一种可调式煤层气体检测装置及其使用方法

本发明涉及煤气检测设备，尤其涉及一种可调式煤层气体检测装置及其使用方法。

背景技术：

1、煤层气，是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分，以吸附在煤基质颗粒表面为主，部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的半生矿产资源，属非常规天然气，煤层气是一种新型洁净能源，其开发利用可在一定程度上弥补常规油气资源的不足，能够减轻矿井灾害程度和降低矿井生产成本，同时减少温室气体排放，保护大气环境。

2、现有煤层采取甬道中，最容易突增煤层气的区域就是采煤区间，操作人员利用采煤机对煤层进行采取时，由于煤层不同深度、不同位置的煤层气含量都是不同的，随着采煤机的移动采取，一旦在采取的过程中接触并破坏掉煤层中煤层气含量高区域当前的稳态时，则会产生超量的煤层气泄露，影响到甬道内工作人员的人身安全，而市场上常见的两种检测装置：一种直接用于对空气中煤层气含量进行检测的装置，无法做到预防功能，等它检测到煤层气含量超标时，甬道内的空气已经存在大范围的污染；另一种是直接作用于煤上的测定仪，即使用者手动采取对应位置的煤样并将煤样放置于破碎机内，破碎后抽气解析煤层气含量，以市场上常见的cwh12煤层瓦斯含量井下一站式自动化测定仪为例，该种仪器在实际使用时，一方面只能对煤层表面进行取样解析，无法根据采煤机实际采煤深度对煤层内部进行取样采集，另一方面，如果额外配合一种扩张钻头结构来进行层深采样，由于检测点位多，又会降低相对应的工作效率。

3、中国专利cn109946434a公开了一种可调式煤层气体检测装置，其包括检测方向调节组件、吸气头角度调节组件和分析仓，其中，所述吸气头角度调节组件包括吸气头一级角度调节组件和吸气头二级角度调节组件，所述吸气头一级角度调节组件包括吸气头，所述吸气头通过吸气泵将气体吸入且经过吸气管送入所述分析仓中进行分析，所述检测方向调节组件和吸气头角度调节组件共同调节吸气头的位置方向，该装置的自由度多，能够快速的完成角度调节，实现定向快速的检测，控制效率高，反应迅速，灵活可靠，大大减少了工安隐患。但具有没有预防功能的缺点。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于公开了一种可调式煤层气体检测装置及其使用方法，通过设置有一级直杆和二级连杆配合气动运行，以拉近二级连杆和一级直杆间距的形式，控制两个破碎件折叠外翻并拉动破碎刃转动，形成三角区间和直槽区间，能够同时粉碎更多的煤量来保证测试的精准度，又进一步设置有独立存在的三级钻头和二级连杆连接，驱动机构拉动二级连杆的同时，亦能触发伸缩杆结构，致使三级钻头脱离和二级连杆的连接关系，致使伸缩杆、破碎锤头和转动的破碎件形成相对静止，从而辅助破碎件的运行，提高了破碎效率和煤层气的析出率，从而进一步保证了检测的准确性。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种可调式煤层气体检测装置，包括若干个水平摆放的液压支架，固定于所述液压支架内侧的导轨，滑动安装于所述导轨外侧的滑动基座，所述滑动基座的侧端水平固定有电动推杆，所述电动推杆的输出轴侧端固定有电机，所述电机的输出轴端部设置有用于对煤层间扩张粉碎的变径粉碎机构；

4、所述变径粉碎机构还包括辅助煤层间粉碎的辅粉碎单元；

5、所述变径粉碎机构的外侧套接有提供动力的驱动机构；

6、所述变径粉碎机构的内部设置有进一步对煤层间扩张粉碎的变动粉碎机构；

7、所述变径粉碎机构的内部又设置有提取煤层气的解析机构；

8、所述变径粉碎机构配合所述驱动机构提供的动力，在钻入煤层后以扩张的方式一并带动所述辅粉碎单元对煤层间粉碎，所述变动粉碎机构同步配合所述变径粉碎机构并进一步对煤层间扩张粉碎，同时所述解析机构将粉碎产生的煤层气提取出来并解析出单位煤层间的煤层气含量。

9、通过设置有变径粉碎机构随着电机的转动钻入煤层中，同时配合驱动机构提供动力，以变径的形式直接在煤层的内部对煤层进行粉碎，在变径粉碎机构工作的同时，变动粉碎机构和辅粉碎单元同步配合变径粉碎机构进一步对煤层间扩张粉碎，从而保证煤层的粉碎率，且从煤层中析出的煤层气被解析机构抽取，从而解析出煤层中的煤层气含量，以提前预防的形式来保证煤层采取时的安全性。

10、在一个优选的方案中，所述变径粉碎机构包括水平固定于所述电机输出轴端部的一级直杆，所述一级直杆的侧端水平分布有二级连杆，所述一级直杆和所述二级连杆之间形成直槽区间，所述二级连杆的侧端连接有三级钻头，所述一级直杆和所述二级连杆之间通过两个转动连接的破碎件连接，折叠后的两个所述破碎件之间形成三角区间，所述辅粉碎单元设置于两个所述破碎件的侧端。

11、通过设置有一级直杆和二级连杆，配合驱动机构的运行，以拉近二级连杆和一级直杆间距的形式，控制两个破碎件折叠外翻，形成三角区间和直槽区间，并随着电机的转动，从而实现对煤层内部密闭空间的粉碎，区别于传统的扩张钻头结构，本装置一方面能够同时粉碎更多的煤量来保证测试的精准度，另一方面能够直接在密闭的煤层内部直接进行煤矿粉碎解析，减小了外界空气对实验结果的影视，同时又能够根据实际使用环境，自调节煤层粉碎的深度，从而提高现有煤层检测时的便捷度和功能性。

12、在一个优选的方案中，所述驱动机构包括套接于所述一级直杆外侧的筒形气缸，所述筒形气缸的侧端内部又滑动安装有筒形活塞杆，所述筒形活塞杆的侧端转动安装有驱动套，所述二级连杆的一段外侧设置有螺纹槽，所述驱动套滑动套接于所述一级直杆和所述二级连杆的外侧间，同时和所述螺纹槽螺纹连接，所述驱动套的外侧又开设有活动槽。

13、通过设置有由气压推动的驱动套结构，以驱动套的水平移动来调节第二连杆和第一直杆的间距，从而保证本装置运行的完善性，为本设备的运行提供基础条件。

14、在一个优选的方案中，所述变动粉碎机构包括设置于所述二级连杆侧端的连接头，所述连接头水平贯穿至所述三级钻头的内部，所述三级钻头的侧端水平固定有伸缩杆，所述伸缩杆水平贯穿过所述二级连杆并延伸至所述直槽区间内，所述伸缩杆的外侧等距固定有若干个破碎锤头，所述三级钻头的内部滑动安装有若干个固定锥，所述固定锥的侧端卡合于所述连接头内，通过所述连接头和所述固定锥将所述二级连杆和所述三级钻头连接。

15、通过设置有独立存在的三级钻头和二级连杆连接，驱动机构拉动二级连杆的同时，亦能触发伸缩杆结构，致使三级钻头脱离和二级连杆的连接关系，同时利用外伸的固定锥来改变三级钻头和伸缩杆的运动关系，致使伸缩杆、破碎锤头和转动的破碎件形成相对静置，从而进一步的提高本设备的破碎效率，提高煤层气的析出率，保证测试结构的准确性。

16、在一个优选的方案中，所述解析机构包括开设于所述一级直杆内部的进气槽，所述一级直杆的侧端转动套接有进气环，所述进气环水平分布于所述一级直杆和所述电机之间，且所述进气环和所述进气槽的内部贯通连接，所述滑动基座的侧端水平固定有解析仪，所述解析仪和所述进气环之间又通过一根进气管连接。

17、通过设置有连通于第一直杆内部的解析仪，本装置在煤层内部破碎产生的煤层气能够在第一时间内进入到解析仪的内部，从而防止气体的掺入，保证测定结构的精确性。

18、在一个优选的方案中，所述辅粉碎单元包括开设于两个所述破碎件侧端的滑动槽，每个所述滑动槽的内部均滑动安装有一组破碎刃，位于同一组的若干个所述破碎刃的侧端又共同转动安装有一个限位框。

19、通过在破碎件的侧端进一步设置有若干个活动的破碎刃结构，随着破碎件的折叠，能够致使破碎刃发生同步的转动，从而配合破碎件的转动，致使通过三角区间的煤块能够进一步的被粉碎，从而进一步的提高本装置的粉碎效率。

20、由上可知，本发明提供的利用一种可调式煤层气体检测装置及其使用方法，与现有技术相比，具有如下改进和优点：

21、一、通过设置有一级直杆和二级连杆配合气动运行，以拉近二级连杆和一级直杆间距的形式，控制两个破碎件折叠外翻并拉动破碎刃转动，形成三角区间和直槽区间，随着转动实现对煤层内部密闭空间的粉碎，区别于传统扩张钻头的深层打孔，本装置形成的三角区间和直槽区间能够同时粉碎更多的煤量来保证测试的精准度，同时本装置又能够直接在密闭的煤层内部直接进行煤矿粉碎解析，减小了外界空气对实验结果的影视，也能够根据实际使用环境，自调节煤层粉碎的深度，从而提高现有煤层检测时的便捷度和功能性。

22、二、又进一步设置有独立存在的三级钻头和二级连杆连接，驱动机构拉动二级连杆的同时，亦能触发伸缩杆结构，致使三级钻头脱离和二级连杆的连接关系，同时利用外伸的固定锥来改变三级钻头和伸缩杆的运动关系，致使伸缩杆、破碎锤头和转动的破碎件形成相对静止，从而辅助破碎件的运行，提高本装置的破碎效率和煤层气的析出率，从而进一步的保证测试结构的准确性。

技术特征：

1.一种可调式煤层气体检测装置，包括若干个水平摆放的液压支架(1)，固定于所述液压支架(1)内侧的导轨(2)，滑动安装于所述导轨(2)外侧的滑动基座(3)，所述滑动基座(3)的侧端水平固定有电动推杆(4)，所述电动推杆(4)的输出轴侧端固定有电机(5)，其特征在于，所述电机(5)的输出轴端部设置有用于对煤层间扩张粉碎的变径粉碎机构(6)；

2.根据权利要求1所述的一种可调式煤层气体检测装置，其特征在于，所述变径粉碎机构(6)包括水平固定于所述电机(5)输出轴端部的一级直杆(601)，所述一级直杆(601)的侧端水平分布有二级连杆(602)，所述一级直杆(601)和所述二级连杆(602)之间形成直槽区间(606)，所述二级连杆(602)的侧端连接有三级钻头(603)，所述一级直杆(601)和所述二级连杆(602)之间通过两个转动连接的破碎件(604)连接，折叠后的两个所述破碎件(604)之间形成三角区间(607)，所述辅粉碎单元(605)设置于两个所述破碎件(604)的侧端。

3.根据权利要求2所述的一种可调式煤层气体检测装置，其特征在于，所述驱动机构(7)包括套接于所述一级直杆(601)外侧的筒形气缸(701)，所述筒形气缸(701)的侧端内部又滑动安装有筒形活塞杆(702)，所述筒形活塞杆(702)的侧端转动安装有驱动套(703)，所述二级连杆(602)的一段外侧设置有螺纹槽(704)，所述驱动套(703)滑动套接于所述一级直杆(601)和所述二级连杆(602)的外侧间，同时和所述螺纹槽(704)螺纹连接，所述驱动套(703)的外侧又开设有活动槽(705)。

4.根据权利要求2所述的一种可调式煤层气体检测装置，其特征在于，所述变动粉碎机构(8)包括设置于所述二级连杆(602)侧端的连接头(801)，所述连接头(801)水平贯穿至所述三级钻头(603)的内部，所述三级钻头(603)的侧端水平固定有伸缩杆(802)，所述伸缩杆(802)水平贯穿过所述二级连杆(602)并延伸至所述直槽区间(606)内，所述伸缩杆(802)的外侧等距固定有若干个破碎锤头(805)，所述三级钻头(603)的内部滑动安装有若干个固定锥(803)，所述固定锥(803)的侧端卡合于所述连接头(801)内，通过所述连接头(801)和所述固定锥(803)将所述二级连杆(602)和所述三级钻头(603)连接。

5.根据权利要求2所述的一种可调式煤层气体检测装置，其特征在于，所述解析机构(9)包括开设于所述一级直杆(601)内部的进气槽(901)，所述一级直杆(601)的侧端转动套接有进气环(902)，所述进气环(902)水平分布于所述一级直杆(601)和所述电机(5)之间，且所述进气环(902)和所述进气槽(901)的内部贯通连接，所述滑动基座(3)的侧端水平固定有解析仪(903)，所述解析仪(903)和所述进气环(902)之间又通过一根进气管(904)连接。

6.根据权利要求2所述的一种可调式煤层气体检测装置，其特征在于，所述辅粉碎单元(605)包括开设于两个所述破碎件(604)侧端的滑动槽(6051)，每个所述滑动槽(6051)的内部均滑动安装有一组破碎刃(6052)，位于同一组的若干个所述破碎刃(6052)的侧端又共同转动安装有一个限位框(6053)。

7.根据权利要求6所述的一种可调式煤层气体检测装置，其特征在于，所述破碎刃(6052)的侧端挤压贴合有挤压块(6054)，所述挤压块(6054)和所述滑动槽(6051)之间又水平固定有弹簧(6055)。

8.根据权利要求4所述的一种可调式煤层气体检测装置，其特征在于，所述固定锥(803)的外侧套接有胶块(804)，所述胶块(804)固定于所述三级钻头(603)的内部。

9.根据权利要求4所述的一种可调式煤层气体检测装置，其特征在于，所述连接头(801)的外侧均匀开设有若干个圆槽(806)，且所述固定锥(803)的侧端滑动卡合于所述圆槽(806)内。

10.根据权利要求1所述的一种可调式煤层气体检测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
一种可调式煤层气体检测装置及其使用方法，检测装置包括滑动基座的侧端水平固定的电动推杆，电动推杆的输出轴侧端固定有电机，电机的输出轴端部设置有变径粉碎机构；变径粉碎机构还包括辅粉碎单元；变径粉碎机构的外侧套接有驱动机构；变径粉碎机构的内部设置有变动粉碎机构；变径粉碎机构的内部又设置有解析机构；变径粉碎机构配合驱动机构，在钻入煤层后一并带动辅粉碎单元对煤层间粉碎，变动粉碎机构进一步对煤层间扩张粉碎，同时解析机构解析出煤层气含量；本发明公开的检测装置，具有可自由调测试深度、操作方便快捷和精准度高的效果。

技术研发人员：田怀谷,王震,管艳,李焕运,刘金东,李建辉,万依丹,胡馨宇,刘翔
受保护的技术使用者：西京学院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23