[发明专利]煤巷掘进工作面煤层瓦斯含量非接触式动态连续测定系统及方法

权利要求书

1.煤巷掘进工作面煤层瓦斯含量非接触式动态连续测定系统，其特征在于，包括多参量动态获取系统(1)、监控系统(2)和瓦斯含量解算系统(3)；其中，

多参量动态获取系统(1)，用于获取参数采集点的煤巷回风瓦斯浓度、巷道断面面积、巷道断面周长、传感器距离掘进头距离和工作面风速变化信息，以及在煤巷工作面内的行进，并通过监控系统(2)传输给瓦斯含量解算系统(3)，瓦斯含量解算系统(3)实现多参量数据信号的采集、处理、展示以及对多参量动态获取系统(1)驱动模块的控制；

多参量动态获取系统(1)包括驱动模块(5)以及安装在驱动模块(5)上的多参量信号获取模块(4)、信号转换模块(6)和信号传输模块(7)；其中，驱动模块(5)用于实现多参量动态获取系统(1)的行进，以保证多参量动态获取系统(1)与掘进头保持稳定距离，多参量信号获取模块(4)包括甲烷浓度传感器(8)、矿用风速传感器(9)、矿用巷道断面无线测试仪(10)和矿用激光测距传感器(11)，甲烷浓度传感器(8)用于实时测定煤巷掘进工作面回风的瓦斯浓度，矿用风速传感器(9)用于实时测定煤巷掘进工作面的风流速度，矿用巷道断面无线测试仪(10)用于实时测定巷道通风面积、周长值、宽度、高度，矿用激光测距传感器(11)用于实时测定掘进面距瓦斯探头距离；信号转换模块(6)实现所获取多种信号由电信号的转换，信号传输模块(7)负责电信号的汇总、集成和输出；

监控系统(2)包括数据采集模块(16)和数据输出模块(17)，数据采集模块(16)负责所获取电信号的收集、分类和转换成数字信号，数据输出模块(17)负责将数字信号输出至数据处理系统；

瓦斯含量解算系统(3)包括数据处理模块(22)、成果展示模块(23)和行进控制模块(24)，数据处理模块(22)实现多种信号的统计、分析和反演计算，成果展示模块(23)实现数据处理结果的曲线、二维、三维可视化显示，行进控制模块(24)负责多参量动态获取系统驱动模块的控制，实现系统在巷道内的可控行进。

2.根据权利要求1所述的煤巷掘进工作面煤层瓦斯含量非接触式动态连续测定系统，其特征在于，驱动模块(5)包括驱动电机(12)、传动机构(13)、变向机构(14)和行走轮(15)，驱动电机(12)负责提供行进驱动力，传动机构(13)负责驱动力的传递，变向机构(14)负责行进方向的调整，行走轮(15)负责系统在巷道内的顺利行进。

3.煤巷掘进工作面煤层瓦斯含量非接触式动态连续测定方法，其特征在于，该方法基于权利要求1所述的煤巷掘进工作面煤层瓦斯含量非接触式动态连续测定系统，包括如下步骤：

步骤1，首先通过理论分析、数值模拟、实验室分析及现场观测手段，提出掘进工作面瓦斯含量解算模型；

步骤2，在掘进工作面设计位置布置若干传感器，通过传感器实时连续采集正常掘进的煤巷回风瓦斯浓度、巷道断面面积、巷道断面周长、传感器距离掘进头距离和工作面风速；

步骤3，通过煤巷掘进工作面煤层瓦斯含量非接触式动态连续测定系统的数据处理系统对现场采集的煤巷回风瓦斯浓度、巷道断面面积、巷道断面周长、传感器距离掘进头距离和工作面风速进行后处理，并结合掘进工作面瓦斯含量解算模型，通过综合统计分析和反演计算，得到掘进工作面瓦斯含量的分布和赋存规律。