[發明專利]一種規則水倉有效容積測量裝置和方法

在審

• 申請號: 202211334851.0
• 申請日: 2022-10-28
• 公開（公告）號: CN115727919A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 馮立杰;鄧坤鵬;馮奕程;程雁;王金鳳;張虎翼;張世斌;王延鋒;李康;趙偉宇
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G01F22/00
• 分類號: G01F22/00;G01F23/296;G01S15/08;G01S15/88
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發明涉及一種規則水倉有效容積測量裝置和方法，裝置包括控制器、設置在待測量水倉的內壁上且與控制器電氣連接的液位傳感器和兩個相同且并列設置的測量模塊，對于任一個測量模塊，均包括：漂浮塊，漂浮塊兩端分別設置有第一牽引繩和第二牽引繩，漂浮塊的靠近水面的一側安裝有與控制器電氣連接的污泥界面傳感器陣列；第一導向輪和第二導向輪，對應設置在待測量水倉的兩側；傳動機構，第一牽引繩通過第一導向輪設置在傳動機構上，第二牽引繩通過第二導向輪設置在傳動機構上，傳動機構與控制器電氣連接。與現有技術相比，本發明具有較高的計算精度和效率以及較低的投入成本，能夠為科學合理地規劃礦井排水時間、保障礦井安全生產提供技術支持。

技術領域

本發明涉及水倉容積測量領域，尤其是涉及一種規則水倉有效容積測量裝置和方法。

背景技術

在煤炭開采過程中，井工礦井存在著大量的地下水和生產用水，為了對上述井工水進行收集，井工煤礦均建有兩個或多個水倉。在煤礦水倉使用過程中，混合著泥沙、煤泥等沉淀物的井工水進入水倉，經沖積、沉淀等過程后，水倉內部逐漸形成大量的淤泥、煤泥等固體沉淀物，導致井工煤礦水倉的有效容積是一個動態變化的參數。對于井工煤礦的安全生產與排水要求來說，井工煤礦水倉的有效容積是衡量煤礦容納涌水量的重要參考指標，也直接影響著井工煤礦的排水能力。通常情況下，井工煤礦的正常涌水量Q小于1000m3/h時，主水倉的有效容積應大于8小時的正常涌水量；當井工煤礦的正常涌水量Q大于1000m3/h時，主水倉的有效容積應大于2(Q+3000)m3，其中Q為正常涌水量。由此可見，實時監測井工煤礦水倉的有效容積具有重要的實際意義，此外有利于科學合理地制定礦井排水優化方案，對于煤礦的安全生產和節能減排均具有重要意義。

中國專利申請號CN201721577786.9公開了一種井下水深和淤積測量裝置，提供一種測量成本低、降低職工勞動強度的水倉水深情況和淤泥淤積情況的方案。包括測量標尺、拉繩和重砣，測量標尺的游標通過拉繩與重砣連接，拉繩穿過巷道的支撐部件，測量標尺上安裝水面指示組件，水面指示組件通過導線與重砣上的水位開關連接，水面指示組包括：電源、提示部件，提示部件為LED燈、蜂鳴器中的一種或兩種，水位開關和提示部件串接；導線與拉繩綁定一起組成復合拉繩，復合拉繩一端固定在指示箭頭上，指示箭頭通過滑套在測量標尺上的滑桿左右滑動，滑套螺紋連接有緊定旋鈕。該裝置能夠提高水倉淤積測量時的安全性；提高水倉淤積測量數值的準確性；減少作業強度。但是，該裝置的重砣部分可以測量的位置固定，只可用于粗略判斷淤泥深度而無法獲得確切的有效容積。

綜上，當前的規則水倉有效容積測量裝置存在如下缺點：

(1)只能測量固定位置，若測量其他位置需要對裝置安裝位置進行調整，因此只能獲取局部點位的淤泥厚度，且現有淤泥厚度的測量方法中，操作人員感覺到重砣下墜到淤泥表面后進行讀數，操作人員的主觀性會導致測量不準確；

(2)無法獲取礦井水倉的較準確的水艙有效容積，傳統的測量方法根據獲得的數個點位的淤泥厚度數據對水倉容積進行估算，存在較大誤差。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種能夠實現井工煤礦水倉有效容積的實時在線監測的規則水倉有效容積測量裝置和方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

根據本發明的一個方面，提供了一種規則水倉有效容積測量裝置，包括控制器、設置在待測量水倉的內壁上且與所述控制器電氣連接的液位傳感器和兩個相同且并列設置的測量模塊，對于任一個所述的測量模塊，均包括：漂浮塊，所述漂浮塊兩端分別設置有第一牽引繩和第二牽引繩，所述漂浮塊的靠近水面的一側安裝有與所述控制器電氣連接的污泥界面傳感器陣列；第一導向輪和第二導向輪，對應設置在待測量水倉的兩側；傳動機構，所述第一牽引繩通過所述第一導向輪設置在所述傳動機構上，所述第二牽引繩通過所述第二導向輪設置在所述傳動機構上，所述傳動機構與所述控制器電氣連接。