芯取样系统，用于粉碎煤样的煤样粉碎系统，用于在井下和地面测定煤样瓦斯解吸量的瓦斯解吸参数测定系统，用于煤样称重的称重系统，用于测定环境温度和气压的环境参数测定系统，以及计时系统；所述井下煤芯取样系统包括煤层钻孔取样装置和煤样筒，所述煤样粉碎系统包括可将煤样粉碎的粉碎机，所述环境参数测定系统包括温度计和大气压力表。

进一步，所述煤层钻孔取样装置为取芯管取样装置，所述取芯管取样装置包括钻机、与钻机配合连接的钻杆和与钻杆前端配合连接的取芯管；

进一步，所述取芯管为单层取芯管或双层双动取芯管；

进一步，所述瓦斯含量直接测定装置还包括水分测定系统，所述水分测定系统包括用于测定煤样中水含量的水分测定仪；

进一步，所述煤层钻孔取样装置为钻孔引射取样装置，所述钻孔引射取样装置包括中空钻尾、中空钻杆、设置通道的钻头、引射器、样品收集罐和压缩空气接口，所述压缩空气接口通过压风切换阀依次连接中空钻尾、中空钻杆和钻头，所述引射器动力源入口通过引射动力切换阀与压缩空气接口相连，样品收集罐进口通过取样切换阀与中空钻尾连接，气体出口连接引射器吸入口；

进一步，所述瓦斯解吸参数测定系统包括井下瓦斯解吸参数测定仪和地面瓦斯解吸参数测定仪；所述井下瓦斯解吸参数测定仪包括底座和下端垂直连接在底座上的井下解吸管，所述井下解吸管上端密封，侧壁上标有刻度，所述底座上设有分别与井下解吸管连通的注液通道、井下进气嘴和出液嘴，所述注液通道入口处设有用于密封通道的底塞；所述地面瓦斯解吸参数测定仪包括水槽、地面解吸管Ⅰ和真空泵，所述地面解吸管Ⅰ下端开口并垂直插入水槽内，管体上设有地面进气嘴，侧壁上标有刻度，所述地面解吸管Ⅰ通过管体上端的排气阀与真空泵连接；

进一步，所述地面瓦斯解吸参数测定仪还包括地面解吸管Ⅱ，所述地面解吸管Ⅱ下端开口并垂直插入水槽内，侧壁上标有刻度，所述地面解吸管Ⅱ通过管体上端的通气阀与地面解吸管Ⅰ上端连接；

进一步，所述依次连接的地面解吸管Ⅱ、地面解吸管Ⅰ和真空泵组成一组解吸管组，所述地面瓦斯解吸参数测定仪包括两组所述解吸管组且两组解吸管组之间量程不同。