專利名稱：煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置。
根據《煤礦安全監察條例》、《煤礦安全規程》等法律法規的規定，我國大部份煤礦井下都已裝備了瓦斯斷電儀、煤礦安全監控系統。瓦斯斷電儀以及煤礦安全監控系統中的甲烷傳感器、一氧化碳傳感器、溫度傳感器等，都是固定的安裝在煤礦井下各監測地點，長時間、連續性地工作，以監測甲烷、一氧化碳等有毒有害氣體的變化情況和溫度等物理參數的變化情況。這些儀器的安裝、使用對保障煤礦安全生產起到了重要的作用，但都存在著一個先天不足的毛病，即它們只能安裝工作在人員所能達到的地點，而對于人員不能到達的地點(如采空區、密閉區、鉆孔眼等地方)就無法安裝，因而對這些地點的空氣成份、溫度等也就不能實現監測。然而，對煤礦井下各采空區、密閉區等地點一氧化碳、乙烯、氧氣、溫度的監測又是十分重要和非常必要的。這是因為，通過對這些區域內空氣中氧氣、一氧化碳、乙烯含量和溫度的測定，便可得知這些區域內有無煤自燃發火災害產生；若溫度和一氧化碳等含量較低，就證明這些區域里情況正常，生產作業可以正常進行；若溫度和一氧化碳等含量較高，就證明這些區域里已經或是將要產生煤自燃災害，需要及時地采取措施消除這個災害，以保障煤礦安全生產正常進行。為了解決上述問題，到現在為止，國際國內有兩種方法來實現對煤礦井下采空區、密閉等區域內氣體成份的檢測和監測。第一種是人工取樣的方法，如陳淮新已獲得國家專利的專利號為98201383.3的“煤礦環境氣體自動取樣器”，就是人工取樣充裝到球膽內后用比長式檢定管分析定值或是把球膽攜帶到地面后送進氣相色譜儀里分析定值。第二種方法是裝備束管監測系統，該系統由塑料管路、氣泵、氣相色譜儀(或是紅外線分析儀)等組成，氣相色譜儀和氣泵安設在地面，塑料管路一直從地面鋪設到井下各監測點，當需要檢測這些地點的氣體成份時，就開動氣泵抽取氣體到地面儀器里分析定值。這兩種方法的共同缺點是①不能長時間連續監測；②不能測量密閉空間里的溫度；尤其是束管監測系統成本高達幾十萬元，有的煤礦裝備不起。現有技術有改進完善的必要。
本實用新型的目的是克服上述不足，提供一種改進的煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置，使各種類型的煤礦安全監控系統也能夠監測煤礦井下各采空區、官閉區內的氣體和溫度等變化情況。這套裝置結構簡化，體積減小，實現便攜、測量精度高，適用范圍廣，使用方便，成本低。
本實用新型的目的是這樣實現的一種煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置，該預測預報裝置連接一煤礦安全監控系統，其特征在于該預測預報裝置的結構為
一盒體以蓋密封，該盒體內腔中安裝有至少一臺連接電源的微型電動氣泵，該氣泵有伸出盒體外壁的塑料進氣管，該進氣管上設有氣體過濾器；該氣泵的出氣管通往盒體的密封內腔；在該盒體內腔中裝有至少一臺傳感器，該傳感器有伸出盒體外壁的電纜線，該電纜線設有喇叭口；在盒體的一側壁上裝有一單向放氣閥。
本實用新型的目的還可以通過以下措施實現所述設置于密封盒體內的氣泵可以為多臺，各氣泵的進氣塑料管伸往礦井不同地區；所述傳感器可以為多臺，該多臺傳感器分別為甲烷、一氧化碳、氧氣、乙烯的氣體傳感器及溫度傳感器。
在所述電動氣泵的進氣管上設置有流量傳感器以檢測電動氣泵是否真正開動。
所述傳感器設置有傳感器密封罩，該密封罩設有進氣管和出氣管，該出氣管伸出盒體之外，該出氣管設有喇叭口；所述電動氣泵的出氣管以管路連通傳感密封罩的進氣管。
所述電動氣泵的導線連接一時間控制電路。
在所述封閉盒體的內腔中還裝有至少一臺電磁閥，所述電動氣泵的進氣管連通該各電磁閥的出氣管，該各電磁閥的進氣管伸出盒體的外壁，該進氣管設有喇叭口，該各電磁閥的導線連接所述時間控制電路。
所述電動氣泵的電源可以是外接電源，也可以是設置于密封盒體內的充電電池組，也可以是本質安全型電源。
所述密封盒體的盒蓋上設有透明觀察窗。
所述電動氣泵的伸出盒體的各進氣塑料管束的端部設有喇叭口。
本實用新型有以下積極有益的效果在具有單向放氣閥、喇叭口、窗口為特征的金屬密封箱里，組裝了微型空氣泵、電磁閥、塑料管路、時間控制電路、流量傳感器、充電電池組等，在時間電路自動控制下，微型空氣泵等定時開停，將煤礦井下密閉區、采空區里的空氣抽取到這個金屬密封箱里來，并形成了一個有進有出、壓力平衡的氣體通道，金屬箱里的空氣情況就是密閉區、采空區里的空氣情況的真實反映和再現；因而放置在這個金屬箱里的甲烷、氧氣、一氧化碳、乙烯、溫度等傳感器，對這個金屬箱里空氣情況的監測也就是對密閉區、采空區里空氣情況的監測。這就使得各種類型的煤礦安全監控系統中的各種傳感器從不能監測密閉區、采空區里的空氣情況發展到能夠監測密閉區、采空區的氣體情況，使煤礦安全監控系統的功能得到了發展、完善和健全。煤礦安全監控系統有了這個功能后，各煤礦就沒有必要再去裝備束管監測系統，甚至氣相色譜儀也沒有必要裝備了。
本裝置結構簡化，體積減小，實現便攜、測量精度高，適用范圍廣，使用方便，成本低。
現結合附圖進行說明
圖1是本實用新型一實施例的結構外形示意圖；圖2是圖1揭去上蓋顯示盒內組件的結構示意圖。
附圖編號1.盒體 2.蓋3.傳感器4.傳感器的電源線和信號線 5.有喇叭口的電纜線6.微型電動氣泵 7.微型空氣泵的進氣管8.塑料進氣管9.塑料管束喇叭口 10.過濾器 11.時間控制電路12.時間控制電路的電源線、信號線喇叭口13.微型空氣泵出氣管14.單向放氣閥 15.傳感器密封罩16.傳感器密封罩出氣管 17.流量傳感器 18.電磁閥19.電磁閥進氣管20.本質安全型電源 21.充電電池組22.觀察窗 23.螺釘請參照圖1、圖2，本實用新型是一種煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置，該預測預報裝置連接一煤礦安全監控系統。
該預測預報裝置的結構為一盒體1以蓋2密封，該盒體內腔中安裝有至少一臺連接電源的微型電動氣泵6，該氣泵6有伸出盒體外壁的塑料進氣管8，該進氣管上設有氣體過濾器10；該氣泵的出氣管13通往盒體1的密封內腔；在該盒體內腔中裝有至少一臺傳感器3，該傳感器有伸出盒體外壁的電纜線，該電纜線設有喇叭口5；在盒體1的一側壁上裝有一單向放氣閥14。
所述設置于密封盒體內的氣泵6可以為多臺，各氣泵的進氣塑料管8伸往礦井不同地區；所述傳感器3可以為多臺，該多臺傳感器分別為甲烷、一氧化碳、氧氣、乙烯的氣體傳感器及溫度傳感器。
在所述電動氣泵6的進氣管8上設置有流量傳感器17以檢測電動氣泵是否真正開動。
所述傳感器3設置有傳感器密封罩15，該密封罩設有進氣管和出氣管，該出氣管伸出盒體之外，該出氣管設有喇叭口；所述電動氣泵6的出氣管13以管路連通傳感密封罩15的進氣管。
所述電動氣泵6的導線連接一時間控制電路11。
在所述封閉盒體1的內腔中還裝有至少一臺電磁閥18，所述電動氣泵6的進氣管7連通該各電磁閥的出氣管，該各電磁閥18的進氣管19伸出盒體1的外壁，該進氣管設有喇叭口，該各電磁閥18的導線連接所述時間控制電路11。
所述電動氣泵6的電源可以是外接電源，也可以是設置于密封盒體內的充電電池組21，也可以是本質安全型電源20。
所述密封盒體的盒蓋上設有透明觀察窗22。
所述電動氣泵的伸出盒體的各進氣塑料管束的端部設有喇叭口。
本煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置的結構特點和工作原理煤礦安全監控系統煤自燃預測預報裝置的基本結構如圖1、圖2所示。其工作原理為；在煤礦井下待監測地點，安放著一套密閉的金屬箱，金屬箱可由鋼板或由不銹鋼板焊接而成，金屬箱分成殼體1和蓋板2兩部分，殼體和蓋板用埋頭內方螺栓連接，金屬箱的基本體積為長×寬×高＝400×300×200mm，但也可以根據用戶的要求(即內部放置東西的多少)隨意擴大或縮小其體積。在這套密閉的金屬箱內放置著傳感器3(可以放置單一的甲烷、一氧化碳、乙烯、氧氣、溫度傳感器，也可以同時放置幾個傳感器)。傳感器長時間連續通電工作著，沒有待檢測氣體進入金屬箱時，其顯示值基本為零；當有待檢測氣體進入金屬箱時，傳感器就能顯示出待檢氣體的真實值；傳感器的電源線和信號線4通過殼體喇叭口5通向金屬箱外，與其主機或是安全監控系統相連接。金屬箱里也安放著微型空氣泵6(可以是薄膜泵也可以是離心式葉片泵)。微型空氣泵的進氣口7連接著塑料管8，該塑料管穿過金屬箱殼體上的喇叭口9敷設進待檢測地點。根據用戶實際需要塑料管短則可幾米，長則可達數百米，直接埋設到需要檢測的密閉區、采空區或鉆孔眼里，塑料管中間有過濾器10，以過濾灰塵和水蒸汽等。微型空氣泵是由5V-12V的直流電動機驅動，因為直流電動機和泵體組裝在一起，在圖2上就不再注明直流電動機的位置了。直流電動機的啟停是在時間控制電路11控制下進行的。外接電源通過喇叭口12向時間控制電路和直流電動機提供電源。微型空氣泵在時間控制電路的控制下，定時開動(開停的時間、間隔的時間可由用戶在時間控制電路上任意設定)，把密閉區或采空區里的氣體抽取到密閉的金屬箱里來。氣體流通的路徑是，從塑料管8到泵的進氣口7，再從泵的出氣口13流進金屬箱內。考慮到開泵之初抽取的氣體不太真實以及長時間開泵金屬箱內空氣壓力較高這兩個因素，在機殼上設置了一個單向放氣閥14，當金屬箱內氣體壓力達到300Pa時，氣體會頂開放氣閥14，排向金屬箱外，從而這套裝置完整的空氣通路也就形成了。空氣通路的另一種形式是，微型空氣泵的出氣口與傳感器的密封罩15相連接，氣體進入密封罩后又從另一出口管路穿過喇叭口16而排出金屬箱外。微型空氣泵繼續抽氣傳感器就會穩定地顯示出密閉區或是采空區里的溫度、一氧化碳、乙烯、甲烷等的真實值。時間控制電路可以由用戶任意靈活地設定時間，比如用戶可以設定每隔4小時啟動一次微型空氣泵，每啟動一次開啟5分鐘時間即停止，那么在這5分鐘時間里，傳感器就可以把監測到的真實值，直接顯示出來并把有關信號傳送給監控系統。微型空氣泵的進口處有一個流量傳感器17，設置該流量傳感器的目的，是把空氣泵是否真正開啟的信號告知給監控系統。該流量傳感器的電源線和信號線也是通過喇叭口12與外面相連接。
如前所述，煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置，其基本結構是固定的(如密閉的金屬箱、單向放氣閥、時間控制電路、微型空氣泵、流量傳感器、放置傳感器的空間、抽氣塑料管路等)，但又可以根據用戶的實際需要做機動靈活的設置。如果只放置一個傳感器，金屬箱的體積可以做得較小，如果是放置幾個傳感器，金屬箱的體積就得大很多。為了適應小煤礦的需要，這個金屬箱里也可以只放置一、二臺便攜式檢測儀，同樣能檢測密閉、采空區里的氣體、溫度等情況，這個金屬箱的體積就會做得很小了。微型空氣泵的設置也是根據用戶實際需要，可以設置成一個泵連接一根塑料管路、監測一個地點，也可以設置成多個泵連接多根塑料管路監測多個地點，這種情況就不多敘述了。下邊再重點介紹介紹煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置的其他三種結構形式。
煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置的第二種結構形式是在第一種結構形式的基礎上又增加了電磁閥，當監測點達到2個以上，也即塑料管路達到2根以上時，可以只用一個微型空氣泵(即不增加泵了)帶動2個以上的電磁閥的辦法，空氣泵和電磁閥都在時間控制電路的控制下分時啟停，以分別抽取各個監測點的氣體，采用這種結構形式時，空氣的進路就是從喇叭口的進氣管19進入電磁閥，再由電磁閥的出口進入到微型空氣泵的進氣口。采用電磁閥而不采用多個泵的優點是電磁閥體積小、重量輕、價格便宜。
煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置的第三種結構形式是可以在前兩種結構形式的基礎上增加本質安全型電源20，在前兩種結構形式中，其時間控制電路、微型空氣泵、電磁閥1氣體流量傳感器的電源都是靠外接電源供電；而在這三種結構形式中，我們設置了一套本質安全型電源，上述的電路、電器就靠它供電了。這樣做的好處是，減少了一套外接的本質安全型電源，降低了造價，顯得整套裝置更簡單、更加一體化。
煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置的第四種結構形式，我們把它做成了一套便攜式的、可以隨身攜帶的形式，這套裝置的結構形式同第一種結構形式基本相同，只是采用一個微型空氣泵，因而也就沒有時間控制電路，微型空氣泵的電源靠充電電池組21提供，這種便攜式的結構特點更適宜于中小煤礦使用，中小煤礦采用了它就更不必裝備束管監測系統和氣相色譜儀了。
權利要求1.一種煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置，該預測預報裝置連接一煤礦安全監控系統，其特征在于該預測預報裝置的結構為一盒體(1)以蓋(2)密封，該盒體內腔中安裝有至少一臺連接電源的微型電動氣泵(6)，該氣泵(6)有伸出盒體外壁的塑料進氣管(8)，該進氣管上設有氣體過濾器(10)；該氣泵的出氣管(13)通往盒體(1)的密封內腔；在該盒體內腔中裝有至少一臺傳感器(3)，該傳感器有伸出盒體外壁的電纜線，該電纜線設有喇叭口(5)；在盒體(1)的一側壁上裝有一單向放氣閥(14)。
2.如權利要求1所述的煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置，其特征在于所述設置于密封盒體內的氣泵(6)可以為多臺，各氣泵的進氣塑料管(8)伸往礦井不同地區；所述傳感器(3)可以為多臺，該多臺傳感器分別為甲烷、一氧化碳、氧氣、乙烯的氣體傳感器及溫度傳感器。
3.如權利要求1所述的煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置，其特征在于在所述電動氣泵(6)的進氣管(8)上設置有流量傳感器(17)以檢測電動氣泵是否真正開動。
4.如權利要求1所述的煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置，其特征在于所述傳感器(3)設置有傳感器密封罩(15)，該密封罩設有進氣管和出氣管，該出氣管伸出盒體之外，該出氣管設有喇叭口；所述電動氣泵(6)的出氣管(13)以管路連通傳感密封罩(15)的進氣管。
5.如權利要求1所述的煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置，其特征在于所述電動氣泵(6)的導線連接一時間控制電路(11)。
6.如權利要求1所述的煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置，其特征在于在所述封閉盒體(1)的內腔中還裝有至少一臺電磁閥(18)，所述電動氣泵(6)的進氣管(7)連通該各電磁閥的出氣管，該各電磁閥(18)的進氣管(19)伸出盒體1的外壁，該進氣管設有喇叭口，該各電磁閥(18)的導線連接所述時間控制電路(11)。
7.如權利要求1所述的煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置，其特征在于所述電動氣泵(6)的電源可以是外接電源，也可以是設置于密封盒體內的充電電池組(21)，也可以是本質安全型電源(20)。
8.如權利要求1所述的煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置，其特征在于所述密封盒體的盒蓋上設有透明觀察窗22。
9.如權利要求1所述的煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置，其特征在于所述電動氣泵的伸出盒體的各進氣塑料管束的端部設有喇叭口。
專利摘要一種煤礦安全監控煤自燃預測預報裝置,其結構為:一盒體以蓋密封,盒體內腔中裝有至少一臺電動氣泵,該氣泵有伸出盒體外壁的塑料進氣管,該進氣管上設有氣體過濾器,該氣泵的出氣管通往盒體的密封內腔,盒體內裝有至少一臺傳感器,該傳感器有伸出盒體外壁的電纜線,在盒體的側壁上裝有單向放氣閥。本實用新型使各種類型的煤礦安全監控系統也能夠監測煤礦井下各采空區、官閉區內的氣體和溫度等變化情況。本裝置結構簡化,實現便攜,適用范圍廣。
文檔編號G08B21/00GK2466652SQ0120114
公開日2001年12月19日 申請日期2001年1月15日 優先權日2001年1月15日
發明者陳淮新, 鄭建東 申請人:陳淮新, 鄭建東