[发明专利]煤炭瓦斯含量现场测试仪器与测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿煤炭瓦斯含量测试技术领域，尤其涉及一种用于煤炭瓦斯含量现场测试仪器与测试方法。

背景技术

瓦斯事故是造成煤矿伤亡事故的主要原因之一，成为煤炭安全生产的最大障碍。同时，瓦斯又是一种不可再生的清洁能源。因此，无论是从瓦斯事故的防治，还是对瓦斯气体的开发利用，都必须精确检测煤层瓦斯原始含量。所以，对其含量测试仪器与测量方法的研究是非常重要的。

现有技术对煤层瓦斯含量的现场测试工作仍在不断研究之中，所采用的设备、试验仪器都较复杂，特别是试验需要进行较长时间的试验工作，工作效率低，同时测量数据不够精确。由于操作复杂，同时由于煤层试样瓦斯的不断解析，试验的精度无法达到要求，这些装置很难满足现场测试的需求。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种针对煤炭瓦斯含量现场测试的仪器，便于对煤炭瓦斯含量的现场测试工作的开展。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

煤炭瓦斯含量现场测试仪器，包括上层横梁，所述上层横梁与下层底座通过支架连接，支架通过固定装置固定在上层横梁上，上层横梁还与液压千斤顶系统连接，液压千斤顶系统的下端与传力柱连接，传力柱下端与试样接触，试样放置在位于密封集气室内的密封集气室底座上的试样基座上，密封集气室与气体排放控制阀门相连，气体排放控制阀门通过连接管线连接到气体收集测试装置，所述密封集气室置于下层底座上。

所述固定装置为固定螺栓。

所述液压千斤顶系统固定在上层横梁的中部。

所述气体收集测试装置包括传感器、电源、放大电路、显示及记录电路，传感器为热导式传感器，用于测量瓦斯含量，传感器将测得的信号传送至放大电路，放大电路将信号进行放大后传送至热敏原件，热敏原件R₁和R₂分别置于同一气室的两个小孔腔中，热敏原件R₁和R₂和电阻r₃、r₄共同构成电桥的四个臂，电阻r₃、r₄之间还串联有可变电阻W₁，可变电阻W₁的滑动端与记录电路相连，电源还通过可变电阻W₂与电桥相连。记录电路为电表。

所述气体收集测试装置通过连接管线与密封集气室相连，测试时，打开气体收集测试装置，开启采集模式，启动千斤顶加载系统，将集气室内气体收集到储气桶内，采集完毕后，气体收集测试装置对储气桶内气体进行记录并保存结果。

工作原理：传力柱下端与试样接触，这可使液压千斤顶系统对试样进行加压致其破裂，保证瓦斯收集质量。试样放置于密封集气室内，密封集气室与气体排放控制阀门相连，通过连接管线连接到气体收集测试装置上。上层横梁与仪器支架相连，通过定位装置固定横梁位置；上层横梁与液压千斤顶系统相连，上层横梁限制千斤顶系统向上运动；液压千斤顶下端与传力柱相连，在采集瓦斯过程中，液压千斤顶可以通过传力柱对煤样加载将其压破，是试样内部瓦斯快速解析，缩短试验时间。

密封集气室与气体排放控制阀门相连，密封集气室内的气体通过气体排放控制阀门排出。气体排放控制阀通过连接管线连接到气体收集测试装置上。密封集气室下端与试样基座相连并保持密封不透气，上层横梁与下层底座通过支架与螺栓连接。通过气体收集测试装置，先将密封集气室的空气排出变为真空状态，气体收集到储气桶内；启动千斤顶加载系统，开启采集模式，将集气室内气体收集到储气桶内；对储气筒内气体进行分析、记录并保存结果。

一种煤炭瓦斯含量现场测试仪器的测试方法，包括以下使用步骤：

(1)采用煤层开采现场的试样，装入保鲜膜，测量其质量m1后放入密封集气室内密封；

(2)调整液压千斤顶系统，使传力柱下端接触在试样上；

(3)打开气体排气控制阀门，打开气体收集测试装置，使气体收集测试装置处于采集状态，气体收集测试装置将开始收集密封集气室内的气体并将其收入储气桶内；

(4)调节液压千斤顶系统对试样进行加压并使其完全破坏，同时气体收集测试装置仍处于采集状态；

(5)气体采集结束后，关闭气体排出控制阀门，使气体收集测试装置对储气桶内瓦斯含量进行测试，得出其该试样内瓦斯的含量并保存结果，试验结束后，清理仪器，以便进行下次试验。

本发明的有益效果：