瓦斯涌出初速度测定装置

摘要

本发明公开了一种瓦斯涌出初速度测定装置，包括用于密封钻孔以形成瓦斯室的封孔器、穿过封孔器并伸至瓦斯室的测量管和设于测量管的数据采集仪；所述数据采集仪包括用于将所采集的数据无线传输至外置终端的无线数据传输模块；本发明的瓦斯涌出初速度测定装置，由于数据采集仪中植入了无线数据传输模块，可以实现无线传输，无需人工当场记录，可提高测定效率，并避免了数据读取和打印过程中繁琐的数据线连接，无线数据传输模块可与外置终端进行无线连接，便于数据的传输、共享和查阅；自动记录的方式有效避免了潜在的人为修改和人为出错，提高了测定结果的可信度。

权利要求

1.一种瓦斯涌出初速度测定装置，包括用于密封钻孔以形成瓦斯室的封孔器、穿过封孔器并伸至瓦斯室的测量管和设于测量管的数据采集仪；其特征在于：所述数据采集仪包括用于将所采集的数据无线传输至外置终端的无线数据传输模块；

所述封孔器包括沿钻孔方向依次设置的第一封孔胶囊和第二封孔胶囊，所述第一封孔胶囊与第二封孔胶囊之间具有注浆间隙；该测定装置还包括用于向第一封孔胶囊和第二封孔胶囊充气的充气组件及用于向注浆间隙灌注密封砂浆的注浆组件；

所述充气组件包括充气管、气体压送器及压力表；所述充气管的一端穿过第一封孔胶囊后伸入第二封孔胶囊、另一端与气体压送器相连，所述压力表设在充气管上并实时检测充气管内的气压值；所述充气管上位于第一封孔胶囊中的部分设有第一充气孔，所述充气管上位于第二封孔胶囊中的部分设有第二充气孔；所述注浆组件包括注浆管及注浆泵，所述注浆管的一端穿过第一封孔胶囊后伸至注浆间隙中、另一端与注浆泵相连；所述数据采集仪还包括处理控制器、用于实时探测测量管中气流压力的压力传感器及用于给各用电部件供电的电源，所述无线数据传输模块、压力传感器及电源均与处理控制器相连，所述压力传感器采集的压力信号传输至处理控制器并由处理控制器处理为速度信号后通过无线数据传输模块传输至外置终端。

2.根据权利要求1所述的瓦斯涌出初速度测定装置，其特征在于：所述测量管设有节流管段，所述节流管段的出口端连接有喷嘴，所述压力传感器设在节流管段中。

3.根据权利要求2所述的瓦斯涌出初速度测定装置，其特征在于：所述数据采集仪还包括显示器，所述显示器的输入端与处理控制器的输出端相连。

4.根据权利要求3所述的瓦斯涌出初速度测定装置，其特征在于：所述数据采集仪还包括指示灯，所述指示灯与处理控制器相连。

5.根据权利要求1所述的瓦斯涌出初速度测定装置，其特征在于：所述无线数据传输模块采用蓝牙通信模块。

6.根据权利要求1所述的瓦斯涌出初速度测定装置，其特征在于：所述处理控制器为单片机结构；所述电源采用防爆锂电池。

说明书

瓦斯涌出初速度测定装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种流速测定装置，特别涉及一种瓦斯涌出初速度测定装置。

背景技术

[0002] 煤与瓦斯突出是严重威胁煤矿安全生产的主要灾害之一；几十年来，我国对其进行了大量而卓有成效的研究，形成了一套“四位一体”的综合防突体系；瓦斯涌出初速度是用于预测煤与瓦斯突出危险性或防突措施效果检验的一项重要指标；钻孔瓦斯涌出初速度测定一般是在煤层打钻结束后，在规定时间内将封孔器送入距钻孔前方适当距离的位置，并密封钻孔形成瓦斯室，测定该特定长度瓦斯室的最大涌出量。现有的瓦斯涌出初速度测定装置包括封孔器、穿过封孔器并伸至瓦斯室的测量管和设于测量管的数据采集仪，数据采集仪采集流量数据并显示，由人工当场记录，其测定效率低下，不便于数据的传输、共享和查阅，且存在人为修改和人为出错的可能，测定结果的可信度较低。

[0003] 因此，为解决上述问题，就需要对现有的瓦斯涌出初速度测定装置进行改进，以提高测定效率，便于数据的传输、共享和查阅，有效避免人为修改和人为出错，提高测定结果的可信度。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种瓦斯涌出初速度测定装置，可提高测定效率，便于数据的传输、共享和查阅，有效避免人为修改和人为出错，提高测定结果的可信度。

[0005] 本发明的瓦斯涌出初速度测定装置，包括用于密封钻孔以形成瓦斯室的封孔器、穿过封孔器并伸至瓦斯室的测量管和设于测量管的数据采集仪；所述数据采集仪包括用于将所采集的数据无线传输至外置终端的无线数据传输模块。

[0006] 进一步，所述数据采集仪还包括处理控制器、用于实时探测测量管中气流压力的压力传感器及用于给各用电部件供电的电源，所述无线数据传输模块、压力传感器及电源均与处理控制器相连，所述压力传感器采集的压力信号传输至处理控制器并由处理控制器处理为速度信号后通过无线数据传输模块传输至外置终端。

[0007] 进一步，所述测量管设有节流管段，所述节流管段的出口端连接有喷嘴，所述压力传感器设在节流管段中。

[0008] 进一步，所述数据采集仪还包括显示器，所述显示器的输入端与处理控制器的输出端相连。

[0009] 进一步，所述数据采集仪还包括指示灯，所述指示灯与处理控制器相连。

[0010] 进一步，所述无线数据传输模块采用蓝牙通信模块。

[0011] 进一步，所述处理控制器为单片机结构；所述电源采用防爆锂电池。

[0012] 进一步，所述封孔器包括沿钻孔方向依次设置的第一封孔胶囊和第二封孔胶囊，所述第一封孔胶囊与第二封孔胶囊之间具有注浆间隙；该测定装置还包括用于向第一封孔胶囊和第二封孔胶囊充气的充气组件及用于向注浆间隙灌注密封砂浆的注浆组件。

[0013] 进一步，所述充气组件包括充气管、气体压送器及压力表；所述充气管的一端穿过第一封孔胶囊后伸入第二封孔胶囊、另一端与气体压送器相连，所述压力表设在充气管上并实时检测充气管内的气压值；所述充气管上位于第一封孔胶囊中的部分设有第一充气孔，所述充气管上位于第二封孔胶囊中的部分设有第二充气孔。

[0014] 进一步，所述注浆组件包括注浆管及注浆泵，所述注浆管的一端穿过第一封孔胶囊后伸至注浆间隙中、另一端与注浆泵相连。

[0015] 本发明的有益效果：本发明的瓦斯涌出初速度测定装置，由于数据采集仪中植入了无线数据传输模块，可以实现无线传输，无需人工当场记录，可提高测定效率，并避免了数据读取和打印过程中繁琐的数据线连接，无线数据传输模块可与外置终端进行无线连接，便于数据的传输、共享和查阅；自动记录的方式有效避免了潜在的人为修改和人为出错，提高了测定结果的可信度。

附图说明

[0016] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

[0017] 图1为本发明的结构示意图；

[0018] 图2为本发明的数据采集仪的通信原理简图。

具体实施方式

[0019] 图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的数据采集仪的通信原理简图，如图所示：本实施例的瓦斯涌出初速度测定装置，包括用于密封钻孔9以形成瓦斯室9a的封孔器1、穿过封孔器1并伸至瓦斯室9a的测量管2和设于测量管2的数据采集仪3；所述数据采集仪3包括用于将所采集的数据无线传输至外置终端8的无线数据传输模块31；使用时，采用常规方法在煤层中打一个深度和大小符合要求的钻孔9，连接封孔器1与测量管2，将封孔器1送入钻孔9预定位置并密封钻孔9，此时钻孔9底部与封孔器1之间形成瓦斯室9a，连接测量管2与数据采集仪3，通过数据采集仪3即可测定不同时间的钻孔9瓦斯气体数据；由于数据采集仪3中植入了无线数据传输模块31，可以实现无线传输，无需人工当场记录，可提高测定效率，并避免了数据读取和打印过程中繁琐的数据线连接，无线数据传输模块31可与外置终端8进行无线连接，便于数据的传输、共享和查阅；自动记录的方式有效避免了潜在的人为修改和人为出错，提高了测定结果的可信度。

[0020] 本实施例中，所述数据采集仪3还包括处理控制器32、用于实时探测测量管2中气流压力的压力传感器33及用于给各用电部件供电的电源34，所述无线数据传输模块31、压力传感器33及电源34均与处理控制器32相连，所述压力传感器33采集的压力信号传输至处理控制器32并由处理控制器32处理为速度信号后通过无线数据传输模块31传输至外置终端8；在本测定中，对于瓦斯气体流速的准确测量是十分重要的，但是如果直接采用现有的流量计，流量计在测量时会干扰流体形态，测量误差大，存在测量死区；本装置的数据采集仪3通过压力传感器33采集压力信号，并通过处理控制器32中相应的数据处理算法将压力信号转化为流速信号，结构简单，成本低廉，使用方便，测量精度高；处理控制器32为单片机结构，例如可为AT89S51单片机，实现二进制信号的编码；电源34可采用防爆锂电池，安全系数高，实现有效供电；无线数据传输模块31可采用蓝牙通信模块，抗干扰能力强、保密性好、功耗低；此外，所述数据采集仪3还可包括显示器35和指示灯36，所述显示器35的输入端与处理控制器32的输出端相连，所述指示灯36与处理控制器32相连；显示器35为液晶显示屏，实时显示测定结果，指示灯36为LED灯，分别对应不同的参数的显示状态；数据采集仪3的各部件均可集成设计在一壳体上，便于携带、操作简便；壳体上还可设有相关按键，操作按键，可将测定过程数据及结果通过无线数据传输模块31传至其他接收端。

[0021] 本实施例中，所述测量管2设有节流管段2a，所述节流管段2a的出口端连接有喷嘴5，所述压力传感器33设在节流管段2a中；测量管2优选由柔性管(如胶管)制作而成，在不测量时可以将其盘起、方便携带，在使用时，可以将其直接松开，送入钻孔9预定位置，能够节省管路连接时间，同时对非线性钻孔的适应性强；节流管段2a与测量管2可分离或者一体化；节流管段2a中设有节流元件，可降低瓦斯气体的压力，由于在节流元件前后产生压差，通过压力传感器33即可测得相应的压差达到测量流量的目的，能够有效提高测定的精确度；节流管段2a与相应喷嘴5相配合。

[0022] 本实施例中，所述封孔器包括沿钻孔9方向依次设置的第一封孔胶囊11和第二封孔胶囊12，所述第一封孔胶囊11与第二封孔胶囊12之间具有注浆间隙9b；该测定装置还包括用于向第一封孔胶囊11和第二封孔胶囊12充气的充气组件及用于向注浆间隙9b灌注密封砂浆的注浆组件；封孔胶囊(包括第一封孔胶囊11与第二封孔胶囊12)能够通过膨胀与钻孔9配合，适应钻孔9凹凸不平的结构，达到密封效果；采用前后两封孔胶囊配合的结构，能够提高密封性能；此外，通过在两封孔胶囊之间灌注密封砂浆，密封砂浆填满注浆间隙9b及封孔胶囊与钻孔9孔壁之间凹凸不平的部分，能够实现有效密封，且能够限定灌浆区域，便于实际施工中的操作。

[0023] 本实施例中，所述充气组件包括充气管41、气体压送器42及压力表43；所述充气管41的一端穿过第一封孔胶囊11后伸入第二封孔胶囊12、另一端与气体压送器42相连，所述压力表43设在充气管41上并实时检测充气管41内的气压值；所述充气管41上位于第一封孔胶囊11中的部分设有第一充气孔(图中未示出)，所述充气管上位于第二封孔胶囊12中的部分设有第二充气孔(图中未示出)；充气管41优选为柔性管，对非线性钻孔的适应性强；气体压送器42可为电子式或者人力驱动式，方便携带；压力表43便于对封孔器1的状态进行监控；该结构能够快速、有效地密封钻孔9，提高测定效率；第一封孔胶囊11、第二封孔胶囊12的前后端均设有相应的快速管接头，以便于相关管道的连接，同时防止封孔胶囊发生漏气现象；第一充气孔及第二充气孔上均可连接上气阀。

[0024] 本实施例中，所述注浆组件包括注浆管61及注浆泵62，所述注浆管61的一端穿过第一封孔胶囊11后伸至注浆间隙9b中、另一端与注浆泵62相连；注浆管62优选为柔性管，对非线性钻孔的适应性强；注浆泵62通过注浆管61将密封砂浆灌注在注浆间隙9b中，其结构简单，容易实现，有利于提高测定效率。

[0025] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。