[发明专利]一种自动控制的煤矿井下气体配置实验装置

说明书

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯治理技术领域，具体涉及一种煤矿井下气体配置实验装置，特别涉及一种自动控制的煤矿井下气体配置实验装置。

背景技术

瓦斯被称为煤矿安全生产的“第一杀手”。建国以来，我国一直很重视煤矿瓦斯治理技术的研究工作，经过几十年的摸索与研究，特别是“七五”到“十二五”期间国家自然科学基金、科技攻关等项目的实施，取得了许多高水平的理论和技术科技成果，形成了如水力压裂、水力割缝、松动爆破、气体置换等强化预抽治理瓦斯手段，发明了“钻割一体化”、“带压封孔”、“瓦斯解吸仪”等一系列瓦斯实验、应用测试设备，对有效治理煤矿瓦斯起到了极大的促进作用；近年来，随着煤矿机械化程度的提高和开采深度的快速增加，煤层赋存条件日趋复杂、地应力逐步升高、煤体破碎程度不断增大，造成煤层透气性快速、大范围的降低，已经使本煤层强化预抽瓦斯工作趋于理论和技术的瓶颈，煤矿瓦斯治理与安全管理形势依然非常严峻。在这种形势下，需要我们更新观念，在保障安全的前提下寻求工艺简单、投资较少、行之有效的防突技术措施，而且，随着生物技术的飞速发展，微生物降解甲烷的特性正被逐步认识和探讨，甲烷氧化菌的发现及其降解甲烷机理的揭示，为应用微生物手段消除煤体甲烷并有效治理瓦斯灾害提供了基本的理论依据，目前该研究还处于实验室相似模拟阶段，若想研究微生物在煤矿井下降解煤矿瓦斯的特征，需要精确配置井下各种环境中所存在的瓦斯气体，众所周知，井下瓦斯气体以甲烷气体成分为主，浓度范围分部较广，如煤体内甲烷成分在90％以下，采空区、冒落带甲烷成分约20～50％，巷道内甲烷成分约1％以下，而目前尚没有设备可以满足井下不同浓度瓦斯混合气体的精确配置；因此，提供一种设计合理、成本低廉、安全高效、运行可靠的自动控制煤矿井下气体配置实验装置是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种设计合理、成本低廉、安全高效、安装使用方便、运行可靠的自动控制煤矿井下气体配置实验装置。

本发明的目的是这样实现的：一种自动控制的煤矿井下气体配置实验装置，它包括甲烷钢瓶、氧气钢瓶、氮气钢瓶，所述的甲烷钢瓶上安装有甲烷开关阀和甲烷减压阀，所述的甲烷钢瓶右端连接有甲烷干燥管，所述的甲烷干燥管右端连接有甲烷压力传感器，所述的甲烷压力传感器右端连接有大流量甲烷电磁阀和小流量甲烷电磁阀，所述的大流量甲烷电磁阀右端连接有大流量甲烷质流计，所述的小流量甲烷电磁阀右端连接有小流量甲烷质流计，所述的氧气钢瓶上安装有氧气开关阀和氧气减压阀，所述的氧气钢瓶右端连接有氧气干燥管，所述的氧气干燥管右端连接有氧气压力传感器，所述的氧气压力传感器右端连接有氧气电磁阀，所述的氧气电磁阀右端连接有氧气质流计，所述的氮气钢瓶上安装有氮气开关阀和氮气减压阀，所述的氮气钢瓶右端连接有氮气干燥管，所述的氮气干燥管右端连接有氮气压力传感器，所述的氮气压力传感器右端连接有氮气电磁阀，所述的氮气电磁阀右端连接有氮气质流计，所述的大流量甲烷质流计、小流量甲烷质流计、氧气质流计和氮气质流计输出口管路上安装有防爆单向阀，所述的防爆单向阀包括有单向防爆阀阀块，所述的单向防爆阀阀块内设有小流量甲烷进气口、大流量甲烷进气口、氧气进气口、氮气进气口和单向防爆阀出口，所述的防爆单向阀输出口连接有混气管，所述的混气管包括有混气管进气口、混气管输出口、混气栅栏、混气输出压力传感器、混气输出温度传感器和混气管外壳，所述的混气管输出口连接有废气收集装置和混气收集装置，所述的废气收集装置的进口安装有废气零泄漏开关电磁阀，所述的混气收集装置到混气管之间管路上安装有混气零泄漏开关电磁阀。

所述的甲烷干燥管、氧气干燥管和氮气干燥管内均装有氧化铝空心球干燥剂。

所述的混气管内部结构为混气栅板结构。

所述的大流量甲烷质流计和小流量甲烷质流计根据浓度比例设定，匹配精度和流速量程，通过程序判断选择高精度的量程。

所述的防爆单向阀安装在大流量甲烷质流计、小流量甲烷质流计、氧气质流计和氮气质流计的输出口之后。

所述的混气收集装置上配置有混气手动截止阀。

所述的防爆单向阀和混气管之间设置有触摸显示控制器。