[实用新型]低温负压煤样煤层瓦斯含量定点取样系统

说明书

本实用新型公开了一种低温负压煤样煤层瓦斯含量定点取样系统，包括风动钻机，风动钻机安装有中空钻杆，中空钻杆的前端安装有钻头，空气压缩机通过送风管连接有涡流冷风机构，涡流冷风机构通过供风管与中空钻杆的内腔相连通；钻孔点处的煤层壁上设有抽风罩，中空钻杆穿过抽风罩内的滑动套管；滑动套管与抽风罩内壁之间围成第一环形空腔；抽风罩连接有抽风管，抽风管连接有取样装置，取样装置连接有负压泵。本实用新型还公开了取样方法。本实用新型煤屑输送效率高，取样量较大，能够在钻孔的同时将煤屑低温取出，取样速度快，既避免常温取样造成煤屑中瓦斯释放过多，又避免取样时间长造成煤屑中瓦斯释放过多，提高煤层瓦斯含量测定的准确程度。

技术领域

本实用新型涉及煤矿瓦斯含量测定技术领域，具体涉及一种煤样取样的系统。

背景技术

煤层瓦斯含量是煤矿瓦斯灾害防治、煤层瓦斯预抽效果评估、煤层气资源评价和开发等相关领域的重要参数，因此准确测定煤层瓦斯含量是保障煤矿安全生产的重要前提。

目前我国普遍采用的煤层瓦斯含量测定方法有地勘解吸法、间接法和井下自然解吸法。主要存在有如下不足：

（1）取样时间长，取样过程中瓦斯损失量大。由于瓦斯损失量大，在现场解吸过程中，测得的瓦斯解吸量和解吸速度均偏小，造成瓦斯含量测值比实际值低得多。这不仅影响了对于煤矿瓦斯危险程度评价的准确性，而且影响着后续选取的瓦斯灾害防治措施的可靠性。

（2）难以做到定点取样。使用麻花钻杆取样，会造成混样严重，区分煤样来源困难；在中空钻杆中设置取样室反转钻机取样，虽可以做到定点取样，但取样量太少；取芯钻头可以定点取样，且取样量较大，但取样时间过长，必然影响煤层瓦斯含量测定的准确性。

现在研究负压取样的装置中，国内已公开的专利文献CN201310749625.3公开了一种负压抽出式煤层瓦斯含量定点取样方法，操作简单，取样时间短，但不是低温环境下取样；已公开的专利文献CN201410074595.5公开了一种钻孔负压排渣煤层定点取样实验系统，主要通过模拟煤矿井下负压取样时煤屑的输送情况，为取样设备的选型和优化提供依据；已公开的专利文献CN201811588701.6公开了一种负压低温煤层瓦斯含量测定取样装置，需持续注入液氮降温，不易调节。

如果在低温环境下取煤样，就能减少取样过程中瓦斯的损失量，提高煤层瓦斯含量测定的准确性。对在煤矿井下对煤层进行致裂等操作时，有时使用液氮。如果将液氮用于在煤层中取煤样的过程，则需要持续注入液氮降温，相应的结构和操作均较复杂，成本较高，而且液氮系统一旦发生泄露现象就会给附近的人员带来危险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低温负压煤样煤层瓦斯含量定点取样系统，取样迅速，无须采用液氮降温，冷却效果好，操作安全性高。

为实现上述目的，本实用新型的低温负压煤样煤层瓦斯含量定点取样系统包括风动钻机，风动钻机安装有中空钻杆，中空钻杆的前端安装有钻头，中空钻杆与钻头的相接部设有风路出口；

其特征在于：还包括有空气压缩机，空气压缩机通过送风管连接有涡流冷风机构，涡流冷风机构具有总冷风出口，总冷风出口连接有供风管，供风管与中空钻杆的内腔相连通；钻孔点处的煤层壁上设有抽风罩，抽风罩内壁通过连接杆连接有滑动套管，中空钻杆穿过滑动套管并与滑动套管滑动配合；滑动套管与抽风罩内壁之间围成用于通过携带有煤屑的气流的第一环形空腔；送风管上设有送风阀；

抽风罩连接有抽风管，抽风管连接有取样装置，取样装置通过连接管连接有负压泵。

所述中空钻杆于邻近风动钻机的部位设有供风孔，供风孔处的中空钻杆上罩设有供风罩，供风罩通过支架固定在地面，供风罩通过轴承与中空钻杆旋转连接；供风管连接供风罩并通过供风罩和供风孔与中空钻杆的内腔相连通。

所述供风孔沿中空钻杆的周向均匀设有3－5个。