[发明专利]一种自动化双通道煤层瓦斯解吸速度测定装置及测定方法

权利要求书

1.一种自动化双通道煤层瓦斯解吸速度测定装置，其特征在于：包括中央控制系统、传感器测量系统、管路控制系统；所述中央控制系统包括中央处理器、外部数据存储模块、外部时钟模块、LCD显示模块、按键输入模块和高能电池供电模块；所述传感器测量系统包括第一水温传感器和第二水温传感器、第一质量传感器和第二质量传感器、第一压差传感器和第二压差传感器、大气压强传感器和温湿度传感器；所述管路控制系统包括第一排水集气量具和第二排水集气量具、第一煤样罐测压气室和第二煤样罐测压气室、环境参数测量室、第一进气管路和第二进气管路、第一排水管路和第二排水管路、第一电磁阀和第二电磁阀和第三电磁阀和第四电磁阀；

所述中央控制系统中，高能电池供电模块与中央处理器、外部时钟模块、外部数据存储模块、LCD显示模块和按键输入模块连接并提供所需电源；中央处理器与传感器测量系统、外部时钟模块和按键输入模块信号连接，并接收来自传感器测量系统、外部时钟模块和按键输入模块的数据；中央处理器与电磁阀连接并对电磁阀进行控制；所述中央处理器与外部数据存储模块、LCD显示模块电性连接，并将数据计算结果输出于LCD显示模块，同时将结果存储于外部数据存储模块；

所述传感器测量系统中，第一水温传感器和第二水温传感器、第一质量传感器和第二质量传感器、第一压差传感器和第二压差传感器、大气压强传感器、温湿度传感器均与中央处理器信号连接；第一水温传感器安装于第一排水集气量具下部，第二水温传感器安装于第二排水集气量具下部，分别用于测量水体温度；第一质量传感器安装于第一排水集气量具下部，第二质量传感器安装于第二排水集气量具下部，分别测量第一排水集气量具和第二排水集气量具内排出水的质量；大气压传感器和温湿度传感器安装于环境参数测量室内，测量当前井下环境的气压、温度和湿度，环境参数测量室与外界连通；第一压差传感器和第二压差传感器安装于煤样罐测量气室和环境参数测量室之间，其中第一压差传感器与第一煤样罐测压气室、环境参数测量室相连，第二压差传感器与第二煤样罐测压气室、环境参数测量室相连，用于测量当前煤样罐内外的压差；

所述管路控制系统中，第一排水集气量具和第二排水集气量具是煤样瓦斯解吸的容器，第一排水集气量具和第二排水集气量具上部均设置有注水口，第一进气管路与第一煤样罐测压气室连接，第一煤样罐测压气室与第二排水集气量具通过设置有第一电磁阀的管路连接；第二进气管路与第二煤样罐测压气室连接，第二煤样罐测压气室与第一排水集气量具通过设置有第二电磁阀的管路连接；第二排水集气量具和第一排水集气量具通过设置有第三电磁阀和第四电磁阀的管路连接；第一排水集气容器和第二排水集气容器之间的管路上设置有一个排水管路，所述排水管路与第一排水集气量具之间设置所述第三电磁阀，所述排水管路与第二排水集气量具之间设置所述第四电磁阀；

排水管路将第一排水集气量具和第二排水集气量具与所述装置外部连通，进气管路和排水管路设置于所述装置下部；

所述管路控制系统与中央控制系统分隔在两个独立的空间内，两个独立的空间通过隔离挡进行干湿分隔；所述排水集气量具容积各为1000ml，且排水集气量具具有刻度。

2.根据权利要求1所述的自动化双通道煤层瓦斯解吸速度测定装置，其特征在于：所述的自动化双通道煤层瓦斯解吸速度测定装置符合煤矿井下防爆标准。

3.一种自动化双通道煤层瓦斯解吸速度测定方法，使用如权利要求1-2任一项所述的自动化双通道煤层瓦斯解吸速度测定装置，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1、矿井水密度测定：装置开机，系统初始化，对进气管路和排水口管路上的所有电磁阀进行关闭操作，通过注水口在排水集气量具中注入现场矿井水，通过自动化双通道煤层瓦斯解吸速度测定装置外壳上的观察窗口读取注入水的体积，通过按键输入体积值，自动化双通道煤层瓦斯解吸速度测定装置自动测量排水集气量具中水的质量，根据密度与质量和体积之间的关系，装置自动计算矿井水的密度，并对数据进行存储；

步骤2、管路密封性检测：通过注水口在排水集气量具中各注入800ml矿井水，完成后将注水口拧紧密闭，按下装置“密封检测”按键，系统对进气管路和排水口管路上的所有电磁阀进行打开操作，同时通过质量传感器实时监测排水集气量具中水的质量变化，若2分钟后排水集气量具中水的质量无变化，则说明装置管路气密性良好，检测完毕后，系统对进气管路和排水口管路上的所有电磁阀进行关闭操作；

步骤3、现场解吸：将煤样罐与进气口连接，中央控制系统对大气压强传感器、温湿度传感器、水温传感器、质量传感器、压差传感器进行数据读取并实时显示，之后对进气管路和排水口管路上的所有电磁阀进行打开操作，开始解吸，1分钟时，中央控制系统测量排水集气量具中水质量的变化量Δm，通过公式ΔV＝Δm·ρ计算当前煤样解吸出的瓦斯体积，同时采集当前大气压强传感器数据p，水温传感器数据t，并对双通道解吸的瓦斯体积按照式(1)进行标准状态下的换算，记录换算结果，

此后，每隔1分钟，记录一次当前时间以及排水集气量具中水质量相对于初始状态的变化量和其他所有传感器的当前值，并按照（1）式进行标准状态下的换算，并记录数据结果，整个解吸过程持续60分钟或者压差传感器测得煤样罐内外压相等为止，完成井下煤样瓦斯现场解吸。