[發明專利]一種煤礦井下無人值守排水系統及控制方法

有效

• 申請號: 201910919969.1
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110647078B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 史曉娟;陳迪迪;齊彪;張修德;王高洋
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;E21F16/00;F04B49/06
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 李艷春

本發明公開了一種煤礦井下無人值守排水系統的控制方法，排水系統包括DSP數字信號處理器模塊、通信電路模塊和電源模塊，DSP數字信號處理器模塊的輸入端接有數字量輸入隔離電路模塊和信號調理電路模塊，信號調理電路模塊的輸入端接有溫度傳感器、用于檢測水泵入口真空度的真空度傳感器、用于檢測排水管路流量的流量傳感器、用于檢測水泵出水口壓力的壓力傳感器和用于檢測水倉內水位的液位傳感器，DSP數字信號處理器模塊的輸出端接有D/A轉換電路模塊、顯示模塊和聲光報警電路模塊。本發明的無人值守排水控制系統設計合理，結合控制方法，能夠實現煤礦井下的自動化排水，排水性能穩定性可靠，使用效果好，便于推廣使用。

技術領域

本發明屬于煤礦安全設備技術領域，具體涉及一種煤礦井下無人值守排水系統的控制方法。

背景技術

我國煤礦礦井的地理環境復雜，如空氣濕度大、浮塵含量高、腐蝕性氣體含量高等惡劣的生產環境導致了煤礦事故的頻頻發生。透水的危害主要是涉及人員傷亡和煤礦井下開采設備損壞兩方面。每年透水事故造成的人員傷亡占煤礦事故傷亡總數比例約為13.6％，透水事故數占煤礦事故數的比例約為15.8％。頻頻發生的透水事故造成了很多寶貴生命的消失。當發生透水事故時，礦井的一些排水設備如電機、閘閥等無法及時搬運出去。因浸水使得設備內部短路而燒毀，在經濟方面造成了不可挽回的損失。

排水系統承擔著將水倉積水及時有效地排送至地面的任務，是保障煤礦生產安全性能的關鍵環節，是保障煤礦生產穩定發展的基礎。目前，礦井排水系統排水設備的啟停工作，國內仍然有相當一部分煤礦仍然依靠手動操作的方式完成。例如水泵電機的啟停、射流泵的啟停、排水閘閥的開關、真空度信號以及管路流量的觀測讀取，完全由工人憑借自己的工作經驗和操作規程完成。因此，目前國內礦井排水系統的問題主要有以下方面：

1.對故障的判斷和設備的操作太過于依賴工人的經驗，排水過程的控制存在很強的主觀性，存在安全隱患；無法及時將系統數據上傳到井上調度中心，耽擱了處理事故最好的時機；可能導致排水設備使用壽命縮短；工人的勞動強度過高。

2.礦井透水事故導致的涌水現象具有隨機性，很難預測，水位變化過程的規律呈非線性。因此很難針對其變化過程建立精確的數學模型，對其動態變化過程進行分析，選擇適合排水系統的控制策略有相當大的困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種煤礦井下無人值守排水系統，其系統結構簡單，設計合理，實現方便，結合控制方法，能夠實現煤礦井下的自動化排水，排水性能穩定性可靠，使用效果好，便于推廣使用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種煤礦井下無人值守排水系統，包括用于排水的水泵、備用水泵、上位PC機、DSP數字信號處理器模塊和與DSP數字信號處理器模塊相接的用于與上位PC機進行通信的通信電路模塊，以及為排水系統中各用電模塊供電的電源模塊；所述DSP數字信號處理器模塊的輸入端接有數字量輸入隔離電路模塊和信號調理電路模塊，所述信號調理電路模塊的輸入端接有用于檢測電機軸承溫度的溫度傳感器、用于檢測水泵入口真空度的真空度傳感器、用于檢測排水管路流量的流量傳感器、用于檢測水泵出水口壓力的壓力傳感器和用于檢測水倉內水位的液位傳感器，所述DSP數字信號處理器模塊的輸出端接有D/A轉換電路模塊、顯示模塊和聲光報警電路模塊，所述D/A轉換電路模塊的輸出端接有多個用于控制水泵和備用水泵的變頻器。