[發明專利]煤礦瓦斯抽采控制系統及抽采控制方法

有效

• 申請號: 201410059311.5
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN103758561A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 王曉軍;李研;徐偉杰;李壽山;孫文龍
• 申請（專利權）人: 淄博安益礦用設備有限公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所 37223
• 代理人: 孫愛華

技術領域

煤礦瓦斯抽采控制系統及抽采控制方法，屬于煤礦瓦斯抽采設備及方法領域。

背景技術

瓦斯抽采即利用機械設備和專用管道造成的負壓，將煤層中的瓦斯抽采出來，輸送到地面或其他安全地點。通過瓦斯抽采，可以降低礦井瓦斯涌出量和回采空間的瓦斯濃度，減少瓦斯隱患和各種瓦斯事故，是保證安全生產的一項預防性措施。

由于我國煤層地質復雜，積聚在煤層內的瓦斯含量分布不均，瓦斯開始抽采時，煤層壁外部壓力大于內部壓力，隨著抽采過程中壓力、抽采管路震動的雙重作用，煤層壁的裂隙加大，煤層壁外部的空氣通過煤層壁的裂隙進入煤層，導致抽出的瓦斯的濃度大大降低。此時，由于抽采到地面的瓦斯由于濃度低，達不到日常使用標準，只能排放到大氣中，增加了大氣環境中溫室氣體的含量。當抽采到的瓦斯濃度較低時，抽采泵仍以原轉速進行抽采，造成電能的浪費。同時，煤層內的瓦斯隨著壓力的變化從裂隙滲出，造成煤層壁外部局部范圍內瓦斯濃度加大，具有瓦斯爆炸的危險性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種根據每個采區的具體濃度對采區內的閥門開度和抽采泵轉速進行調整，保證了瓦斯抽采濃度的可利用性同時節約了能源的煤礦瓦斯抽采控制系統及抽采控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該煤礦瓦斯抽采控制系統，包括用于進行瓦斯抽采的一臺或多臺抽采泵，抽采泵連接抽采主管路，抽采主管路延伸至地下同時與多條采區內的采區主管路相連，每條采區主管路同時并聯連接多條采區分支管路，其特征在于：在所述的抽采主管路上安裝有與控制器相連的主管路檢測調節裝置，在各采區主管路安裝有同時與控制器相連的采區檢測調節裝置，控制器與變頻器相連，變頻器與所述的抽采泵相連，所述的控制器為PLC。

優選的：所述的主管路檢測調節裝置包括串聯連接在抽采主管路上的抽采主管路調節閥和安裝在抽采主管路上用于對抽采主管路進行檢測的一個或多個抽采主管路傳感器。

所述的采區檢測調節裝置包括串聯連接在采區主管路上的采區主管路調節閥和安裝在采區主管路上用于對采區主管路進行檢測的一個或多個采區抽采主管路傳感器。

在所述的多條采區分支管路上均串聯連接有手動調節閥或與所述控制器相連的電磁閥。

設置有與所述的控制器相連的無線數據傳輸終端DTU。

煤礦瓦斯抽采控制方法，其特征在于，包括通過控制器對抽采主管路進行控制調節的抽采主管路控制步驟和對采區主管路進行控制調節的采區主管路控制步驟。

所述的采區主管路控制步驟包括：

步驟2001，啟動；

控制器控制抽采泵開始工作，對煤層內的瓦斯進行抽采；

步驟2002，瓦斯濃度測量；

采區抽采主管路傳感器對采區主管路內的瓦斯濃度進行實時檢測；

步驟2003，測量數據的上傳；

采區抽采主管路傳感器采集到的數據上傳至控制器內；

步驟2004，瓦斯濃度變化量的比較；

控制器根據預設定的檢測周期，將該采區主管路在該檢測周期內開始和結束兩個時間點采集到的瓦斯濃度值進行比較，確認瓦斯濃度的變化量；

步驟2005，瓦斯濃度變化率的計算；

控制器通過采區抽采主管路傳感器采集到的一個檢測周期內的瓦斯濃度的變化量通過瓦斯濃度變化率計算公式進行瓦斯濃度變化率的計算；

步驟2006，控制器判斷瓦斯濃度是否上升；

控制器判斷該采區在該檢測周期內瓦斯濃度是否上升，如果上升，執行步驟2007，否則執行步驟2010；

步驟2007，控制器判斷瓦斯濃度上升幅度是否超過閾值；

控制器根據計算出的瓦斯濃度變化率判斷該采區在該檢測周期內瓦斯濃度是否超過預設定的上升閾值，如果超過上升閾值，執行步驟2008，如果未超過上升閾值，執行步驟2009；

步驟2008，增大閥門開度；

控制器控制該采區內的采區主管路調節閥的開度增大；

步驟2009，維持閥門開度；

控制器控制該采區內的采區主管路調節閥的開度維持不變；

步驟2010，控制器判斷瓦斯濃度是否下降；

控制器判斷在該檢測周期內瓦斯濃度是否下降，如果下降，執行步驟2011，否則執行步驟2009；

步驟2011，控制器判斷瓦斯濃度下降幅度是否超過閾值；

控制器根據計算出的瓦斯濃度變化率判斷在該檢測周期內，瓦斯濃度的變化率是否超過預設定的下降閾值，如果超過下降閾值，執行步驟2012，如果未超過下降閾值，執行步驟2009；