[发明专利]连续采集取芯过程煤芯温度和钻孔位置信息的装置和方法

说明书

本发明公开了一种连续采集取芯过程煤芯温度和钻孔位置信息的装置和方法，包括：温度传感器，陀螺仪，数据采集装置，数据采集装置外壳、隔爆外壳，其中温度传感器在使用时通过螺纹固定在隔爆外壳外壁上，温度及位置采集装置安装在数据采集装置外壳内部，数据采集装置外壳插入在隔爆外壳中，在取芯过程中，温度采集装置和温度传感器连续测量退入到连接在隔爆外壳前端的空心钻头中煤样的温度以及隔爆外壳外壁温度，陀螺仪实时监控钻进位置数据，并对数据进行处理，然后将处理过的数据存储到存储模块中，以保存整个采样过程中煤芯的温度变化。本发明结构简单，体积小、功耗低，能够完整的采集并存储整个煤层取芯过程中煤样的温度变化及钻进位置。

技术领域

本发明涉及煤矿安全技术领域，特别是涉及一种连续采集取芯过程煤芯温度和钻孔位置信息的装置和方法。

背景技术

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，目前在我国最主要的能源依然是煤炭资源。煤炭企业生产过程中的五大典型灾害：瓦斯、水灾、粉尘、顶板、火，这些事故时有发生，尤以瓦斯爆炸以其破坏性强、经济损失大、人员死亡多等显著特点对煤矿安全生产造成严重危害，引起社会强烈反响，瓦斯被称为煤矿安全生产的“第一杀手”。由此看来，瓦斯灾害的防治工作对于保障煤矿安全生产及矿工的生命安全具有重要意义，而瓦斯含量的测定是煤矿瓦斯防治的基础性工作。使用间接法测量煤层瓦斯含量需要先对煤层取样，并测量样本瓦斯含量来估算煤层瓦斯含量。在取样过程中，就会有一部分瓦斯解吸，而钻孔过程中钻杆会与煤壁高速摩擦，使得煤体温度迅速增加，这会进一步加剧样本的瓦斯解吸，导致对于取样过程中的瓦斯损失量的计算有很大误差，从而导致煤层瓦斯含量测定的不准确。所以取样过程需要考虑温度对煤体瓦斯含量的影响，来修正取样过程中的瓦斯损失量，从而提高煤层瓦斯含量测定的准确性。

然而，目前的矿用温度传感器主要针对的是检测矿井生产环境温度，并不能探测出取样过程中煤体温度的变化，因此，亟需一种能够探测取样过程煤体温度变化的装置，并根据测量结果来估算在取芯过程中由于温度影响而解吸出的瓦斯含量，最终达到提高煤层瓦斯含量测算准确度的目的。

发明内容

针对目前煤层取芯过程中，因无法获得煤芯温度变化的数据，从而无法准确测算温度在取芯过程中对煤样解析瓦斯量的影响，导致最终测定煤层瓦斯含量有较大误差，且普通矿用温度检测装置只能检测煤矿环境温度而不能针对上述问题进行检测。本发明提供一种连续采集取芯过程煤芯温度和钻孔位置信息的装置和方法，来解决这一问题。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种连续采集取芯过程煤芯温度和钻孔位置信息的装置，包括：温度传感器，陀螺仪，数据采集装置，数据采集装置外壳，隔爆外壳；所述温度传感器通过螺纹固定在隔爆外壳管壁上，所述数据采集装置安装在数据采集装置外壳内部，所述数据采集装置外壳安装在隔爆外壳内部。

为了更好的实现本发明，所述数据采集装置和温度传感器连续测量退入到取芯钻头中煤样的温度，陀螺仪连续采集钻机钻进数据和位置数据，并对数据进行处理，然后将处理过的数据存储到存储模块中，以保存整个采样过程煤芯的温度变化。

作为优选，所述温度传感器为热电偶式温度传感器。

进一步的，所述隔爆外壳分为两个部分，分为隔爆壳体和隔爆外壳盖体，并通过螺纹连接固定；所述隔爆外壳内壁附有纤维毯隔热层。

作为优选，所述数据采集装置外壳为一个长方体外壳，安装隔爆外壳内部，用于固定数据采集装置，避免取芯时高速旋转对数据采集装置造成损坏，所述数据采集装置外壳可以从隔爆外壳中取出，方便数据采集装置的安装与拆除。

更进一步的，所述数据采集装置，由数据处理模块、数据变送模块、电源模块、数据存储模块、按键和LED显示灯等模块组成；这些模块共同集成在一块PCB电路板上，并安装在数据采集装置外壳内；陀螺仪也集成在数据采集装置的PCB电路板。