Способ контроля газового состава рудничной атмосферы Советский патент 1991 года по МПК G01N35/08 

Изобретение относится к аналитическому контролю газового состава, например, с помощью термохимических датчиков и может быть использовано на угольных шахтах и рудниках для анализа состава воздуха в горных выработках, бункерах и других сооружениях и помещениях в горно-рудной и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения - повышение надежности и достоверности контроля газового состава рудничной атмосферы.

На чертеже представлена блок-схема системы отбора, транспортирования и анализа газовых труб.

Способ заключается в непрерывном дистанционном отборе и транспортировании на центральный пункт проб шахтного воздуха по воздухоотборным каналам параллельно работающими газоаналитическим и

байпэсным побудителями. Газоэналитиче- ский побудитель по заданной программе осуществляет отбор, транспортирование и подачу на анализ газовой пробы в каждый текущий момент времени из одной точки контроля, а байпасный производит отбор и транспортирование газовых проб из остальных точек контроля, обеспечивая за цикл опрос всех точек контроля. Номинальное рабочее разрежение побудителей устанавливают, исходя из условия

и u 4 а 1трмаксчу2

Иб - г1г.-jVonr,

Отр

где Нб - разрежение, создаваемое байпас- ным побудителем, кг/м2;

Нга - разрежение, создаваемое газоаналитическим побудителем, кг/м2;

ос-коэффициент аэродинамического сопротивления трубки, кг см /м4

О 00

ю

XI

со

I - длина трубки, отбирающей пробу из точки контроля, самой удаленной от центрального пункта, м;

dip - внутренний диаметр этой трубки, м;

Vonr - скорость газового потока в трубке, соответствующая оптимальному значению расхода пробы через блок газоанализаторов, м/с, объемные расходы в каждом канале устанавливают, поочередно подключая при полностью открытых ротаметрах трубки к газоаналитическому насосу, определяют канал с минимальным объемным расходом воздуха и устанавливают соответствующий минимальный расход во всех остальных каналах, поочередно подключая их к газоаналитическому насосу.

Система, с помощью которой осуществляется способ, состоит из заборных устройств 1, 2, 3. воздухоотборных линий 4, 5, 6, число которых соответствует количеству точек контроля, индивидуальных воздушных дросселей 7,8 и 9 с ротаметрами и трехходовых электропневмоклапанов 10, 11 и 12, по одному на каждую линию, байпасного коллектора 13 и газоаналитического коллектора 14, вакуумметров 15 и 16, воздушного дросселя 17 с ротаметром байпасного побудителя 18, дросселя 19 газоаналитического побудителя 20, блока 21 газоанализаторов и коммутатора 22, управляющего работой всей системы. При работе установки на 30 точках контроля воздух по 29 линиям поступает через заборное устройство (на чертеже показаны только два-1, 2), представляющие собой металлические наконечники с пылефильтрами, затем проходит по воздухоотборным линиям, например, по полиэтиленовым пневмотрубкам, проложенным в горных выработках, на поверхность шахты, где проходит через воздушные дроссели 7 и 8, с помощью которых осуществляется регулирование объемного расхода воздуха, и через пневмоклапаны 10 и 11, предназначенные для осуществления коммутации воздушных потоков, попадает в байпасный коллектор, представляющий собой объемный резервуар 13. Затем через дроссель 17 байпасного побудителя, с помощью которого регулируется расход воздушной смеси, приходит к байпасному побудителю, который представляет из себя ваккумный насос, создающий необходимое раздражение в системе. После прохождения байпасного побудителя воздух удаляется в атмосферу. По тридцатой линии от заборного устройства 3 воздух транспортируется также по полиэтиленовой пневмот- рубке, проходит через дроссель 9 и попадает в пневмоклапэн 12, далее в коллектор 14,из которого проходит через дроссель 19 газоаналитического побудителя, и с помощью побудителя 20, являющегося вакуумным насосом производительностью ( в

данном случае) равной 1 /30 производительности байпасного побудителя, попадает в блок 21 газоанализаторов, где и анализируется, после чего удаляется в атмосферу. Далее через интервал времени (5 мин)

пневмоканал 29-й линии переключается на газоаналитический побудитель, и воздух уже из этого канала поступает на анализ. А 30-й пневмоклапан переключается на байпасный побудитель (насос). Последовательное переключение клапанов осуществляется с помощью электронного коммутатора 22, а контроль разрежения воздуха в системе - вакуумметрами.

Для исключения переходных процессов в газоанализаторах при переключении каналов необходимо поддерживать постоянное давление на входе в блок газоанализаторов, что достигается путем выравнивания аэродинамических характеристик каналов.

Для этого каждый из них подключают при полностью открытых дросселях 7, 8 и 9 ротаметров к газоаналитическому побудителю 20. Определив номер канала с максимальным сопротивлением и расход воздуха по нему,

подключают последующие каналы к газоаналитическому побудителю. Изменяя сопротивление воздушных дросселей, подбирают расход воздуха в каждом канале, равный расходу воздуха в канале с максимальным сопротивлением.

Формула изобретения Способ контроля газового состава рудничной атмосферы, заключающийся в непрерывном дистанционном отборе,

транспортировании и анализе на центральном пункте проб шахтного воздуха по воздухоотборным каналам параллельно работающими газоаналитическим и байпас- ным побудителями, первый из которых по

заданной программе осуществляет отбор, транспортирование и подачу на анализ газовой пробы в каждый текущий момент времени из одной точки контроля, а второй производит отбор и транспортирование газовых проб из остальных точек контроля, обеспечивая за цикл опрос всех точек контроля, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и достоверности контроля газового состава рудничной атмосферы, номинальное рабочее разрежение побудителей устанавливают, исходя из условия

Н6°Нга-4а1тРмаксУ%пт. Отр

где Не - разрежение, создаваемое байпас- ным побудителем, кг/м2;

Нга - разрежение, создаваемое газоаналитическим побудителем, кг/м2;

а- коэффициент аэродинамического сопротивления трубки, кг см /м4;

(тр.макс - длина трубки, отбирающей пробу из точки контроля, самой удаленной от центрального пункта, м;

dip - внутренний диаметр этой трубки, м;

Vonr - скорость газового потока в трубке, соответствующая оптимальному значению расхода пробы через блок газоанализаторов, м/с;

объемные расходы в каждом канале устанавливают, поочередно подключая при полностью открытых ротаметрах трубки к газоаналитическому насосу, определяют канал с минимальным объемным расходом воздуха и устанавливают соответствующий минимальный расход во всех остальных каналах, поочередно подключая их к газоаналитическому насосу.

Изобретение относится к области разработки угольных месторождений подземным способам и может быть использовано при ведении работ в шахтах с постоянным контролем состава атмосферы в горных выработках. На входе в блок газоанализаторов поддерживается постоянное давление воздуха при переключении с одного канала на другой, в результате чего отсутствуютпере- ходные процессы в газовом тракте анализаторов. Постоянство давления достигается путем выравнивания аэродинамических характеристик пробоотборных линий между собой. Таким образом, расход воздушной смеси в каждой линии одинаков, а также броски давления при переключении каналов. 1 ил.