[发明专利]一种煤矿采空区气体采样防堵装置

说明书

本发明公开了一种煤矿采空区气体采样防堵装置，包括：刚性套管；分压头，为圆锥体结构，并且圆锥体的底面与刚性套管的顶端固定连接；多个进气元件，每个进气元件的进气口均与所述刚性套管侧壁相对，并且每个进气元件均固定在刚性套管的侧壁上与刚性套管内部相通，在抽气时气体从进气元件进入到刚性套管内部；进气元件的侧面向下倾斜有角度，当煤块从上方掉落时会沿斜面向下滑落；本发明提供一种煤矿采空区气体采样防堵装置，应用于采空区束管监测系统中，在采空区铺设束管时，在束管端头设有该防堵装置，可增加束管抗压、抗毁性能，并且防止束管堵塞，提高束管的抽气效果。

技术领域

本发明涉及采空区气体分析监测技术领域，具体涉及一种煤矿采空区气体采样防堵装置。

背景技术

在煤炭生产中煤自燃是主要灾害之一，由于煤自燃主要发生在采空区、压裂的煤柱等隐蔽地点，自燃初期不易发现，而一旦发现又由于不能确定高温区域位置而导致火灾不能及时扑救，以致造成重大恶性事故，故此自燃火源定位一直是煤矿安全生产中的重大难题之一。而采空区是井下最易发生自燃的地点，现有很多矿井都采用束管监测系统进行监测采空区或采集数据用于分析，但由于综采技术的发展，大多使用垮落法形成采空区，提高了掘进速度，提高了采煤效率，对于铺设在底板的束管，很容易出现压力过大，压坏外层套管，最终压坏束管；还由于在进行抽气时，很容易把悬浮在空气中的煤尘从外层套管孔中进入套管内，或者在垮落时细小煤块容易进入套管内，造成采集气体时的堵塞。针对套管在垮落时会出现压坏、堵塞套管的问题，亟待设计一款抗压、防堵的外层套管，有助于顺利采集各点的气体，为煤自燃研究提供基础保障。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种煤矿采空区气体采样防堵装置，应用于采空区束管监测系统中，在采空区铺设束管时，在束管端头设有该防堵装置，可增加束管抗压、抗毁性能，并且防止堵束管堵塞，提高束管的抽气效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种煤矿采空区气体采样防堵装置，包括：

刚性套管；

分压头，为圆锥体结构，用来分解正上方的压力，减少应力集中起到抗压的作用，并且圆锥体的底面与所述刚性套管的顶端固定连接；

多个进气元件，每个进气元件的进气口均与所述刚性套管侧壁相对，并且每个进气元件均固定在刚性套管的侧壁上与刚性套管内部相通，在抽气时气体从进气元件进入到刚性套管内部；所述进气元件的侧面向下倾斜有角度，当煤块从上方掉落时会沿斜面向下滑落。

上述进气元件为中空的圆台结构，圆台的底端焊接在所述刚性套管的侧壁上，圆台的顶端远离所述刚性套管，并且圆台的轴线与所述刚性套管的轴线相垂直，圆台的侧面为圆锥形斜面，圆锥形斜面的轴线与所述刚性套管的轴线相垂直。

上述分压头为圆锥体结构，圆锥体结构能将垂直向下的压力分解成平行于锥面的压力和垂直于锥面的压力。

上述进气元件沿刚性套管周向等距离分布成多列，同时每列进气元件沿刚性套管轴线等距离分布。

上述刚性套管的底部固定有底板。

上述刚性套管采用不锈钢材料。

本发明的有益效果在于：

目前对于井下束管监测系统来说，在铺设束管时都会采用钢管套在束管外，进行保护，并在钢管外钻孔，用于采空区的气体进入，这种方式容易出现压坏束管、堵塞钢管，最终导致采集气体不顺利，影响煤自燃预测分析的问题。