[發(fā)明專利]一種煤礦井下風(fēng)窗雙氣缸式自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610137789.4
• 申請(qǐng)日: 2016-03-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105804779B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王凱;崔傳波;蔣曙光;蔣君儀;吳征艷;邵昊;張衛(wèi)清;裴曉東;朱成璐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21F1/12
• 分類(lèi)號(hào): E21F1/12
• 代理公司: 無(wú)錫萬(wàn)里知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)32263
• 代理人: 王傳林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤礦井下風(fēng)窗雙氣缸式自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)及其控制方法，適用于煤礦井下智能精確控制卷簾風(fēng)窗通風(fēng)面積大小，是一種煤礦井下通風(fēng)裝置。

背景技術(shù)

煤炭產(chǎn)業(yè)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展做了重大貢獻(xiàn)，是我國(guó)占主導(dǎo)地位的行業(yè)。隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，煤炭產(chǎn)量增加，但是開(kāi)采規(guī)模的擴(kuò)大及科技發(fā)展速度滯后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，我國(guó)煤炭事故頻發(fā)，嚴(yán)重威脅礦井安全生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年全年至2013年上半年我國(guó)發(fā)生煤炭事故800多起，死亡約1654人，其中將近半數(shù)重特大事故與礦井通風(fēng)系統(tǒng)不完善有密切關(guān)系。

礦井通風(fēng)是礦山生產(chǎn)中的一個(gè)非常重要的工作，井下通風(fēng)好壞直接關(guān)系到整個(gè)礦山的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。煤礦生產(chǎn)發(fā)展迅速，隨著礦井生產(chǎn)進(jìn)行，礦井風(fēng)阻變化大，為確保安全生產(chǎn)，必須實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)礦井風(fēng)網(wǎng)的風(fēng)量。而現(xiàn)有的風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)施技術(shù)存在一些問(wèn)題和不足，大部分風(fēng)門(mén)風(fēng)窗需要人工調(diào)節(jié)，由于風(fēng)窗處于巷道上部，安裝和人工調(diào)節(jié)都極為不便。如“煤礦井下風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)窗”(201220189186.6)、“井下調(diào)節(jié)風(fēng)窗”(201220343078.x)，前者所述的調(diào)節(jié)風(fēng)窗結(jié)構(gòu)及操作雖然簡(jiǎn)單，但需要人工調(diào)節(jié)風(fēng)量大小，風(fēng)量調(diào)節(jié)控制不精確，且無(wú)法滿足井巷風(fēng)量實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的要求，后者所述的風(fēng)窗能達(dá)到精確控制風(fēng)量的大小，但調(diào)節(jié)需要人工來(lái)實(shí)現(xiàn)，操作較為不便；有的礦井則定性的控制井巷通風(fēng)，存在浪費(fèi)人力、控制不精確等缺陷。因此，能夠智能控制的可調(diào)節(jié)風(fēng)窗可以很好的解決人工調(diào)節(jié)不方便的問(wèn)題。專利號(hào)201310730281.1公開(kāi)了一種智能調(diào)節(jié)風(fēng)窗通風(fēng)面積的系統(tǒng)和方法，優(yōu)點(diǎn)是能夠根據(jù)井下巷道的實(shí)際需風(fēng)量智能控制風(fēng)窗通風(fēng)面積大小，不需人工手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)窗但是其應(yīng)用的動(dòng)力氣缸控制風(fēng)門(mén)，智能化高；但缺點(diǎn)是：PLC對(duì)動(dòng)力氣缸發(fā)出停止命令后，受氣體壓力作用的動(dòng)力氣缸推拉桿由于其向前緩沖而無(wú)法立即停止，且不能根據(jù)風(fēng)量的大小來(lái)調(diào)節(jié)出適當(dāng)?shù)娘L(fēng)窗大小，而是生硬的在當(dāng)風(fēng)量大于或小于設(shè)定的巷道風(fēng)量上限值及風(fēng)量下限值時(shí)，直接調(diào)至風(fēng)窗調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的最大風(fēng)窗口或最小風(fēng)窗口，從而引起頻繁的對(duì)風(fēng)窗大小的調(diào)整，降低設(shè)備的使用壽命，提高使用成本，降低效率，且調(diào)節(jié)風(fēng)窗后對(duì)風(fēng)量的控制不適宜，不能實(shí)現(xiàn)風(fēng)窗移動(dòng)距離的精確定位控制。

因此，應(yīng)該提供一種新的技術(shù)方案解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

1、要解決的問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種煤礦井下風(fēng)窗雙氣缸式自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)及其控制方法，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巷道風(fēng)量大小，風(fēng)量不滿足巷道生產(chǎn)需要的風(fēng)量范圍(Qmin，Qmax)時(shí)，控制系統(tǒng)通過(guò)其自動(dòng)化、定量化調(diào)節(jié)風(fēng)窗通風(fēng)面積大小，來(lái)精確控制巷道風(fēng)量，并以風(fēng)量差值|(Q_min+Q_max)/2-Q|為風(fēng)量調(diào)節(jié)值，避免了以Q-Q_min或Q_max-Q為風(fēng)量調(diào)節(jié)差值而增加風(fēng)窗調(diào)節(jié)頻率的問(wèn)題，提高設(shè)備使用壽命和使用效率的同時(shí)降低了成本，滿足了井下風(fēng)量易變場(chǎng)所的通風(fēng)要求，有效保證井下通風(fēng)量的分配。

2、技術(shù)方案

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

所述的一種煤礦井下風(fēng)窗雙氣缸式自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，它包括信號(hào)采集系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述信號(hào)采集系統(tǒng)包括風(fēng)速傳感器、拉線式位移傳感器、與所述拉線式位移傳感器順序連接的PLC控制器；所述控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括風(fēng)窗卷簾閘、移動(dòng)式卷簾風(fēng)窗、定位氣缸、離合鎖母、動(dòng)力氣缸、第一電磁閥、第二電磁閥、PLC控制器、輔助元件和氣源，所述風(fēng)窗卷簾閘內(nèi)框設(shè)有風(fēng)窗軌道，所述風(fēng)窗軌上滑動(dòng)設(shè)有移動(dòng)式卷簾風(fēng)窗，且所述移動(dòng)式卷簾風(fēng)窗的一側(cè)與動(dòng)力氣缸的活塞推拉桿二連接，所述離合鎖母分別與所述動(dòng)力氣缸和定位氣缸的推拉桿連接；所述第一電磁閥兩個(gè)輸出端分別與所述動(dòng)力氣缸的氣缸前腔和氣缸后腔相連，所述第二電磁閥的兩個(gè)輸出端分別與所述定位氣缸的氣缸前腔和氣缸后腔相連，所述第一電磁閥和第二電磁閥的控制端均與所述PLC控制器電連接，所述氣源通過(guò)輔助元件分別與動(dòng)力氣缸和定位氣缸的輸入端連接為氣缸提供氣體；所述拉線式位移傳感器的輸入端通過(guò)牽引繩與移動(dòng)式卷簾風(fēng)窗連接，所述風(fēng)速傳感器和拉線式位移傳感器的輸出端均與PLC控制器的輸入端電連接。

優(yōu)選地，所述風(fēng)速傳感器布置在距風(fēng)窗前方14-16m穩(wěn)定風(fēng)流處，其探頭與風(fēng)窗中心點(diǎn)處于同一水平線上；風(fēng)速傳感器測(cè)量探頭牢固地安裝在測(cè)量位置，進(jìn)風(fēng)方向與風(fēng)速傳感器探頭垂直。

優(yōu)選地，所述拉線式位移傳感器采用MPS-M-4000拉線式位移傳感器。

優(yōu)選地，所述PLC控制器的CPU采用S7-226CNPLC控制器。