CN117627622A - 一种煤矿抽采钻孔单孔监测装置与监控*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿抽采钻孔单孔监测装置与监控***,该装置中监测装置主体通过连接管与流体管路连通;监测装置主体的电路板分别与电池和多参数传感器组电连接,多参数传感器组通过抽采管路连接段与煤矿井下的钻孔抽采管路连通。发电部件中,发电机通过电流输出接头与电路板或电池电连接用于供电,发电机的输入轴与流体马达的输出轴固定连接,流体马达的进流口与马达接流管的一端连通,连接管的两端分别与流体管路和马达接流管的另一端连通。本发明利用煤矿井下的流体管路,通过发电部件/发电装置将动能转换为电能为监测装置与监控***连续工作提供供电保障,并具有煤矿井下安装方便、安全性高、体积小、质量轻、成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿瓦斯抽采领域,特别是一种煤矿抽采钻孔单孔监测装置与监控***。
背景技术
为保证煤炭安全回采、防止瓦斯***事故的发生,煤矿井下布置有大量的瓦斯抽采钻孔,以一个回采工作面为例,约2000m的工作面巷道内一般平行施工布置有约500组钻孔(钻孔之间间距一般为4m左右),以覆盖整个回采煤层,抽采煤层中的瓦斯气体。然而目前钻孔的抽采效果一般通过人工巡检监测与调控,劳动量大,数据量小(整个矿井约20人三班倒巡检测定,采集频率仅能达到1次/周),存在较大安全隐患。
也有方案提出在每个钻孔安装监测与调控装置或者在某些重点区域的每个钻孔安装监测与调控装置,进行自动连续监测与调控。但是,由于监测装置数量较大,并且瓦斯抽采管路一侧不允许架设电缆,若采用在线充电方式,接线量较大,大量电缆存在较大安全隐患,而且回风巷内一般也不允许随意建设电缆;若采用电池供电,则电池需要频繁更换,且电池数量较大,人工劳动强度较高。
为此,如何为煤矿抽采钻孔单孔监测装置安全便捷的供电,是目前本领域亟须解决的技术问题。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题,提供了一种煤矿抽采钻孔单孔监测装置与监控***,能够利用煤矿井下的流体管路,将动能转换为电能来为监测装置和***连续工作提供供电保障,有效解决了现有技术中存在的问题。
本发明公开了的第一种煤矿抽采钻孔单孔监测装置,包括:监测装置主体、连接管,所述监测装置主体通过所述连接管与煤矿井下的流体管路连通;所述监测装置主体,包括:电路板、多参数传感器组、抽采管路连接段、电池、发电部件;所述电路板分别与所述电池和所述多参数传感器组电连接,所述多参数传感器组通过所述抽采管路连接段与煤矿井下的钻孔抽采管路连通。
其中,所述发电部件包括:发电机、电流输出接头、流体马达、马达接流管,所述发电机通过所述电流输出接头与所述电路板或所述电池电连接用于供电,所述发电机的输入轴与所述流体马达的输出轴固定连接,所述流体马达的进流口与所述马达接流管的一端连通,所述连接管的两端分别与所述流体管路和所述马达接流管的另一端连通。
进一步地,所述监测装置主体还包括外壳,所述电路板、所述多参数传感器组、所述电池和所述发电部件均设置于所述外壳内。
进一步地,所述电路板包括:SD卡模块和/或无线通讯模块。
本发明还公开的第二种煤矿抽采钻孔单孔监测装置,包括:监测装置主体、发电装置、电缆,所述监测装置主体通过所述电缆与所述发电装置电连接;所述监测装置主体,包括:电路板、多参数传感器组、抽采管路连接段、电池;所述电路板分别与所述电池和所述多参数传感器组电连接,所述多参数传感器组通过所述抽采管路连接段与煤矿井下的钻孔抽采管路连通;
所述发电装置,包括:叶轮发电机、叶轮发电机输电接头、叶轮发电机驱动轴、叶轮、流体管路连接段,其中,所述叶轮发电机的输入轴与所述叶轮发电机驱动轴的一端连接,所述叶轮与位于所述流体管路连接段内的所述发电机驱动轴的另一端连接,所述流体管路连接段并联或串联于煤矿井下的流体管路上;所述叶轮发电机与所述叶轮发电机输电接头电连接,所述发电机输电接头通过所述电缆与所述电路板或所述电池电连接用于供电。
进一步地,所述流体管路连接段设有高压密封轴承,所述叶轮发电机驱动轴穿过所述高压密封轴承与所述流体管路连接段密封相接,并能够在所述叶轮的带动下相对转动。
进一步地,所述流体管路连接段包括相连通的:主体段和凸起段,所述凸起段位于所述主体段上方,所述高压密封轴承设置于所述凸起段,所述叶轮发电机驱动轴穿过所述凸起段延伸入所述流体管路连接段内,使得所述叶轮靠上的一部分位于所述凸起段内,靠下的另一部分处于所述主体段内。
进一步地,所述电路板包括:SD卡模块和/或无线通讯模块。
进一步地,所述监测装置主体还包括外壳,所述电路板、所述多参数传感器组和所述电池均设置于所述外壳内。
本发明还公开了一种煤矿抽采钻孔单孔监控***,包括钻孔汇流抽采管路以及若干钻孔抽采管路,各所述钻孔抽采管路分别连入所述钻孔汇流抽采管路,各所述钻孔抽采管路上分别设有电控调节阀体,该***还包括:如上所述的第一种煤矿抽采钻孔单孔监测装置,其中,所述监测装置主体与所述电控调节阀体电连接,所述多参数传感器组通过所述抽采管路连接段与所述钻孔抽采管路连通,所述发电部件接入所述钻孔汇流抽采管路用于发电。
本发明还公开了一种煤矿抽采钻孔单孔监控***,包括钻孔汇流抽采管路以及若干钻孔抽采管路,各所述钻孔抽采管路分别连入所述钻孔汇流抽采管路,各所述钻孔抽采管路上分别设有电控调节阀体,该***还包括:如上所述的第二种煤矿抽采钻孔单孔监测装置,其中,所述监测装置主体中的所述多参数传感器组通过所述抽采管路连接段与所述钻孔抽采管路连通,所述发电装置接入所述钻孔汇流抽采管路用于发电,所述监测装置主体、所述电控调节阀体与所述发电装置电连接。
进一步地,所述钻孔汇流抽采管路接入有一个所述发电装置,各所述钻孔抽采管路对应设置的所述电控调节阀体、所述监测装置主体均与所述发电装置电连接。
本发明至少具有以下有益效果:
本发明利用煤矿井下的流体管路,通过发电部件/发电装置将动能转换为电能为监测装置与监控***连续工作提供供电保障,并具有煤矿井下安装方便、安全性高、体积小、质量轻、成本低的优点。
本发明的其他有益效果将在具体实施方式部分详细说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一公开的煤矿抽采钻孔单孔监测装置的结构原理图。
图2是本发明实施例一公开的发电部件的结构原理图。
图3是本发明实施例二公开的煤矿抽采钻孔单孔监测装置的结构原理图。
图4是本发明实施例二公开的发电装置的结构原理图。
图5是本发明实施例三公开的煤矿抽采钻孔单孔监控***的结构原理图。
其中,1-监测装置主体,101-外壳,102-电路板,1021-SD卡模块,1022-无线通讯模块,103-多参数传感器组,104-抽采管路连接段,105-电池,106-发电部件,1062-发电机,1063-电流输出接头,1064-流体马达,1065-马达接流管,2-连接管,3-流体管路,4-钻孔抽采管路,5-发电装置,502-叶轮发电机,503-叶轮发电机输电接头,504-叶轮发电机驱动轴,505-叶轮,506-高压密封轴承,507-流体管路连接段,508-凸起段,6-电控调节阀体,7-电缆,8-钻孔汇流抽采管路。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
实施例一
如图1和图2所示的煤矿抽采钻孔单孔监测装置,包括:监测装置主体1、连接管2,所述监测装置主体1通过所述连接管2与煤矿井下的流体管路3连通;所述监测装置主体1,包括:电路板102、多参数传感器组103、抽采管路连接段104、电池105、发电部件106;所述电路板102分别与所述电池105和所述多参数传感器组103电连接,所述多参数传感器组103通过所述抽采管路连接段104与煤矿井下的钻孔抽采管路4连通。
其中,所述发电部件106包括:发电机1062、电流输出接头1063、流体马达1064、马达接流管1065,所述发电机1062通过所述电流输出接头1063与所述电路板102或所述电池105电连接用于供电,所述发电机1062的输入轴与所述流体马达1064的输出轴固定连接,所述流体马达1064的进流口与所述马达接流管1065的一端连通,所述连接管2的两端分别与所述流体管路3和所述马达接流管1065的另一端连通。
优选的,所述监测装置主体1还包括外壳101,所述电路板102、所述多参数传感器组103、所述电池105和所述发电部件106均设置于所述外壳101内。
优选的,所述电路板102包括:SD卡模块1021和/或无线通讯模块1022。
实施例二
如图3和图4所示的一种煤矿抽采钻孔单孔监测装置,包括:监测装置主体1、发电装置5、电缆7,所述监测装置主体1通过所述电缆7与所述发电装置5电连接;所述监测装置主体1,包括:电路板102、多参数传感器组103、抽采管路连接段104、电池105;所述电路板102分别与所述电池105和所述多参数传感器组103电连接,所述多参数传感器组103通过所述抽采管路连接段104与煤矿井下的钻孔抽采管路4连通。
所述发电装置5,包括:叶轮发电机502、叶轮发电机输电接头503、叶轮发电机驱动轴504、叶轮505、流体管路连接段507,其中,所述叶轮发电机502的输入轴与所述叶轮发电机驱动轴504的一端连接,所述叶轮505与位于所述流体管路连接段507内的所述发电机驱动轴504的另一端连接,所述流体管路连接段507并联或串联于煤矿井下的流体管路3上;所述叶轮发电机502与所述叶轮发电机输电接头503电连接,所述发电机1062输电接头通过所述电缆7与所述电路板102或所述电池105电连接用于供电。
优选的,所述流体管路连接段507包括相连通的:主体段和凸起段508,所述凸起段508位于所述主体段上方,所述叶轮发电机驱动轴504穿过所述凸起段508延伸入所述流体管路连接段507内,使得所述叶轮505靠上的一部分位于所述凸起段508内,靠下的另一部分处于所述主体段内。
优选的,所述流体管路连接段507的凸起段508设有高压密封轴承506,所述叶轮发电机驱动轴504穿过所述高压密封轴承506与所述流体管路连接段507密封相接,并能够在所述叶轮505的带动下相对转动。
优选的,所述电路板102包括:SD卡模块1021和/或无线通讯模块1022。
优选的,所述监测装置主体1还包括外壳101,所述电路板102、所述多参数传感器组103和所述电池105均设置于所述外壳101内。
实施例三
本实施例公开了一种煤矿抽采钻孔单孔监控***,该***可以是基于实施例一公开的煤矿抽采钻孔单孔监测装置实现的,具体的,该***包括钻孔汇流抽采管路8以及若干钻孔抽采管路4,各所述钻孔抽采管路4分别连入所述钻孔汇流抽采管路8,各所述钻孔抽采管路4上分别设有电控调节阀体6,该***还包括:实施例一中所述的煤矿抽采钻孔单孔监测装置,其中,所述监测装置主体1与所述电控调节阀体6电连接,用于供电并与之通讯;所述多参数传感器组103通过所述抽采管路连接段104与所述钻孔抽采管路4连通,以所述钻孔汇流抽采管路8为流体管路3,所述发电部件106接入所述钻孔汇流抽采管路8用于发电。
本实施例公开的煤矿抽采钻孔单孔监控***,还可以是基于实施例二公开的煤矿抽采钻孔单孔监测装置实现的。如图5所示,该***包括钻孔汇流抽采管路8以及若干钻孔抽采管路4,各所述钻孔抽采管路4分别连入所述钻孔汇流抽采管路8,各所述钻孔抽采管路4上分别设有电控调节阀体6,该***还包括:实施例二中所述的煤矿抽采钻孔单孔监测装置,其中,所述监测装置主体1中的所述多参数传感器组103通过所述抽采管路连接段104与所述钻孔抽采管路4连通。本实施例中,以所述钻孔汇流抽采管路8为流体管路3,将所述发电装置5接入所述钻孔汇流抽采管路8用于发电,所述监测装置主体1、所述电控调节阀体6与所述发电装置5电连接。
优选的,所述钻孔汇流抽采管路8接入有一个所述发电装置5,各所述钻孔抽采管路4对应设置的所述电控调节阀体6、所述监测装置主体1均与所述发电装置5电连接。如图5所示,各所述钻孔抽采管路4分别设有一个对应的所述电控调节阀体6以及所述监测装置主体1,所述钻孔汇流抽采管路8上的所述发电装置5为相近多个的所述电控调节阀体6和所述监测装置主体1供电。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种煤矿抽采钻孔单孔监测装置,其特征在于,包括:监测装置主体(1)、连接管(2),所述监测装置主体(1)通过所述连接管(2)与煤矿井下的流体管路(3)连通;所述监测装置主体(1),包括:电路板(102)、多参数传感器组(103)、抽采管路连接段(104)、电池(105)、发电部件(106);所述电路板(102)分别与所述电池(105)和所述多参数传感器组(103)电连接,所述多参数传感器组(103)通过所述抽采管路连接段(104)与煤矿井下的钻孔抽采管路(4)连通;
其中,所述发电部件(106)包括:发电机(1062)、电流输出接头(1063)、流体马达(1064)、马达接流管(1065),所述发电机(1062)通过所述电流输出接头(1063)与所述电路板(102)或所述电池(105)电连接用于供电,所述发电机(1062)的输入轴与所述流体马达(1064)的输出轴固定连接,所述流体马达(1064)的进流口与所述马达接流管(1065)的一端连通,所述连接管(2)的两端分别与所述流体管路(3)和所述马达接流管(1065)的另一端连通。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿抽采钻孔单孔监测装置,其特征在于,所述监测装置主体(1)还包括外壳(101),所述电路板(102)、所述多参数传感器组(103)、所述电池(105)和所述发电部件(106)均设置于所述外壳(101)内;
所述电路板(102)包括:SD卡模块(1021)和/或无线通讯模块(1022)。
3.一种煤矿抽采钻孔单孔监测装置,其特征在于,包括:监测装置主体(1)、发电装置(5)、电缆(7),所述监测装置主体(1)通过所述电缆(7)与所述发电装置(5)电连接;所述监测装置主体(1),包括:电路板(102)、多参数传感器组(103)、抽采管路连接段(104)、电池(105);所述电路板(102)分别与所述电池(105)和所述多参数传感器组(103)电连接,所述多参数传感器组(103)通过所述抽采管路连接段(104)与煤矿井下的钻孔抽采管路(4)连通;
所述发电装置(5),包括:叶轮发电机(502)、叶轮发电机输电接头(503)、叶轮发电机驱动轴(504)、叶轮(505)、流体管路连接段(507),其中,所述叶轮发电机(502)的输入轴与所述叶轮发电机驱动轴(504)的一端连接,所述叶轮(505)与位于所述流体管路连接段(507)内的所述发电机驱动轴(504)的另一端连接,所述流体管路连接段(507)并联或串联于煤矿井下的流体管路(3)上;所述叶轮发电机(502)与所述叶轮发电机输电接头(503)电连接,所述发电机(1062)输电接头通过所述电缆(7)与所述电路板(102)或所述电池(105)电连接用于供电。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿抽采钻孔单孔监测装置,其特征在于,所述流体管路连接段(507)设有高压密封轴承(506),所述叶轮发电机驱动轴(504)穿过所述高压密封轴承(506)与所述流体管路连接段(507)密封相接,并能够在所述叶轮(505)的带动下相对转动。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿抽采钻孔单孔监测装置,其特征在于,所述流体管路连接段(507)包括相连通的:主体段和凸起段(508),所述凸起段(508)位于所述主体段上方,所述高压密封轴承(506)设置于所述凸起段(508),所述叶轮发电机驱动轴(504)穿过所述凸起段(508)延伸入所述流体管路连接段(507)内,使得所述叶轮(505)靠上的一部分位于所述凸起段(508)内,靠下的另一部分处于所述主体段内。
6.根据权利要求3所述的一种煤矿抽采钻孔单孔监测装置,其特征在于,所述电路板(102)包括:SD卡模块(1021)和/或无线通讯模块(1022);
所述监测装置主体(1)还包括外壳(101),所述电路板(102)、所述多参数传感器组(103)和所述电池(105)均设置于所述外壳(101)内。
7.一种煤矿抽采钻孔单孔监控***,包括钻孔汇流抽采管路(8)以及若干钻孔抽采管路(4),各所述钻孔抽采管路(4)分别连入所述钻孔汇流抽采管路(8),各所述钻孔抽采管路(4)上分别设有电控调节阀体(6),其特征在于,该***还包括:如权利要求1或2所述的煤矿抽采钻孔单孔监测装置,其中,所述监测装置主体(1)与所述电控调节阀体(6)电连接,所述多参数传感器组(103)通过所述抽采管路连接段(104)与所述钻孔抽采管路(4)连通,所述发电部件(106)接入所述钻孔汇流抽采管路(8)用于发电。
8.一种煤矿抽采钻孔单孔监控***,包括钻孔汇流抽采管路(8)以及若干钻孔抽采管路(4),各所述钻孔抽采管路(4)分别连入所述钻孔汇流抽采管路(8),各所述钻孔抽采管路(4)上分别设有电控调节阀体(6),其特征在于,该***还包括:如权利要求3至6中任一项所述的煤矿抽采钻孔单孔监测装置,其中,所述监测装置主体(1)中的所述多参数传感器组(103)通过所述抽采管路连接段(104)与所述钻孔抽采管路(4)连通,所述发电装置(5)接入所述钻孔汇流抽采管路(8)用于发电,所述监测装置主体(1)、所述电控调节阀体(6)与所述发电装置(5)电连接。
9.根据权利要求8所述的一种煤矿抽采钻孔单孔监控***,其特征在于,所述钻孔汇流抽采管路(8)接入有一个所述发电装置(5),各所述钻孔抽采管路(4)对应设置的所述电控调节阀体(6)、所述监测装置主体(1)均与所述发电装置(5)电连接。
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