CN102797498A - 矿井瓦斯抽采管网自动放水***及其放水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿井瓦斯抽采管网自动放水***及其放水方法，其中瓦斯抽采管网自动放水***包括瓦斯抽采管、水包、进水管、排水管和压力平衡管，其中还包括：探测器，伸入所述水包内，用于探测所述水包中的积水水位信息；控制箱，与所述探测器通信相连，用于根据所述探测器的探测信息控制所述进水管、排水管以及压力平衡管的开启或关闭。本发明提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***可以实现水包内积水水位监控及实现自动放水功能，且效率高，性能可靠。

Description

矿井瓦斯抽采管网自动放水***及其放水方法

技术领域

本发明实施例涉及自动控制技术，尤其涉及一种矿井瓦斯抽采管网自动放水***及其放水方法。

背景技术

在矿井瓦斯抽采***管路中，常常有大量的积水，积水沿着瓦斯抽采管流动，且在瓦斯抽采管的最低处聚集，造成管路内截面缩小或堵塞，使瓦斯不易或不能通过，干扰甚至破坏矿井瓦斯抽采***的正常工作。由于积水堵住了瓦斯抽采管，从而降低了瓦斯抽采管内的抽采负压，并且封闭了瓦斯通路，使瓦斯不易排放，给矿井生产带来了风险。

目前矿井瓦斯抽采***管路中的积水包大部分采用人工手动放水，积水包包括以下部分：水包、进水管、排水管以及压力平衡管。积水在瓦斯抽采管中流动，到达进水管处，沿着进水管进入水包，水包下端设置排水管，用于排放积水；压力平衡管用于平衡水包中的压力。由于积水包安装分散，排放时间不易把握，使得人工手动放水费时费力、工作效率低、不安全、工作强度高。

发明内容

本发明实施例提供一种矿井瓦斯抽采管网自动放水***及其放水方法，用以优化现有的瓦斯抽采***。

本发明实施例提供一种矿井瓦斯抽采管网自动放水***，包括瓦斯抽采管、水包、进水管、排水管和压力平衡管，其中，还包括：

探测器，伸入所述水包内，用于探测所述水包中的水位信息；

控制箱，与所述探测器通信相连，用于根据所述探测器的探测信息控制所述进水管、排水管以及压力平衡管的开启或关闭。

如上所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，优选的是，还包括：

第一控制阀，与所述控制箱通信连接，且连接在所述进水管上控制所述进水管的开启或关闭；

第二控制阀，与所述控制箱通信连接，且连接在所述排水管上控制所述排水管的开启或关闭；

第三控制阀，与所述控制箱通信连接，且连接在所述压力平衡管上控制所述压力平衡管的开启或关闭。

如上所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，优选的是，所述探测器包括：

水位传感器，用于探测所述水包中的水位信息。

如上所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，优选的是，还包括：压力传感器，用于探测所述水包中的压力信息。

如上所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，优选的是：还包括：服务器，与所述控制箱通过光缆通信连接，所述服务器包括：

探测信息控制单元，用于根据所述探测器的探测信息产生控制各控制阀开启或关闭的指令。

如上所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，优选的是，所述服务器还包括：

计时器，用于在收到所述探测器的探测信息时清零，并在计时器达到设定周期时产生控制各控制阀开启或关闭的指令。

如上所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，优选的是，所述服务器还包括：

手动控制单元，用于根据输入的控制指令产生控制各控制阀开启或关闭的指令。

如上所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，优选的是：所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀包括手动控制开关和电动控制开关，所述电动控制开关根据所述开启或关闭的指令来切换开启或关闭。

如上所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，优选的是：所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀均为电动球阀。

本发明实施例提供一种矿井瓦斯抽采管网自动放水***放水方法，其中，包括：

采用伸入瓦斯抽采管网水包内的探测器探测所述水包中的积水水位信息，并将探测信息提供给控制箱；所述控制箱根据所述探测器的探测信息控制所述进水管、排水管以及压力平衡管的开启或关闭。

如上所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***放水方法，优选的是，在采用伸入瓦斯抽采管网水包内的探测器探测所述水包中的积水水位信息，并将探测信息提供给控制箱之后，还包括：

判断所述控制箱是否接收到所述探测信息，若是，则根据所述探测器的探测信息产生控制各控制阀开启或关闭的指令，同时将计数器清零；若否，在所述计时器达到设定周期时产生控制所述进水管、排水管以及压力平衡管中各控制阀开启或关闭的指令。

如上所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***放水方法，优选的是，还包括：

判断是否手控放水，若是，则由手动控制单元发出指令控制所述进水管、排水管以及压力平衡管的开启或关闭。

如上所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***放水方法，优选的是，还包括：

判断是否手动放水，若是，则关闭第一控制阀的手动控制开关，然后打开第二控制阀和第三控制阀上的手动控制开关。

本发明实施例提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***及其放水方法，由于采用了探测器和控制箱，可以对水包中的水位在线实时探测，并根据探测的结果控制进水管、排水管以及压力平衡管的开启或关闭，解决了矿井瓦斯抽采管网***中人工手动放水时间不易把握、费时费力、工作效率低、不安全、工作强度高等问题，提高矿井瓦斯抽采效果。此外，探测器与控制箱通信相连，可以通过控制箱实时在线了解各水包的水位信息，若探测器出现故障，控制箱将自动转换至时间控制，达到设定的时间，控制箱会自动控制进水管、压力平衡管和排水管的开启或关闭。本发明提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***及其放水方法可以实现水包内积水水位监控及实现自动放水功能，且效率高，性能可靠。

附图说明

图1为本发明实施例二提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***的示意图。

图2为本发明实施例三提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***的示意图。

图3为本发明实施例四提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***的示意图。

图4为本发明实施例五提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***放水方法的示意图。

图5为本发明实施例六提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***放水方法的示意图。

附图标记：

100-矿井瓦斯抽采管网自动放水***    1-瓦斯抽采管；

2-水包；                            3-进水管；

4-排水管；                          5-压力平衡管；

6-探测器；                          7-控制箱；

8-第一控制阀； 9-第三控制阀；

10-第二控制阀；11-服务器；

61-水位传感器；62-压力传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例一提供一种矿井瓦斯抽采管网自动放水***，包括瓦斯抽采管、水包、进水管、排水管和压力平衡管，其中还包括探测器和控制箱。探测器伸入水包内，用于探测水包中的积水水位信息；控制箱，与探测器通信相连，用于根据探测器的探测信息控制进水管、排水管以及压力平衡管的开启或关闭。

探测器可以是多功能探测器，也可以是一个或几个独立的传感器，本发明对此并不做限定。本发明实施例提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，由于采用了探测器和控制箱，可以对水包中的水位信息在线实时探测，并根据探测的结果控制进水管、排水管以及压力平衡管的开启或关闭，提高了放水效率。此外，探测器与控制箱通信相连，可以通过控制箱实时在线探测水包的水位信息，若探测器出现故障，水位信息无法传输至控制箱，控制箱将自动转换至时间控制，达到设定的时间，控制箱会自动控制进水管、压力平衡管和排水管的开启或关闭。本发明实施例一提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***可以实现水包内积水水位监控及实现自动放水功能，且效率高，性能可靠。

实施例二

图1为本发明实施例二提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***的示意图。下面结合图1详细说明本发明实施例二。本发明实施例二提供一种矿井瓦斯抽采管网自动放水***100，包括瓦斯抽采管1、水包2、进水管3、排水管4和压力平衡管5，还包括探测器6和控制箱7。探测器6伸入水包2内，用于探测水包2中的积水水位信息；控制箱7与探测器6通信相连，用于根据探测器6的探测信息控制进水管3、排水管4以及压力平衡管5的开启或关闭。

在上述技术方案基础之上，优选的是，还包括：第一控制阀8，与控制箱7通信连接，且连接在进水管3上控制进水管3的开启或关闭；第二控制阀10，与控制箱7通信连接，且连接在排水管4上控制排水管4的开启或关闭；第三控制阀9，与控制箱7通信连接，且连接在压力平衡管5上控制压力平衡管5的开启或关闭。

采用三个控制阀分别控制进水管、排水管和压力平衡管的开启或关闭，可以保证进水管、排水管和压力平衡管的独立正常工作，当一个控制阀出现问题时，不会影响其他控制阀的正常工作，在需要手动放水操作时，采用三个控制阀操作也会相对简单。

实施例三

图2为本发明实施例三提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***的示意图，下面结合图2详细说明本发明实施例三。本发明实施例三在上述技术方案基础之上，进一步地，探测器6包括水位传感器61，水位传感器61用于探测水包2中的积水水位信息。更近一步地，本发明实施例三提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***还可以包括压力传感器62，压力传感器62用于探测水包2中的压力信息。探测到的压力信息可以为瓦斯治理工作人员调控瓦斯抽采***提供参考数据。

选用水位传感器来探测水包中的水位信息，当水位传感器出现故障时，无法再向控制箱传输信号，控制箱就会立即自动换为时间控制并发出报警信息，如，达到预先设置的50分钟控制箱自动发出排水信号，此时关闭进水管上的第一控制阀，然后再打开压力平衡管上的第三控制阀和排水管上的第二控制阀；进水过程与之相反，在此不再赘述，实现上述时间控制过程只需在***中预设相应的时间参数即可。

实施例四

图3为本发明实施例四提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***的示意图，下面结合图3对本发明实施例四进行详细说明。本发明实施例四在上述技术方案基础之上，可选的是，还包括服务器11，与控制箱7通过光缆通信连接，服务器11包括探测信息控制单元，用于根据探测器6的探测信息产生控制开启或关闭的指令。

服务器11的优选实现方式，是在上述技术方案基础之上还包括计时器，用于在收到探测器6的探测信息时清零，并在计时器达到设定周期时产生控制各控制阀开启或关闭的指令。

设置计时器后，可以丰富服务器和矿井瓦斯抽采管网自动放水***的功能，使整个***更加智能化。

近一步地，服务器11还包括手动控制单元，用于根据输入的控制指令产生控制各控制阀开启或关闭的指令。

井下作业情况复杂，设置手动控制单元可以对***实时实现手控操作，保证整个放水操作的安全性。

在上述技术方案基础之上，优选的是第一控制阀8、第二控制阀10和第三控制阀9包括手动控制开关和电动控制开关，电动控制开关根据开启或关闭的指令来切换开启或关闭。

第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀具有两个控制开关可以便于接入***中，也便于进行手动操作。

第一控制阀8、第二控制阀10和第三控制阀9的优选实施方式为均为电动球阀。

瓦斯抽采管中一般含有大量的煤渣、泥土、铁锈等杂质，电动球阀是矿用小口径专用阀，其密封性能好，不易泄漏，不容易被杂质卡死，可以保证瓦斯抽采***的可靠性。实际使用中，也可以采用不同的控制阀，只要其性能能够满足矿用需要即可，在此不作限定。

服务器运算速度快，将服务器放置在地面监控室内，可以方便工作人员监控，也可以提高瓦斯抽采***的放水效率。此外，服务器可以同时与多个控制箱通信相连，井下作业面积大，只设置一个控制箱不便于监控管理所有的水包的放水情况，可以设置多个控制箱分别管理不同位置的水包，所有的控制箱再统一与服务器通信连接，工作人员通过服务器可以实时观测每个水包的放水工作状态以及水位信息。控制箱一般采用防爆型阀门控制箱，这类型的控制箱适于井下作业，性能可靠。

实施例五

本发明实施例五提供一种矿井瓦斯抽采管网自动放水***放水方法，其适用于本发明任意实施例所提供的瓦斯抽采管网自动放水***，如图4所示，该方法包括以下步骤：

步骤51、采用伸入瓦斯抽采***水包内的探测器探测水包中的水位信息，并将探测信息提供给控制箱。

判断控制箱是否接收到探测信息，若是，则执行步骤52。

步骤52、控制箱根据探测器的探测信息控制进水管、排水管以及压力平衡管的开启或关闭。

控制箱发出放水指令时，进水管关闭后，排水管和压力平衡管开启；控制箱发出进水指令时，排水管和压力平衡管关闭后，进水管开启。

本发明实施例五提供的瓦斯抽采管网放水方法，采用探测器探测到的水位信息作为控制器发出何种控制指令的触发条件，可以实时控制进水或排水动作，且指令精确度高。

实施例六

本实施例在实施例五的技术方案基础之上，优选的是，在采用伸入瓦斯抽采管网水包内的探测器探测所述水包中的积水水位信息，并将探测信息提供给控制箱之后，如图5所示，还包括：

步骤61、判断控制箱是否接收到探测信息，若是，执行步骤52的操作，同时将计数器清零；若否，执行步骤62的操作。

步骤62、在计时器达到设定周期时产生控制进水管、排水管以及压力平衡管中各控制阀开启或关闭的指令。

实际应用中，当探测器出现故障时，控制箱将无法接收到探测信息，此时，控制箱将转换为时间控制，每间隔设定的周期，比如50分钟，控制箱将发出放水指令，周期可以根据瓦斯抽采管网中的含水量来决定，含水量多时，周期可以设置的较短，反之，则周期可以长一些。在实际应用中，还可以通过服务器从远程发出手控放水指令、也可以在现场只对某一处的水包实行手控放水指令，这些只需要在服务器或控制箱上操作即可。

可选的是，还包括：

步骤63、判断是否手控放水，若是，执行步骤64。

步骤64、由手动控制单元发出指令控制进水管、排水管以及压力平衡管的开启或关闭。

在此需要说明的是，判断是否手控放水的操作可以在任意时刻进行，其优先级最高，选择手控放水操作后，***自动由手动控制单元控制，而不管***此时正处于何种状态。本发明实施例以步骤63位于步骤51之前进行的说明，但是步骤63同样可以位于步骤51或61之后，甚至可以在步骤62或52发出指令之后，在步骤62或52发出指令之后，在进行判断是否手控放水的操作，相当于是根据实际工况任意控制水包中的水量。

进一步地，还包括：判断是否手动放水，若是，则关闭第一控制阀的手动控制开关，然后打开第二控制阀和第三控制阀上的手动控制开关。

实际应用中，判断是否手动放水的操作由工作人员根据实际工作情况进行判断，比如瓦斯抽采管网自动放水***的设备出现故障，或者通信连接线出现故障，或者井下工况需要等各种情况。

本发明实施例提供的矿井瓦斯抽采管网自动放水***放水方法最多具有四种放水方式：根据探测信息控制进水管、排水管以及压力平衡管的开启或关闭、根据计时器达到设定周期时产生控制进水管、排水管以及压力平衡管中各控制阀开启或关闭的指令进行控制、手控放水以及手动放水，可以最大限度的保障放水方法的准确性和可控性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种矿井瓦斯抽采管网自动放水***，包括瓦斯抽采管、水包、进水管、排水管和压力平衡管，其特征在于，还包括：

探测器，伸入所述水包内，用于探测所述水包中的积水水位信息；

控制箱，与所述探测器通信相连，用于根据所述探测器的探测信息控制所述进水管、排水管以及压力平衡管的开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，其特征在于，还包括：

第一控制阀，与所述控制箱通信连接，且连接在所述进水管上控制所述进水管的开启或关闭；

第二控制阀，与所述控制箱通信连接，且连接在所述排水管上控制所述排水管的开启或关闭；

第三控制阀，与所述控制箱通信连接，且连接在所述压力平衡管上控制所述压力平衡管的开启或关闭。

3.根据权利要求1所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，其特征在于，所述探测器包括：

水位传感器，用于探测所述水包中的积水水位信息。

4.根据权利要求3所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，其特征在于，还包括：压力传感器，用于探测所述水包中的压力信息。

5.根据权利要求2所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，其特征在于，还包括：服务器，与所述控制箱通过光缆通信连接，所述服务器包括：

探测信息控制单元，用于根据所述探测器的探测信息产生控制各控制阀开启或关闭的指令。

6.根据权利要求5所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，其特征在于，所述服务器还包括：

计时器，用于在收到所述探测器的探测信息时清零，并在计时器达到设定周期时产生控制各控制阀开启或关闭的指令。

7.根据权利要求5所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，其特征在于，所述服务器还包括：

手动控制单元，用于根据输入的控制指令产生控制各控制阀开启或关闭的指令。

8.根据权利要求5或6或7所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，其特征在于：所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀包括手动控制开关和电动控制开关，所述电动控制开关根据所述开启或关闭的指令来切换开启或关闭。

9.根据权利要求8所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***，其特征在于：所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀均为电动球阀。

10.一种矿井瓦斯抽采管网自动放水***放水方法，其特征在于，包括：

采用伸入瓦斯抽采管网水包内的探测器探测所述水包中的积水水位信息，并将探测信息提供给控制箱；所述控制箱根据所述探测器的探测信息控制所述进水管、排水管以及压力平衡管的开启或关闭。

11.根据权利要求10所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***放水方法，其特征在于，在采用伸入瓦斯抽采管网水包内的探测器探测所述水包中的积水水位信息，并将探测信息提供给控制箱之后，还包括：

判断所述控制箱是否接收到所述探测信息，若是，则根据所述探测器的探测信息产生控制各控制阀开启或关闭的指令，同时将计数器清零；若否，在所述计时器达到设定周期时产生控制所述进水管、排水管以及压力平衡管中各控制阀开启或关闭的指令。

12.根据权利要求10或11所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***放水方法，其特征在于，还包括：

判断是否手控放水，若是，则由手动控制单元发出指令控制所述进水管、排水管以及压力平衡管的开启或关闭。

13.根据权利要求12所述的矿井瓦斯抽采管网自动放水***放水方法，其特征在于，还包括：

判断是否手动放水，若是，则关闭第一控制阀的手动控制开关，然后打开第二控制阀和第三控制阀上的手动控制开关。

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