【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水力冲孔煤量测量，具体涉及一种煤矿水力冲孔煤量计量装置、方法及系统。
技术介绍
1、水力冲孔是松软突出煤层的主要消突措施，在煤矿区域消突方面有较为广泛的应用，尤其是穿层钻孔消突方面应用更为广泛，可以增大煤层透气性，消除应力集中，增加瓦斯抽采浓度等突出优势。单孔冲出煤量是评价水力冲孔效果的主要指标，该指标易采取，也易量化，因此被矿山安全管理部门广泛采用。目前采取的主要计量方法是，在水力冲孔作业点附近布置煤水过滤装置，实现煤水分离，然后根据过滤装置的容积或称重估算水力冲孔煤量。
2、例如cn204532332u公开一种水力冲孔出煤量测量装置，使用箱壁上设有小孔的储煤箱对水和煤渣的混合物进行过滤，便于煤渣称重。又如cn210005069u公开了一种矿用穿层钻孔水力冲孔煤量计量装置，使用铁纱网将煤渣与水分分开，然后使用刻度尺读取煤渣体积。
3、上述计量装置及其计量方法存在如下缺点：
4、(1)冲出煤量数据是将煤泥浆通过一定网孔的过滤网过滤一部分水，并沉淀后计量，有一部分比网孔直径小的煤粉，随煤水排走，因此计量数据不准确；
5、(2)对沉淀后的煤泥称重，测的实际是含水的煤泥，不是原煤质量，与实际冲出原煤量有出入；
6、(3)水力冲孔煤水浆本来可以通过离心泵、渣浆泵等设备泵送出去，但是为了计量，将煤水过滤，变成了煤泥，反而难以输送，需要采用人工将计量装置的煤清理干净，才能进行下一个循环的水力冲孔冲出煤量计量；
7、(4)过滤计量装置容积有限，过滤能力有限，
8、cn215369778u公开了一种煤矿井下水力冲孔防喷孔及煤量计量装置，使用带有刻度尺的透明煤量计量箱观察煤渣体积。该方案在测量时未将水与煤渣分开，煤量的测量误差更大，且煤水颜色较深，难以分辨煤水和煤渣的分界线，从而难以准确读取煤渣刻度。
9、因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种煤矿水力冲孔煤量计量装置，以解决现有的水力冲孔煤量计量装置测量不准确、计量时产生的煤泥难以向外输送等问题。
2、本专利技术的目的还在于，提供一种煤矿水力冲孔煤量计量方法，以精确测算一定时间内水力冲孔的煤量。
3、本专利技术的目的还在于，提供一种煤矿水力冲孔煤量计量系统，以实现多个水力冲孔作业点煤量的同时计量和煤水浆的集中处理。
4、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
5、一种煤矿水力冲孔煤量计量装置，包括：
6、均化容器，所述均化容器设有煤水浆入口；
7、排浆管，所述排浆管的入口与均化容器连通，所述排浆管上设有密度计、流量计；
8、均化装置，所述均化装置用于混合均化容器中的煤水浆；
9、控制器，所述控制器至少用于读取密度计、流量计的读数。
10、优选的，所述均化装置包括循环泵，所述循环泵的入口连通均化容器，所述循环泵出口通过三通阀连通排浆管，所述三通阀的另一出口连通均化容器。
11、优选的，所述计量装置还包括称重传感器，所述称重传感器用于检测均化容器中煤水浆重量变化，所述控制器还用于读取称重传感器读数。
12、优选的，所述三通阀为电动三通阀，所述三通阀、循环泵均与控制器电性连接。
13、优选的，所述均化容器、均化装置放置在称重底座上，所述称重传感器设置于称重底座底部。
14、本专利技术还提出一种煤矿水力冲孔煤量计量方法，通过任一上述的计量装置实施，所述计量方法包括如下步骤：
15、s1、将水力冲孔煤水浆持续注入均化容器，并使用均化装置对均化容器中的煤水浆进行混合；
16、s2、均化容器中的煤水浆达到预定的重量下限后，通过排浆管向外排放，并读取密度计、流量计读数；
17、s3、将密度计、流量计读数转换为煤水浆中的煤粉重量，然后计算煤粉重量随时间的积分，即得该时间段内水力冲孔冲出的煤量。
18、优选的，步骤s1中，均化装置排出的煤水浆经过排浆管全部返回均化容器；步骤s2中，通过排浆管向外排放煤水浆时，煤水浆同时从排浆管的两端排出。
19、优选的，步骤s3中，测得的密度、流量数据按照下式进行换算：
20、mm＝k(ρz-1)vz，
21、式中，mm为瞬时冲出煤量，ρz为密度计读数，vz为流量计读数，k为原煤密度系数，取值为k＝(ρm-1)-1，其中ρm为原煤的相对密度。
22、优选的，根据称重传感器的测量数据调整排浆管两端出口的流量，使均化容器中煤水浆的重量在预定重量下限以上保持稳定。
23、本专利技术还提出一种煤矿水力冲孔煤量计量系统，包括若干个并联的煤矿水力冲孔煤量计量装置，所述煤矿水力冲孔煤量计量装置选自任一上述的煤矿水力冲孔煤量计量装置，所述煤矿水力冲孔煤量计量装置的下游设有煤泥集中处理单元，所述煤泥集中处理单元采用滤水沉淀法或压滤法进行煤水分离。
24、有益效果：
25、(1)煤水浆为固液混合物，无法通过现有的质量流量计直接获得某一时段的质量流量，本专利技术开创性地通过测量煤水浆的密度来计算煤水浆中原煤的重量，再根据煤水浆的瞬时流量进行时间积分，解决了煤水浆流动过程中无法进行精确称量的难题，实现了水力冲孔作业中煤量计量与煤水浆输送的同步进行，而且无需对煤水浆进行过滤，解决了煤渣含水导致计量结果偏大、部分细煤粉流失导致计量结果偏小等问题，相对于现有的煤水分离后再进行称量的计量方式具有显著的优势；
26、(2)本专利技术通过设置循环泵、三通阀，使循环泵的出口流量在三通阀处分为两部分，一部分返回均化容器，并冲击均化容器中的煤水浆，起到搅拌混合作用，同时循环泵在输送煤水浆时也起到了均化作用，另一路从排浆管外排，并用于水力冲孔煤量的计量，并设置了重量传感器及流量计，能够同时保证排浆管流量与均化容器中煤水浆量的稳定，且无需在均化容器中额外设置搅拌器来防止煤水浆沉淀；
27、(3)本专利技术提供的煤矿水力冲孔煤量计量系统，能够同时进行多个水力冲孔作业点的煤量计量，并将作业点产生的煤水浆统一外排处理，无需在作业点单独设置煤水分离装置。
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1.一种煤矿水力冲孔煤量计量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的煤矿水力冲孔煤量计量装置，其特征在于，所述均化装置包括循环泵，所述循环泵的入口连通均化容器，所述循环泵出口通过三通阀连通排浆管，所述三通阀的另一出口连通均化容器。
3.根据权利要求2所述的煤矿水力冲孔煤量计量装置，其特征在于，所述计量装置还包括称重传感器，所述称重传感器用于检测均化容器中煤水浆重量变化，所述控制器还用于读取称重传感器读数。
4.根据权利要求2所述的煤矿水力冲孔煤量计量装置，其特征在于，所述三通阀为电动三通阀，所述三通阀、循环泵均与控制器电性连接。
5.根据权利要求3所述的煤矿水力冲孔煤量计量装置，其特征在于，所述均化容器、均化装置放置在称重底座上，所述称重传感器设置于称重底座底部。
6.一种煤矿水力冲孔煤量计量方法，其特征在于，通过权利要求1～5任一所述的计量装置实施，所述计量方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的煤矿水力冲孔煤量计量方法，其特征在于，步骤S1中，均化装置排出的煤水浆经过排浆管全部返回均化容器；
8.根据权利要求7所述的煤矿水力冲孔煤量计量方法，其特征在于，步骤S3中，测得的密度、流量数据按照下式进行换算：
9.根据权利要求7所述的煤矿水力冲孔煤量计量方法，其特征在于，根据称重传感器的测量数据调整排浆管两端出口的流量，使均化容器中煤水浆的重量在预定重量下限以上保持稳定。
10.一种煤矿水力冲孔煤量计量系统，其特征在于，包括若干个并联的煤矿水力冲孔煤量计量装置，所述煤矿水力冲孔煤量计量装置选自权利要求1～5任一所述的煤矿水力冲孔煤量计量装置，所述煤矿水力冲孔煤量计量装置的下游设有煤泥集中处理单元，所述煤泥集中处理单元采用滤水沉淀法或压滤法进行煤水分离。
...【技术特征摘要】
1.一种煤矿水力冲孔煤量计量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的煤矿水力冲孔煤量计量装置，其特征在于，所述均化装置包括循环泵，所述循环泵的入口连通均化容器，所述循环泵出口通过三通阀连通排浆管，所述三通阀的另一出口连通均化容器。
3.根据权利要求2所述的煤矿水力冲孔煤量计量装置，其特征在于，所述计量装置还包括称重传感器，所述称重传感器用于检测均化容器中煤水浆重量变化，所述控制器还用于读取称重传感器读数。
4.根据权利要求2所述的煤矿水力冲孔煤量计量装置，其特征在于，所述三通阀为电动三通阀，所述三通阀、循环泵均与控制器电性连接。
5.根据权利要求3所述的煤矿水力冲孔煤量计量装置，其特征在于，所述均化容器、均化装置放置在称重底座上，所述称重传感器设置于称重底座底部。
6.一种煤矿水力冲孔煤量计量方法，其特征在于，通过权利要求1～5任一所述的计量装置实施，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建，胡黎明，袁印，潘中阳，
申请(专利权)人：河南力行科创矿山技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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