[实用新型]一种采空区气体原位监测装置

说明书

本实用新型涉及一种采空区气体原位监测装置，属于煤矿采空区自然发火监控领域。该装置包括气体取样组件、甲烷检测模组、多个气体浓度检测模组、主板和电池组件；气体取样组件包括过滤器组件、采样泵组件和取样管路；采样泵组件包括负压抽气泵和本安保护与控制电路；采样泵组件通过两级的过滤组件和气管连接多个气体浓度检测模组；气体取样组件由负压抽气泵产生负压，将采空区内气体通过取样管路抽送到多个气体浓度检测模组的气室；主板上的采样泵控制电路通过隔离器件控制负压抽气泵的工作，实现采空区气体的远距离抽气取样。本实用新型能够实现采空区自然发火关键特征气体就近实时监测。

技术领域

本实用新型属于煤矿采空区自然发火监控领域，涉及一种采空区气体原位监测装置。

背景技术

近年来，随着矿井开采强度加大，采空区范围不断扩大，特别是综采放顶煤采煤法的推广应用后，采空区留有大量浮煤，采空区煤自燃火灾尤为严重，因此煤矿企业对采空区自然发火监测日益重视，人工定期取样和束管监测系统逐步在煤矿应用普及，起到了一定的检测及预防效果。

煤矿企业主要采用气相色谱法和吸收光谱法对煤自燃指标气体进行定量检测。气相色谱仪作为束管监测系统的核心终端已被煤矿企业广泛使用，但利用气相色谱仪的传统人工采样检测方法效率低且存在时间滞后性。吸收光谱法主要有使用宽带光源的傅里叶变换红外光谱(FTIR)和非分散红外光谱(NDIR)技术，以及使用窄带光源的红外激光光谱检测技术(如可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术)，其中以NDIR和TDLAS技术的发展应用最为广泛。吸收光谱法虽然具有寿命长、选择性好、灵敏度强和检测精度高等优点，是煤矿优先发展的气体测定技术；但是井下束管采样、地面色谱分析的束管监测系统存在可靠性差、测试周期长、管路破漏难以寻源等问题。

因此，上述两种方式都不能很好的实现采空区气体实时监测，亟需一种新的监测装置来解决上述问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种采空区气体原位监测装置，解决井下束管采样、地面色谱分析的束管监测系统存在可靠性差、测试周期长、管路破漏难以寻源等问题。本实用新型通过靠近采空区布置具有多种气体组分分析功能的气体监测装置，实现采空区自然发火关键特征气体就近实时监测，实现采空区自然发火状态的科学监测，消除煤矿采空区火灾隐患，保障煤矿安全生产。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种采空区气体原位监测装置，包括气体取样组件、甲烷检测模组4、多个气体浓度检测模组6、主板8和电池组件7；

所述气体取样组件包括过滤器组件、采样泵组件3和取样管路；所述过滤器组件包括一级过滤器5和二级过滤器2；所述采样泵组件3包括负压抽气泵；

所述采样泵组件3的进气端连接一级过滤器5，出气端连接二级过滤器2的进气端，二级过滤器2的出气端通过气管连接多个气体浓度检测模组6；所述气体取样组件由采样泵组件3产生负压，将采空区内气体通过取样管路抽送到多个气体浓度检测模组6的气室；所述主板8上的采样泵控制电路与采样泵组件3没有电气连接，通过光或磁隔离器件控制负压抽气泵的工作，实现采空区气体的远距离抽气取样；

所述主板8通过气体采样模组接口电路与甲烷检测模组4和多个气体浓度检测模组6连接；所述主板8与采样泵控制电路电气连接，控制采样泵控制电路的启停工作。

进一步，所述多个气体浓度检测模组6包括一氧化碳检测模组、氧气检测模组、乙烯检测模组、乙炔检测模组和二氧化碳检测模组。

进一步，所述主板8包括电压转换电路、微处理器、通讯电路、遥控接收电路、气体采样模组接口电路、报警电路、采样泵控制电路和液晶显示模块9。