一種鑽孔氡析出量差異性測定裝置的製作方法

2023-11-01 17:11:18 2

本實用新型涉及一種鑽孔氡析出量差異性測定裝置，主要適用於煤礦井下不同位置煤巖氡析出差異性的測定。

背景技術：

我國是煤與瓦斯災害發生最嚴重的國家之一，全國有900多處煤礦存在著發生煤與瓦斯突出的危險；隨著開採深度的不斷加深，地應力不斷加大，這一現象會愈加嚴重；煤與瓦斯突出是一種在很短時間內將大量瓦斯和煤體拋出的現象，這個過程伴隨著能量釋放的同時，還有少量反射性核素的析出，其中氡(Rn)就是一種重要的表現形式；因此，建立測氡法與煤與瓦斯突出之間的關係，將會成為具有很高應用價值的研究方向。

氡(Rn)是由鈾的衰變產物鐳衰變的中間產物，其分布範圍十分地廣泛；不僅可在煤體中找到其蹤跡，它還廣泛存在於巖石介質中；近年來，學者們發現氡具有可自由運移與積聚於微孔及微裂隙中的特性，針對這一特性展開了一系列的研究，促使氡測量技術日益成熟，並且被廣泛應用與多種領域，其中包括了尋找礦藏、醫學、地震的預測預報、地質構造以及環境檢測與評價等領域。

技術實現要素：

本實用新型提供一種簡單有效的鑽孔析出量差異性手動測定裝置

為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案：一種鑽孔氡析出量差異性測定裝置，包括封孔裝置、氣體採集裝置、乾燥裝置三部分，封孔裝置包括有封孔膠囊、注氣管路、手動氣泵、閥門、壓力表及金屬管；氣體採集裝置包括有抽氣筒、集氣袋、軟膠管及閥門組成；封孔裝置、乾燥裝置和氣體採集裝置均是通過軟膠管相連接。

所述封孔裝置是氣壓膠囊封孔，其特徵在於，膠囊與壓力表、手動氣泵、手動閥門通過硬膠管相連；封孔時，通過手動氣泵向膠囊裡注氣，當壓力表達到一定數值時，證明膠囊發生完全膨脹，與煤壁緊密接觸，進行密實封孔；採集完氣體後，通過控制手動閥門使其氣體放出，膠囊得到卸壓，進而而可順利取出封孔裝置。

所述氣體採集裝置其特徵在於，抽氣筒、集氣袋和閥門通過軟膠管相連，其中抽氣筒進、出口均有單向閥片，保證在採集氣體時，氣體僅從進氣口進，出氣口出；集氣袋上布置有兩個閥門與兩個氣孔，可隨時控制氣體的採集與釋放。

本實用新型具有以下優點：本實用新型主要包括包括封孔裝置、氣體採集裝置和乾燥裝置三部分，其結構簡單，封孔裝置可以重複利用，從而可快速採集到不同鑽孔深度條件下析出的新鮮氣樣；系統中有乾燥裝置，消除水分對測定結果造成的誤差；整套裝置均是手動操作，其靈活性大大增強。

附圖說明

附圖1為本實用新型的氣體採集裝置示意圖。

附圖2為本實用新型的抽氣筒結構示意圖。

其中1-手動氣泵；2-手動閥門；3-氣體壓力表；4-硬膠管；5-乾燥裝置；6-抽氣筒；7-軟膠管；8-閥門；9-集氣袋；10-金屬管；11-封孔膠囊；12-氣室；13-氣孔；14-單向閥片；15-進氣孔；16-出氣孔；17-活動塞；18-筒體；19-手柄。

具體實施方式

在附圖1鑽孔氣體手動採集裝置中，包括有封孔裝置和氣體採集裝置，所述封孔裝置有手動氣泵1、手動閥門2、氣體壓力表3和膠囊11四者通過硬膠管4相連，氣室12通過金屬管10和硬膠管4與氣體採集裝置連接在一起；所述氣體採集裝置包括有乾燥裝置5、抽氣筒6和集氣袋9三者之間通過閥門8和軟膠管7連接共同組成氣體採集裝置。

(1)首先，利用鑽孔設備向煤礦井下工作面垂直煤壁方向鑽取3m深的鑽孔，然後將金屬管10、膠囊11放入鑽孔中，打開手動閥2、手動氣泵1向膠囊11進行注氣，觀察氣體壓力表3，當其值達到0.3MPa時，關閉氣體壓力表3，靜止5分鐘，使鑽孔內氣體流動達到相對平衡狀態，然後按照附圖1所示，用軟膠管7依次將封孔裝置與乾燥裝置5、抽氣筒6、集氣袋9連接起來，然後使前後抽拉手柄19帶動活動塞17運動，從而使瓦斯抽採筒6產生負壓，使氣室12新鮮氣樣，通過氣孔13、進氣孔15、出氣口16，被注入集氣袋9中，待集氣袋9完全膨脹後，關閉閥門8，完成3m鑽孔氣體採集。

(2)更換集氣袋9，打開閥門2，使封孔膠囊11卸壓後，取出，然後再次運用鑽孔設備沿著原始鑽孔繼續鑽孔使其深度達到5m，最後重複步驟1，完成5m鑽孔新鮮氣體採集。

重複步驟1和步驟2，可依次完成7m、9m和11m鑽孔氣體的採集。

最後，將集氣袋帶回地面，利用專業的測氡儀器來完成每一袋氣體氡濃度的測量，所得數據進行對比分析可得到煤層中不同位置氡含量的差異性。

該手動裝置可以方便、快速的獲取到煤層不同位置處的新鮮氣樣，並完成氡析出量差異性測定，進而快速出不同深度煤層其氡析出量變化規律，並與礦井上瓦斯湧出初速度資料進行對比，從而為測氡法預測煤與瓦斯突出災害提供依據。