[發(fā)明專利]一種煤礦瓦斯抽放中水環(huán)真空泵和抽采主管路控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811596028.0
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109372574B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙玉剛;趙國勇;孟建兵;荊延波;孟凡瑞;孫海波;唐志共;李向東;蒲旭陽;張人會;陳維茂;燕洪順
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21F17/18;F04C19/00;F04C28/28;F04C28/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種煤礦瓦斯抽放中水環(huán)真空泵和抽采主管路控制方法，采用以下步驟：1)抽采主管路瓦斯?jié)舛葯z測，2)瓦斯?jié)舛茸兓视嬎悖?)調(diào)節(jié)閥門開度的計算和控制，4)水環(huán)真空泵異步電機(jī)轉(zhuǎn)速計算和控制，其特征在于：步驟1)中，利用瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳈z測抽采主管路瓦斯?jié)舛龋徊襟E2)中，計算抽采主管路瓦斯?jié)舛茸兓剩徊襟E3)中，在抽采主管路中設(shè)置有線性流量特性的調(diào)節(jié)閥，根據(jù)瓦斯?jié)舛茸兓嬎愫涂刂崎y門開度；步驟4)中，根據(jù)瓦斯?jié)舛茸兓嬎愫涂刂乞?qū)動水環(huán)真空泵的異步電機(jī)轉(zhuǎn)速。本發(fā)明優(yōu)點是：可以根據(jù)抽采主管路瓦斯?jié)舛茸兓?，控制抽采主管路調(diào)節(jié)閥開度和水環(huán)真空泵異步電機(jī)轉(zhuǎn)速，既節(jié)能又能提高抽放出氣體的利用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水環(huán)真空泵抽放煤礦瓦斯控制方法，特別是涉及一種煤礦瓦斯抽放中水環(huán)真空泵和抽采主管路控制方法。

背景技術(shù)

煤礦瓦斯抽采就是向煤層和瓦斯集聚區(qū)域打鉆，將鉆孔接在專用的管路上，最后匯集到抽采主管路中，用水環(huán)真空泵等抽采設(shè)備將煤層和采空區(qū)中的瓦斯抽至地面。抽采瓦斯不僅是降低開采過程中的瓦斯涌出量、防止瓦斯超限和積聚，預(yù)防瓦斯爆炸和煤與瓦斯突出事故的重要措施，還可變害為利，作為煤炭伴生的資源加以開發(fā)利用。

水環(huán)真空泵將抽出的瓦斯氣體經(jīng)氣水分離器后輸送到儲氣罐，以備使用。在瓦斯抽放中，主管路中瓦斯?jié)舛葧S時變化。當(dāng)主管路中瓦斯?jié)舛忍蜁r，如果水環(huán)真空泵異步電機(jī)還保持原來的轉(zhuǎn)速，那么就浪費(fèi)很多電能。當(dāng)主管路中瓦斯?jié)舛忍蜁r，如果抽采主管路中閥門開度保持不變，經(jīng)水環(huán)真空泵抽出的瓦斯氣體濃度就會達(dá)不到使用要求，往往被直接排放到大氣中，浪費(fèi)了能源，又增加了溫室效應(yīng)。因此，在抽采主管路瓦斯?jié)舛茸兓瘯r如何相應(yīng)的對抽采主管路閥門開度和水環(huán)真空泵異步電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，對于節(jié)能以及提高抽放出氣體的利用價值具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種煤礦瓦斯抽放中水環(huán)真空泵和抽采主管路控制方法，其技術(shù)方案為：采用以下步驟：1)抽采主管路瓦斯?jié)舛葯z測，2)瓦斯?jié)舛茸兓视嬎悖?)調(diào)節(jié)閥門開度的計算和控制，4)水環(huán)真空泵異步電機(jī)轉(zhuǎn)速計算和控制，其特征在于：步驟1)中，在PLC控制(5)的第k個采樣周期，利用瓦斯?jié)舛葌鞲衅?1)檢測抽采主管路(7)瓦斯?jié)舛?，設(shè)為s(k)；步驟2)中，設(shè)第(k-1)個采樣周期中抽采主管路(7)瓦斯?jié)舛葹閟(k-1)，則第k個采樣周期中瓦斯?jié)舛茸兓蕿閑(k)＝[s(k)-s(k-1)]/s(k-1)；步驟3)中，在抽采主管路(7)中設(shè)置有線性流量特性的調(diào)節(jié)閥(8)，在PLC控制(5)的第k個采樣周期調(diào)節(jié)閥(8)開度計算為p(k)＝p(k-1)*[1+e(k)]，其中p(k-1)為第(k-1)個采樣周期中調(diào)節(jié)閥(8)開度，并且0<p(k)≤100％，考慮到瓦斯抽放的安全性，設(shè)置最小閥門開度閾值p₀，當(dāng)調(diào)節(jié)閥開度計算值p(k)小于等于最小開度閾值p₀時，令p(k)＝p₀，對調(diào)節(jié)閥(8)開度進(jìn)行調(diào)節(jié)至p(k)；步驟4)中，水環(huán)真空泵(2)由變頻調(diào)速的異步電機(jī)(3)驅(qū)動，在PLC控制(5)的第k個采樣周期，異步電機(jī)(3)轉(zhuǎn)速計算為n(k)＝n(k-1)*[1+c₀*e(k)]，其中n(k-1)為第(k-1)個采樣周期中異步電機(jī)(3)轉(zhuǎn)速，c₀為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系數(shù)，為常數(shù)，在0.8～1.3之間取值，考慮到瓦斯抽放的安全性，設(shè)置異步電機(jī)最小轉(zhuǎn)速閾值n₀，當(dāng)異步電機(jī)轉(zhuǎn)速計算值n(k)小于等于異步電機(jī)最小轉(zhuǎn)速閾值n₀時，令n(k)＝n₀，對異步電機(jī)(3)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)至n(k)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點是：可以根據(jù)抽采主管路瓦斯?jié)舛茸兓刂瞥椴芍鞴苈氛{(diào)節(jié)閥開度和水環(huán)真空泵異步電機(jī)轉(zhuǎn)速，既節(jié)能又能提高抽放出氣體的利用價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的煤礦瓦斯抽放中水環(huán)真空泵和抽采主管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的煤礦瓦斯抽放中水環(huán)真空泵和抽采主管路控制流程圖。