可攜式V₃₀瓦斯突出預測儀的製作方法

2024-03-21 19:58:05 1

專利名稱：可攜式V30瓦斯突出預測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種瓦斯突出預測儀，本瓦斯突出預測儀在考慮、。靜態指標的同時，還結合塊度係數a以及N字型變化等動態指標，進行突出預測，因此能夠大大提高預測的準確性。
背景技術：
煤與瓦斯突出是煤礦中的重大的自然災害之一，嚴重危害著煤礦生產安全和礦工生命安全。隨著我國煤炭工業的發展，煤礦採掘深度和強度不斷加大，突出礦井的數目與突出次數與規模也日趨加大。新中國成立自1950年發生首次突出以來，迄今已發生了近2萬次突出，並發生過強度為12780t煤巖和瓦斯400km2的特大型突出，成為世界上煤與瓦斯突出最嚴重的國家之一。為了防止煤與瓦斯突出，我國科學工作者進行了長期多方面的研究工作，通過理論和實踐，已經找到了一些預測和防治瓦斯突出的方法，並在生產中使用，取得了較好的效果。 目前，國內外比較廣泛使用的預測方法有鑽孔瓦斯湧出初速度法和鑽屑瓦斯解吸指標法。 1.鑽孔瓦斯湧出初速度法 鑽孔瓦斯湧出初速度法是一種能反映突出三大要素的綜合指標。該法受煤層透氣係數影響比較大，因此，在透氣性比較大的地點，它就不能正確地反映煤層的突出危險傾向。除此之外，其判斷指標單純地用瓦斯湧出量作為判斷依據，雖然簡便，但判斷準確度不高。 2.鑽屑瓦斯解吸指標法 鑽屑瓦斯解吸指標法有Ah2和&法，目前我國主要使用這兩種方法，而大部分都採用&這種方法，兩種方法都以卸壓初期瓦斯解吸速度(或解吸量)的大小反映煤層瓦斯含量。Atv^的值越大表明煤層突出危險性就越大。其主要的特點是方法簡單可靠，便於推廣運用。欠缺的部分是指標反映的是煤的強度和瓦斯含量的混合指標，有時這兩個突出指標會產生互相制約，而導致測量數據反映不出煤的突出危險狀況。 瓦斯突出是個複雜的動力現象，是瓦斯、地應力與煤的力學性質三者綜合作用的結果，只有合理的考慮到各因數的作用，才能比較準確地預測出煤與瓦斯突出的危險程度。目前國內外使用的預測儀基本上是單一指標的，因而預測的準確度都難以提高。[0009] 目前使用的V3。突出預測指標來自原西德的研究成果，過去二十餘年一直在我國使用，並取得一定的使用效果。、。指標系放炮落煤後30分鐘內每噸煤的瓦斯湧出量，為一靜態指標。V3。指標主要考慮煤層中的瓦斯含量，根據實驗室實驗結論，煤的瓦斯含量越高，其初期瓦斯解吸量就越大。煤的粒度越小，其初始解吸量也就越高。因此，V"也是瓦斯含量與煤強度的混合指標。V3。主要的優點是能真實的記錄到煤塊從煤體脫落後的全部瓦斯解吸量與瓦斯解吸特徵，從而結算出瓦斯含量與煤的強度的相對指標，同時也與鑽屑指標
法一樣具有同樣的缺陷，即只能反映發生突出時的瓦斯與強度指標，未能反映出地壓活動而非局部信息。 V3。的臨界值標值為9mVt，當大於此標值時，工作面將具有突出危險。第二個特徵
是突出前^。呈N字型變化。但該項指標目前僅為感性認識，並未上升為量化指標；其次，由
於過去沒有專門的測量儀器與統一的計算方法，也限制了它的應用範圍。

實用新型內容針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的是提供一種用Vw靜態指標同時結
合其它動態指標、從而研究出預測更加準確的可攜式v3。瓦斯突出預測儀，本預測儀能夠自
動分析出瓦斯突出危險程度。 本實用新型的技術方案是這樣實現的可攜式V3。瓦斯突出預測儀，包括低濃甲烷監測元件、高濃甲烷監測元件、電源電路、時鐘電路和單片機，電源電路用於給高、低濃甲烷監測元件供電，高、低濃甲烷監測元件分別通過信號放大電路和轉換控制電路與單片機連接，時鐘電路給單片機輸入時鐘信號，其特徵在於所述單片機內設置有V3。指標比較器、塊度係數a定義與計算判斷模i央、V3。與移動V3。的比值n計算模塊及其判斷指標，並設置有比值n判斷模塊。 所述單片機通過驅動電路與聲光報警器連接，以在危險情況下向外發出聲光報警；單片機同時與作為輸入的鍵盤和作為輸出的顯示器連接；本單片機也可以通過通訊接口電路與PC機雙向連接。 本實用新型不但考慮到Vw這一靜態指標，而且同時結合塊度係數a和^。與移動V3。比值n這兩個動態指標進行綜合考量，克服了以前單一指標的不足。因此，本預測儀除了保持原有V3。特色外，還增加了煤的強度內容，以及動態指標n，實現工作面突出危險性的多元信息綜合判斷。本實用新型採用全自動測量判斷方法，並具有採掘環境自適應功能，從而大大提高了預測的準確性。

圖1-本實用新型電路原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。 參見圖1，從圖上可以看出，本實用新型可攜式^。瓦斯突出預測儀，包括低濃甲烷監測元件、高濃甲烷監測元件、信號放大電路、轉換控制電路、電源電路、電池組、電池容量監視電路、充放電保護電路、時鐘電路、看門狗和單片機。電源電路用於給低濃甲烷監測元件和高濃甲烷監測元件供電，單片機與充放電保護電路連接，充放電保護電路接充電輸入，充放電保護電路再與電源電路和電池組連接，電池組分別與電源電路和電池容量監視電路連接，電池容量監視電路與單片機連接。低濃甲烷監測元件和高濃甲烷監測元件分別通過信號放大電路和轉換控制電路與單片機連接。單片機同時與時鐘電路和看門狗連接，由時鐘電路給單片機輸入時鐘信號。 單片機通過驅動電路與聲光報警器連接，以在需要時向外發出聲光報警；單片機同時與作為輸入的鍵盤和作為輸出的顯示器連接；本單片機也可以通過通訊接口電路與PC機雙向連接。 本實用新型工作原理 放炮落煤工藝將煤層脫離煤體後，成為碎塊，瓦斯就從煤塊中解吸出來，其在一定時間內的瓦斯解吸量與煤層中的瓦斯含量有關，瓦斯含量高，煤層中的瓦斯壓力大，煤層的突出危險程度就越高。因為工作面的落煤工藝和工作環境是基本保存不變的，因此、。可以作為用煤層瓦斯含量判斷煤層突出危險性的工作指標。[0021] 本可攜式V3。瓦斯突出預測儀的設計亮點 由於僅用瓦斯含量指標V3。預測工作面的突出危險性顯然存在不足，因此本預測
儀除採用傳統的Vw指標外，還採用瓦斯濃度的衰減趨勢計算出塊度係數(a)來輔助判斷
工作面的危險程度。除此之外還對N字型變化進行量化，量化公式與標準如下 將計算出的V3。值儲存在本地點的資料庫中，每測定一次有一個數據，求出10個移
動^。數據(V3。移)，將V3。數據與移動、。(V3。移)進行對比則有比值(n)
"=，
Ko移 因此在單片機內設置有V3。指標比較器、塊度係數a定義與計算判斷模塊、V3。與移動V3。的比值n計算模塊及其判斷指標，並設置有比值n判斷模塊，通過對上述指標的分析比較可得到不同的瓦斯突出危險程度。[0026] 具體的分析判別標準為 當0. 8 < n 1. 2時，且V30大於9m3/t時為危險。[0029] 當n《0. 8或n > 1. 2時，且V30小於9m3/t時為威脅。[0030] 塊度係數判斷標準如下 當a > 0. 75且V3。小於9m3/t時，煤較堅硬，不易突出； 當a > 0. 75且、。大於9m3/t時，煤較堅硬，突出威脅； 當0. 6 < a《0. 75且V3。小於9m3/t時，煤層變軟，突出威脅； 當0. 6 < a《0. 75且V3。加大於9m3/t時，煤層變軟，突出危險； 當a《0. 6且V3。小於9m3/t時，煤層鬆軟，突出威脅； 當a《0. 6且V3。大於9m3/t時，煤層鬆軟，突出危險。
權利要求可攜式V30瓦斯突出預測儀，包括低濃甲烷監測元件、高濃甲烷監測元件、電源電路、時鐘電路和單片機，電源電路用於給低濃甲烷監測元件和高濃甲烷監測元件供電，低濃甲烷監測元件和高濃甲烷監測元件分別通過信號放大電路和轉換控制電路與單片機連接，時鐘電路給單片機輸入時鐘信號，其特徵在於所述單片機內設置有V30指標比較器、塊度係數α定義與計算判斷模塊、V30與移動V30的比值n計算模塊及其判斷指標，並設置有比值n判斷模塊。
2. 根據權利要求1所述的可攜式^。瓦斯突出預測儀，其特徵在於所述單片機通過驅動電路與聲光報警器連接。
3. 根據權利要求1或2所述的可攜式V3。瓦斯突出預測儀，其特徵在於所述單片機與作為輸入的鍵盤和作為輸出的顯示器連接。
4. 根據權利要求3所述的可攜式^。瓦斯突出預測儀，其特徵在於所述單片機通過通訊接口電路與PC機雙向連接。
專利摘要本實用新型涉及可攜式V30瓦斯突出預測儀，包括低濃甲烷監測元件、高濃甲烷監測元件、時鐘電路和單片機，高、低濃甲烷監測元件分別通過信號放大電路和轉換控制電路與單片機連接，時鐘電路給單片機輸入時鐘信號。在單片機內設置有V30指標比較器、塊度係數α定義與計算判斷模塊、V30與移動V30的比值n計算模塊及其判斷指標，並設置有比值n判斷模塊。本實用新型除保持原有V30特色外，還增加了煤的強度內容，以及動態指標n，實現工作面突出危險性的多元信息綜合判斷，採用全自動測量判斷方法，並具有採掘環境自適應功能，從而大大提高了預測的準確性。
文檔編號E21F7/00GK201521317SQ20092020680
公開日2010年7月7日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年10月23日
發明者何金籌, 華福民, 吳渝, 吳琪, 徐東, 李小榮, 王渝, 蘇文叔 申請人:重慶俞科礦山設備有限公司