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原文传递低温负压煤样煤层瓦斯含量定点取样系统及取样方法

专利名称：	低温负压煤样煤层瓦斯含量定点取样系统及取样方法
摘要：	本发明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。本发明还公开了取样方法。本发明煤屑输送效率高，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。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	河南理工大学
发明人：	王登科;魏建平;张宏图;姚邦华;刘勇;吴岩;张平
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910398751.6
公开号：	CN110031255A
代理机构：	郑州豫开专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	王金
分类号：	G01N1/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	454150 河南省焦作市高新区世纪大道2001号
主权项：	1.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。 2.根据权利要求1所述的低温负压煤样煤层瓦斯含量定点取样系统，其特征在于：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。 3.根据权利要求2所述的低温负压煤样煤层瓦斯含量定点取样系统，其特征在于：所述供风孔沿中空钻杆的周向均匀设有3－5个。 4.根据权利要求1至3中任一项所述的低温负压煤样煤层瓦斯含量定点取样系统，其特征在于：涡流冷风机构包括若干并联连接的若干涡流管，涡流管具有压缩空气进口、热气出口和冷气出口；各涡流管的压缩空气进口分别与送风管相连接；各涡流管的热气出口分别通过热气管路与一热气排放口相连接；各涡流管的冷气出口分别通过冷气管路与总冷风出口相连接。 5.根据权利要求4所述的低温负压煤样煤层瓦斯含量定点取样系统，其特征在于：取样装置包括煤样容器，煤样容器中部设有透明观察窗，煤样容器的截面面积是抽风管的截面面积的三倍以上；煤样容器设于箱体内，箱体通过支撑架支撑于地面；煤样容器底部向下连接有下料管，下料管上设有卸料阀；煤样容器的一侧上部与所述抽风管相连接，煤样容器的另一侧上部与连接管相连接，连接管上设有抽气阀和压力表，连接管与煤样容器的相接处设有过滤网。 6.利用权利要求5所述的低温负压煤样煤层瓦斯含量定点取样系统进行的取样方法，其特征在于按以下步骤进行：第一步骤是安装步骤，在选取的煤层位置安装低温负压煤样煤层瓦斯含量定点取样系统；将钻头压在选取的煤层钻孔点，将抽风罩安装在煤层壁上；第二步骤是钻孔；启动风动钻机，在钻孔点处进行钻孔；打开抽气阀和负压泵，关闭卸料阀；钻孔的孔径大于中空钻杆的外径，钻孔的内壁与中空钻杆的外壁之间形成用于通过携带有煤屑的气流的第二环形空腔；钻孔的同时，打开送风阀和空气压缩机，压缩空气通过送风管进入涡流冷风机构中的各涡流管的压缩空气进口，压缩空气在通过涡流管时形成热气流和冷气流，热气流通过热气管路和热气排放口后排放入大气中，冷气流通过冷气管路、总冷风出口、供风管、中空钻杆和风路出口进入第二环形空腔；冷气流进入第二环形空腔后，在冷气流自身压力以及负压的作用下，在第二环形空腔中携带钻孔时形成的煤屑进入抽风罩内的第一环形空腔，然后经抽风管进入煤样容器；冷气流在通过煤样容器时，由于煤样容器的截面面积是抽风管的截面面积的三倍以上，因此冷气流的速度降低，煤屑沉淀在煤样容器中；冷气流通过过滤网后进入连接管并由负压泵排出；第三步骤是取样；当钻孔达到预定的取样深度后，先关闭风动钻机、空气压缩机和负压泵，然后打开卸料阀，将煤样容器中的煤样排出，然后关闭卸料阀，启动风动钻机、空气压缩机和负压泵，冷气流沿第二步骤中的路径将预定钻孔深度的煤屑携带入煤样容器并积存；第四步骤是停止取样；在第三步骤进行的过程中，工作人员通过透明观察窗观察煤样积存高度达到预定高度后，关闭风动钻机、空气压缩机和负压泵，将外置的煤样罐放在下料管正下方，打开卸料阀，使煤样落入煤样罐中，完成取样。
所属类别：	发明专利