(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210798560.0 (22)申请日 2022.07.08 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114858224 A (43)申请公布日 2022.08.05 (73)专利权人 山西中能华信矿业 技术有限公司 地址 030000 山西省太原市小店区温家堡 村东一排二号 (72)发明人 邵阳　韩勇　康宇　李祝　张家行　 李豪君　曹少佐　梁娟娟　 (74)专利代理 机构 重庆百润洪知识产权代理有 限公司 5 0219 专利代理师 尹洪剑 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01)E21F 7/00(2006.01) (56)对比文件 CN 102425708 A,2012.04.25 CN 109798151 A,2019.0 5.24 CN 21510 5953 U,2021.12.10 CN 216345463 U,2022.04.19 CN 113567703 A,2021.10.2 9 GB 2017162 29 D0,2017.1 1.22 CN 106442721 A,2017.02.2 2 CN 108533884 A,2018.09.14 JP 2011102785 A,201 1.05.26 审查员 杨诗颖 (54)发明名称 一种矿井作业瓦斯检测用抽采 装置及方法 (57)摘要 本发明涉及一种矿井作业瓦斯检测用抽采 装置及方法， 涉及瓦斯检测辅助设备的技术领 域， 包括带有甲烷浓度探测器的行进测量装置， 行进测量装置包括U型拱板， U型拱板两外侧分别 设置有抵接行进组件， 抵接行进组件包括输出端 垂直于U型拱板外侧面的转动电缸， 转动电缸输 出端上设置有C型安装架， C 型安装架内侧转动连 接有滚轮， C型安装架外侧固定设置有驱动滚轮 转动的电机， 电机上设置有计步器， 电机输出端 与滚轮转动轴固定连接， C 型安装架与U型拱板 之 间的转动电缸外侧套设有弹簧， U型拱板内侧设 置超声波测速仪， 超声波测速仪和计步器连接有 控制器， 所述控制器连接有地面信息处理终端， 本发明具有准确探测管道堵塞和泄露程度的技 术效果。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114858224 B 2022.10.14 CN 114858224 B 1.一种矿井作业瓦斯检测用抽采方法， 其特征在于， 其抽采装置包括带有甲烷浓度探 测器的行进测量装置 （1） ， 所述行进测量装置 （1） 包括U型拱板 （11） ， 所述U型拱板 （11） 两外 侧分别设置有抵接行进组件 （12） ， 所述抵接行进组件 （12） 包括输出端垂直于U型拱板 （11） 外侧面的转动电缸 （121） ， 所述转动电缸 （121） 输出端上设置有C型安装架 （122） ， 所述C型安 装架 （122） 内侧转动连接有滚轮 （123） ， 所述C型安装架 （122） 外侧固定设置有驱动滚轮 （123） 转动的电机 （124） ， 所述电机 （124） 上设置有计步器 （1241） ， 所述电机 （124） 输出端与 滚轮 （123） 转动轴固定连接， 所述C型安装架 （122） 与U型拱板 （11） 之间的转动电缸 （121） 外 侧套设有弹簧 （125） ， 所述U型拱板 （11） 内侧设置超声波测速仪 （13） ， 所述超声波测速仪 （13） 的输出端和接收端分别位于U型拱板 （11） 两内侧壁上， 所述U型拱板 （11） 内壁顶部设置 有水平仪 （14） ， 所述U型拱板 （11） 内壁顶部还设置有角度传感器 （15） ， 所述转动电缸 （121） 和电机 （124） 的输入端 连接有控制器 （16） ， 所述控制器 分别与计步器 （1241） 、 超声波测速仪 （13） 、 水平仪 （14） 和角度传感器 （15） 的输出端连接， 所述控制器 （16） 无线连接有地面信息 处理终端 （17） ， 所述U型拱板 （11） 顶部设置有抵接滑轮 （111） ， 所述抵接滑轮 （111） 至少设置 2个， 所述抵 接滑轮 （1 11） 沿着U型 拱板 （11） 轴向设置； 抽采方法包括以下步骤： S1： 将行进测量装置 （1） 放进管道 （2） 内， 然后调整转动电缸 （121） 使得其抵接管道 （2） 内壁， 然后对电机 （124） 上的计步器 （1241） 进行调零， 然后驱动电机 （124） 行进并实时监测 其位移， 并通过角度传感器 （15） 感知其转向从而确定行进测量装置 （1） 在管道 （2） 内部的具 体位置， 同时在管道 （2） 顶端匀速抽采保持管道内稳定负 压， 采用超声波测速仪 （13） 持续性 监测U型拱板 （11） 内壁的风速Vx变化； S2： 将监测数据通过无线实时传输到地面信息处理终端 （17） 进行数据处理并判断管道 （2） 内是否发生堵塞或者泄 露； S3:如果判断结果为堵塞， 那么根据监测数据计算堵塞物 （3） 体积， 然后根据计算值判 断堵塞严重程度； S31： 实时监测风速Vx， 已知同一根管道 （2） 内相同时间内每等量长的管道 （2） 内流经的 风量是相同的， 风量Q=风速Vx*管道横截面积Sx， 管道 （2） 内放置行进测量装置 （1） 的无堵塞 的管道 （2） 横截面积为S； S32： 如果风速开始变大， 计步器 （1241） 行进的位移为a， 如果风速开始恢复正常， 计步 器 （1241） 行进的位移为b， 那么堵塞体积为 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114858224 B 2一种矿井作业瓦斯检测用抽采装 置及方法 技术领域 [0001]本发明涉及瓦斯检测辅助设备的技术领域， 尤其是指一种矿井作业瓦斯检测用抽 采装置及方法。 背景技术 [0002]煤矿瓦斯， 又称煤层气， 腐植型的有机质， 被细 菌分解， 可生成瓦斯， 其后随着沉积 物埋藏深度增加， 在漫长的地质年代中， 由于煤层经受高温、 高压的作用， 进入煤的碳化变 质阶段， 煤气挥发分减少， 固定碳增加， 又生成大量瓦斯， 保存在煤层或岩层的孔隙和 裂隙 内。 煤矿瓦斯抽采就是向煤层和瓦斯 集聚区域打钻， 将钻孔接在专用的管路上。 [0003]现有技术中的瓦斯抽采过程一般都需要检测管道是否有堵塞或者泄露的情 况， 但 是目前瓦斯抽采只能探测到管道是否出现堵塞和泄露， 无法准确判断管道泄露或者堵塞程 度。 发明内容 [0004]本发明的目的是提供一种矿井作业瓦斯检测用抽采装置及方法， 其具有准确探测 管道堵塞和泄 露程度的效果。 [0005]本发明的上述发明目的是通过以下技 术方案得以实现的： [0006]一种矿井作业瓦斯检测用抽采装置， 包括带有甲烷浓度探测器 的行进测量装置， 所述行进测量装置包括U型拱板， 所述U型拱板两外侧分别设置有抵接行进组件， 所述抵接 行进组件包括输出端垂 直于U型拱板外侧面的转动电缸， 所述转动电缸输出端 上设置有C型 安装架， 所述C型安装架内侧转动连接有滚轮， 所述C型安装架外侧固定设置有驱动滚轮转 动的电机， 所述电机上设置有计步器， 所述电机输出端与滚轮转动轴固定连接， 所述C型安 装架与U型拱板之间的转动电缸外侧套设有弹簧， 所述U型拱板内侧设置超声波测速仪， 所 述超声波测速仪的输出端和接收端分别位于U型拱板两内侧壁上， 所述U 型拱板内壁顶部设 置有水平仪， 所述U 型拱板内壁顶部还设置有角度传感器， 所述转动电缸和电机的输入端连 接有控制器， 所述控制器分别与计步器、 超声波测速仪、 水平仪和角度传感器的输出端连 接， 所述控制器无线连接有地 面信息处 理终端。 [0007]优选的， 所述U型拱板顶部设置有抵接滑轮， 所述抵接滑轮至少设置2个， 所述抵接 滑轮沿着U型 拱板轴向设置 。 [0008]根据以上所述的一种矿井作业瓦斯检测用抽采装置的一种矿井作业瓦斯检测用 抽采方法， 包括以下步骤： [0009]S1： 将行进测量装置放进管道内， 然后调整转动电缸使得其抵接管道内壁， 然后对 电机上的计步器进行调零， 然后 驱动电机行进并实时监测 其位移， 并通过角度传感器感知 其转向从而确定行进测量装置在管道内部的具体位置， 同时在管道顶端匀速抽采保持管道 内稳定负压， 采用超声 波测速仪持续性监测U型拱板内壁的风速Vx变化； [0010]S2： 将监测数据通过无线实时传输到地面信息处理终端进行数据处理并判断管道说　明　书 1/4 页 3 CN 114858224 B 3