[發(fā)明專利]一種煤礦瓦斯抽采智能管網(wǎng)壓力調(diào)控系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112096352B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志剛;劉延保;申凱;周厚權(quán);熊偉;巴全斌;楊利平;高振勇;郝光生;馬錢錢;樊正興;何俊
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12;E21F7/00
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50240
• 代理人: 王宏松

本發(fā)明提出了一種煤礦瓦斯抽采智能管網(wǎng)壓力調(diào)控系統(tǒng)，包括安設(shè)在管網(wǎng)上的M個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥，分別為第1壓力調(diào)節(jié)閥、第2壓力調(diào)節(jié)閥、第3壓力調(diào)節(jié)閥、……、第M壓力調(diào)節(jié)閥，所述M為大于或者等于1的正整數(shù)，第m壓力調(diào)節(jié)閥包括壓力傳感器、壓力閥、控制器和無線收發(fā)模塊，所述m為小于或者等于M的正整數(shù)，壓力傳感器的壓力信號輸出端與控制器的壓力信號輸入端相連，控制器的流量調(diào)節(jié)端與壓力閥的調(diào)節(jié)輸入端相連，無線收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)端與控制器的數(shù)據(jù)收發(fā)端相連。本發(fā)明能夠在抽采管網(wǎng)負(fù)壓壓力異常時(shí)，能夠自動(dòng)確定抽采管網(wǎng)壓力異常的管段，并執(zhí)行相應(yīng)的操作自動(dòng)調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力，防止運(yùn)行效率降低和安全事故的發(fā)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤礦技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種煤礦瓦斯抽采智能管網(wǎng)壓力調(diào)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

瓦斯是指儲存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體，是煤的伴生礦產(chǎn)資源。瓦斯是煤炭開采過程的最主要安全隱患之一，煤與瓦斯突出、瓦斯爆炸等瓦斯事故死亡人數(shù)長期占煤礦事故總死亡人數(shù)的一半以上。同時(shí)瓦斯的熱值與天然氣相當(dāng)，是通用煤的2～5倍，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產(chǎn)生任何廢氣，是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活燃料。瓦斯直接排放到大氣中，其溫室效應(yīng)約為二氧化碳的21倍，對生態(tài)環(huán)境破壞性極強(qiáng)。因此，對煤層賦存的瓦斯進(jìn)行開發(fā)和利用，具有保障生產(chǎn)安全、能源供給和環(huán)保的多重意義。

瓦斯抽采是防治瓦斯事故、開發(fā)瓦斯資源的最主要手段。煤礦瓦斯抽采利用抽采泵產(chǎn)生負(fù)壓，由瓦斯抽采管網(wǎng)將負(fù)壓傳遞至鉆孔，并將鉆孔抽采的瓦斯輸送至地面。調(diào)節(jié)瓦斯抽采管網(wǎng)的負(fù)壓在合理的區(qū)間內(nèi)，對于提高整個(gè)瓦斯抽采系統(tǒng)運(yùn)行效率、經(jīng)濟(jì)性和安全性具有重要意義。但是當(dāng)前煤礦瓦斯抽采管網(wǎng)的負(fù)壓調(diào)節(jié)依賴人工調(diào)節(jié)，亟需一種智能管網(wǎng)壓力調(diào)控系統(tǒng)，可以通過對管網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測與判斷，對判斷為壓力異常的管路實(shí)施自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種煤礦瓦斯抽采智能管網(wǎng)壓力調(diào)控系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種煤礦瓦斯抽采智能管網(wǎng)壓力調(diào)控系統(tǒng)，包括安設(shè)在管網(wǎng)上的M個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥，分別為第1壓力調(diào)節(jié)閥、第2壓力調(diào)節(jié)閥、第3壓力調(diào)節(jié)閥閥、……、第M壓力調(diào)節(jié)閥，所述M為大于或者等于1的正整數(shù)，第m壓力調(diào)節(jié)閥包括壓力傳感器、壓力閥、控制器和無線收發(fā)模塊，所述m為小于或者等于M的正整數(shù)，壓力傳感器的壓力信號輸出端與控制器的壓力信號輸入端相連，控制器的流量調(diào)節(jié)端與壓力閥的調(diào)節(jié)輸入端相連，無線收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)端與控制器的數(shù)據(jù)收發(fā)端相連；

還包括云端服務(wù)器，云端服務(wù)器向每個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥發(fā)送壓力監(jiān)測值，該壓力監(jiān)測值包括壓力第一監(jiān)測值和壓力第二監(jiān)測值，所述壓力第二監(jiān)測值大于壓力第一監(jiān)測值，控制器通過無線收發(fā)模塊接收云端服務(wù)器發(fā)送的壓力監(jiān)測值作為壓力預(yù)設(shè)閾值；該壓力預(yù)設(shè)閾值包括壓力預(yù)設(shè)第一閾值和壓力預(yù)設(shè)第二閾值，所述壓力預(yù)設(shè)第二閾值大于壓力預(yù)設(shè)第一閾值；

當(dāng)其壓力傳感器監(jiān)測的壓力值小于或者等于壓力預(yù)設(shè)第一閾值，或者壓力傳感器監(jiān)測的壓力值大于或者等于壓力預(yù)設(shè)第二閾值，則控制器通過無線收發(fā)模塊向云端服務(wù)器發(fā)送壓力傳感器監(jiān)測的壓力值，云端服務(wù)器接收到該壓力值后，云端服務(wù)器判斷接收到的壓力值與向壓力調(diào)節(jié)閥發(fā)送的壓力監(jiān)測值間的關(guān)系：

若云端服務(wù)器接收到的壓力值小于或者等于向壓力調(diào)節(jié)閥發(fā)送的壓力第一監(jiān)測值，則云端服務(wù)器向管網(wǎng)總控閥發(fā)送調(diào)節(jié)信號，使其管網(wǎng)壓力值增大；

若云端服務(wù)器接收到的壓力值大于或者等于向壓力調(diào)節(jié)閥發(fā)送的壓力第二監(jiān)測值，則云端服務(wù)器向管網(wǎng)總控閥發(fā)送調(diào)節(jié)信號，使其管網(wǎng)壓力值減小。

當(dāng)其壓力傳感器監(jiān)測的壓力值大于壓力預(yù)設(shè)第一閾值且小于壓力預(yù)設(shè)第二閾值，則控制器向壓力閥發(fā)送開度調(diào)節(jié)命令。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，第m壓力調(diào)節(jié)閥還包括溫度傳感器，溫度傳感器的溫度信號輸出端與控制器的溫度信號輸入端相連。