[發明專利]一種煤礦礦井瓦斯超限檢測通風裝置

有效

• 申請號: 202210669124.3
• 申請日: 2022-06-14
• 公開（公告）號: CN114753878B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 韓勇;李祝;曹少佐;王源;高永雷;杜宇宏;康宇;邵陽
• 申請（專利權）人: 山西中能華信礦業技術有限公司
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E21F1/08;E21F17/18;E21F7/00
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產權代理有限公司 50219
• 代理人: 尹洪劍

1.一種煤礦礦井瓦斯超限檢測通風裝置，其特征在于，包括礦井掘進巷道(1)、監測主機(2)、通風管道、通風機、瓦斯濃度傳感器(4)、氧氣濃度傳感器(5)、氮氣濃度傳感器(6)、用電器故障檢測設備(7)、制氧設備(8)和制氮設備(9)；

礦井掘進巷道(1)包括進風口(10)、回風巷(11)和瓦斯混合區(12)，通風管道包括壓入管道(31)和抽出管道(32)，沿進風口(10)到瓦斯混合區(12)安裝有壓入管道(31)，沿回風巷(11)至瓦斯混合區(12)設有抽出管道(32)；

通風機包括壓入風機(14)和抽出風機(15)，壓入風機(14)安裝在進風口(10)的壓入管道(31)端口，抽出風機(15)安裝在回風巷(11)的抽出管道(32)端口；

瓦斯濃度傳感器(4)包括第一傳感器組(41)、第二傳感器組(42)和第三傳感器組(43)，第一傳感器組(41)、第二傳感器組(42)和第三傳感器組(43)分別安裝在礦井掘進巷道(1)的進出口、瓦斯混合區(12)和中部巷道處(13)；

瓦斯濃度傳感器(4)設置的位置處均設有氧氣濃度傳感器(5)和氮氣濃度傳感器(6)；

監測主機(2)通過電路與瓦斯濃度傳感器(4)、氧氣濃度傳感器(5)、氮氣濃度傳感器(6)和用電器故障檢測設備(7)連接，瓦斯濃度傳感器(4)檢測到的掘進巷道內不同位置處的與瓦斯爆炸相關的氣體濃度數值轉化為電信號傳輸至監測主機(2)，同樣的氧氣濃度傳感器(5)和氮氣濃度傳感器(6)將掘進巷道內不同位置處的氧氣濃度和氮氣濃度含量轉化為電信號傳輸至監測主機(2)，用電器故障檢測設備(7)用于對掘進巷道內的用電器是否產生故障，若產生故障，通過電路發送故障信號給監測主機(2)；

制氧設備(8)和制氮設備(9)通過管路與壓入風機(14)進風端連接，并通過控制電路與監測主機(2)連接，監測主機(2)通過控制電路控制制氧設備(8)和制氮設備(9)提供氧氣和氮氣的量；

每個瓦斯濃度傳感器(4)由甲烷濃度傳感器和一氧化碳濃度傳感器組成；瓦斯濃度傳感器(4)集成在一個安裝板上，該安裝板固定在可移動設備平臺上；

監測主機(2)包括主機本體(21)、讀數顯示屏(22)、示警燈(23)、運作燈(24)、無線傳輸模塊(16)、計算判斷模塊(17)、多種傳感器數值傳輸接口、用電器故障檢測連接接口、通風機風量控制接口、制氧設備(8)輸出量控制接口和制氮設備(9)輸出量控制接口；

主機本體(21)表面安裝有示警燈(23)、運作燈(24)和讀數顯示屏(22)，主機本體(21)內置有無線傳輸模塊(16)和計算判斷模塊(17)，主機本體(21)側面或者表面上設有多個數據接收和傳輸接口；

無線傳輸模塊(16)用于將所有接口接收和傳輸數據上傳至用戶監控端；

計算判斷模塊(17)用于監控傳感器數值是否超限和用電器是否故障，同時用于計算單位時間內通風機壓入和抽出空氣量所需功率大小，還用于計算制氧設備(8)和制氮設備(9)應排入壓入風機(14)端壓入管道(31)的氧氣和氮氣量。

2.根據權利要求1所述的一種煤礦礦井瓦斯超限檢測通風裝置，其特征在于，計算判斷模塊(17)搭載了瓦斯濃度是否超限算法、通風風量控制算法和氮氧調節瓦斯濃度算法。

3.根據權利要求2所述的一種煤礦礦井瓦斯超限檢測通風裝置，其特征在于，瓦斯濃度是否超限算法，包括判斷如下三個條件：

a、甲烷測量數值Nj超過預設甲烷濃度數值；

b、一氧化碳測量數值Nc超過預設一氧化碳濃度數值；

c、甲烷濃度數值Nj 、一氧化碳濃度數值Nc和氧氣濃度數值Ny之和在空氣中的占比大于預設值；

若上述三個條件均滿足，則判定瓦斯濃度超限。

4.根據權利要求3所述的一種煤礦礦井瓦斯超限檢測通風裝置，其特征在于，瓦斯濃度是否超限包括兩種狀態范圍上限值，一種為煤層施工挖掘階段，其甲烷氣體范圍值為15%-25%；另一種為正常通風階段，即煤層施工3分鐘后甲烷氣體濃度趨于平衡0-15%。