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原文传递一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法

专利名称：	一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法
摘要：	本发明公开一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，包括步骤：一、滑移机构在钢管道内的初始化位置设置；二、启动运行气体采样防控装置；三、滑移机构是否位于氧化带区域内位置判定；四、煤自燃分析注氮预警判断；五、滑移机构沿煤层开挖正方向移动至下一个透气管；六、按照步骤三所述的方法判断滑移机构是否位于氧化带区域；七、滑移机构沿煤层开挖反方向移动至下一个透气管；八、按照步骤三所述的方法判断滑移机构是否位于氧化带区域；九、按照步骤四所述的方法判断煤自燃注氮预警。本发明通过对采空区氧化带和煤自燃预警判断，实现采空区煤自燃智能动态精准采样防控系统在采空区氧化带区域内的实时动态循环监测，便于推广使用。
专利类型：	发明专利
申请人：	西安科技大学;陕西金创安特科技有限责任公司
发明人：	郭军;昝若怡;岳宁芳;蔡国斌;刘文永;刘荫;晏立
专利状态：	有效
申请日期：	2021-11-30T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-01T00:00:00+0800
申请号：	CN202111445717.3
公开号：	CN114112559A
代理机构：	西安创知专利事务所
代理人：	马凤云
分类号：	G01N1/24;B08B3/02;E21F5/00;G;B;E;G01;B08;E21;G01N;B08B;E21F;G01N1;B08B3;E21F5;G01N1/24;B08B3/02;E21F5/00
申请人地址：	710054 陕西省西安市雁塔中路58号;
主权项：	1.一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，利用采空区煤自燃智能动态精准采样防控系统进行采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，所述采空区煤自燃智能动态精准采样防控系统包括两组分别沿煤层进风巷(2)和煤层回风巷(3)的延伸方向伸入至采空区(1)内的气体采样防控装置，所述气体采样防控装置包括设置在采空区(1)内远离煤层一端端部位置处的保护箱体(19)、沿煤层开挖长度方向布设且与保护箱体(19)连接的钢管道(5)和设置在钢管道(5)远离采空区一端外侧且位于联络巷道(20)内的一号卷扬机(6)，一号卷扬机(5-3)上设置有测长传感器(6-2)，所述保护箱体(19)内设置有二号卷扬机(7)；所述钢管道(5)内设置有滑移机构，所述钢管道(5)包括多个透气管(5-1)，透气管(5-1)上开设有多个透气孔(5-3)，相邻两个透气管(5-1)通过连接管(5-2)连接；所述滑移机构包括中心连接轴(11)以及分别设置在中心连接轴(11)两侧的一号活塞式栓塞(8)和二号活塞式栓塞(9)，一号活塞式栓塞(8)和二号活塞式栓塞(9)均通过两个镀锌垫片(10)固定在中心连接轴(11)上，一号活塞式栓塞(8)、二号活塞式栓塞(9)和透气管(5-1)配合形成采样空腔，中心连接轴(11)伸出一号活塞式栓塞(8)的一端与一号卷扬机(6)上的一号钢丝绳(6-1)连接，中心连接轴(11)伸出二号活塞式栓塞(9)的一端与二号卷扬机(7)上的二号钢丝绳(7-1)连接，所述一号活塞式栓塞(8)上分别穿设有抽气束管(14-1)、冲水管(15-1)和注氮管(17-1)，所述抽气束管(14-1)位于所述采样空腔内的一端设置有过滤管(14-2)，抽气束管(14-1)远离所述采样空腔且位于联络巷道(20)内的一端连接有气体采样机构，所述气体采样机构包括和抽气束管(14-1)连接的抽气泵(14)，抽气泵(14)的抽气端设置有气体流量传感器(14-3)，抽气泵(14)的输气端连接有吸附式干燥机(13)，吸附式干燥机(13)连接有本安型多参数传感器(12)；所述冲水管(15-1)位于所述采样空腔内的一端设置有朝向过滤管(14-2)的冲水喷头(15-2)，冲水管(15-1)远离所述采样空腔且位于联络巷道(20)内的一端连接有冲水机构，所述冲水机构包括和冲水管(15-1)连接的高压水泵(15)；所述注氮管(17-1)远离所述采样空腔且位于联络巷道(20)内的一端连接有注氮机构，所述注氮机构包括和注氮管(17-1)连接的注氮机(17)，注氮机(17)连接有制氮机(16)；所述联络通道(20)内还设置有本安型监测主机(4)和三个分别用于抽气束管(14-1)、冲水管(15-1)、注氮管(17-1)的双履带牵引器(18)，三个双履带牵引器(18)均由本安型监测主机(4)控制；其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、滑移机构在钢管道内的初始化位置设置：根据氧气浓度划分采空区三带标准，将所述钢管道(1)内的滑移机构初始位置设置在采空区(1)氧化带和窒息带的临界位置处；步骤二、启动运行气体采样防控装置：本安型监测主机(4)控制一号卷扬机(6)和二号卷扬机(7)开启，一号卷扬机(6)卷收一号钢丝绳(6-1)牵引所述滑移机构沿煤层开采正方向移动，二号卷扬机(7)扬放二号钢丝绳(7-1)，同时本安型监测主机(4)控制三个双履带牵引器(18)开启，三个双履带牵引器(18)分别进行抽拉抽气束管(14-1)、冲水管(15-1)和注氮管(17-1)，利用一号卷扬机(6)上的测长传感器(6-2)测量一号钢丝绳(6-1)的卷收长度，当一号钢丝绳(6-1)的卷收长度为一个连接管(5-2)的长度时，表明滑移机构移动到个第一透气管(5-1)位置处，本安型监测主机(4)关闭一号卷扬机(6)、二号卷扬机(7)和三个双履带牵引器(18)，并执行步骤三，其中，所述煤层开挖正方向指煤层开挖方向；步骤三、滑移机构是否位于氧化带区域内位置判定：本安型监测主机(4)控制抽气泵(14)开启，通过抽气束管(14-1)在所述采样空腔进行气体采样，采集的气体样本通过抽气泵(14)进入吸附式干燥机(13)，气体样本在吸附式干燥机(13)干燥完成后输送至本安型多参数传感器(12)进行检测，本安型监测主机(4)根据本安型多参数传感器(12)气体样本检测结果中的氧气浓度，判定所述滑移机构是否位于氧化带区域，如果是氧化带区域，执行步骤四，如果不是氧化带区域，执行步骤五；步骤四、煤自燃分析注氮预警判断：本安型监测主机(4)根据本安型多参数传感器(12)气体样本检测结果中的氧气、一氧化碳和甲烷等气体浓度参数进行分析判定是否达到煤自燃预警条件，如果达到煤自燃预警条件，进行注氮防控预警，本安型监测主机(4)控制制氮机(16)和注氮机(17)开启，通过注氮管(17-1)进行注氮，同时本安型监测主机(4)发出预警；如果没有达到煤自燃预警条件，执行步骤五；步骤五、滑移机构沿煤层开挖正方向移动至下一个透气管：本安型监测主机(4)控制一号卷扬机(6)和二号卷扬机(7)开启，一号卷扬机(6)卷收一号钢丝绳(6-1)牵引所述滑移机构沿煤层开采正方向移动，二号卷扬机(7)扬放二号钢丝绳(7-1)，同时本安型监测主机(4)控制三个双履带牵引器(18)开启，三个双履带牵引器(18)分别进行抽拉抽气束管(14-1)、冲水管(15-1)和注氮管(17-1)，利用一号卷扬机(6)上的测长传感器(6-2)测量一号钢丝绳(6-1)的卷收长度，当一号钢丝绳(6-1)的卷收长度为一个连接管(5-2)的长度时，表明滑移机构移动到下个透气管(5-1)位置处，本安型监测主机(4)关闭一号卷扬机(6)、二号卷扬机(7)和三个双履带牵引器(18)，执行步骤六；步骤六、按照步骤三所述的方法判断滑移机构是否位于氧化带区域：如果是氧化带区域，执行步骤四，如果不是氧化带区域，执行步骤七；步骤七、滑移机构沿煤层开挖反方向移动至下一个透气管：本安型监测主机(4)控制一号卷扬机(6)和二号卷扬机(7)开启，二号卷扬机(7)卷收二号钢丝绳(7-1)牵引滑移机构沿煤层开采反方向移动，一号卷扬机(6)扬放一号钢丝绳(6-1)，利用一号卷扬机(6)上的测长传感器(6-2)测量一号钢丝绳(6-1)的扬放长度，当一号钢丝绳(6-1)扬放长度为一个连接管(5-2)的长度时，表明滑移机构滑移到下一个透气管(5-1)位置处，本安型监测主机(4)关闭一号卷扬机(6)和二号卷扬机(7)，并执行步骤八，其中，所述煤层开挖反方向指煤层开挖相反的方向；步骤八、按照步骤三所述的方法判断滑移机构是否位于氧化带区域：如果是氧化带区域，执行步骤九，如果不是，执行步骤五；步骤九、按照步骤四所述的方法判断煤自燃注氮预警：如果达到煤自燃预警条件，进行注氮防控预警，本安型监测主机(4)控制制氮机(16)和注氮机(17)开启，通过注氮管(17-1)进行注氮，同时本安型监测主机(4)发出预警；如果没有达到煤自燃预警条件，执行步骤七，直至煤层开挖完成。 2.按照权利要求1所述的一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，其特征在于：所述该方法还包括过滤管杂质清理，在气体采样过程中，利用气体流量传感器(14-3)检测气体流量，当气体流量低于气体流量下阈值时，本安型无线检测主机(4)控制高压水泵(15)开启，通过冲水喷头(15-2)进行过滤管(14-2)冲洗。 3.按照权利要求1所述的一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，其特征在于：所述测长传感器(6-2)、气体流量传感器(14-3)和本安型多参数传感器(12)均与本安型监测主机(4)连接。 4.按照权利要求1所述的一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，其特征在于：所述一号卷扬机(6)、二号卷扬机(7)、抽气泵(14)、吸附式干燥机(13)、高压水泵(15)、注氮机(17)、制氮机(16)均由本安型监测主机(4)控制。 5.按照权利要求1所述的一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，其特征在于：所述连接管(5-2)的长度为1m～5m。
所属类别：	发明专利