[發(fā)明專利]一種智能化全周期地面井抽采調(diào)控系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310662221.4
• 申請(qǐng)日: 2023-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116557043A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張兆一;李日富;賈泉敏;申凱;李良偉;江萬(wàn)剛;王亞洲;郭恒;劉文;付軍輝;唐建平;劉錚;孫銳
• 申請(qǐng)（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(hào): E21F7/00
• 分類號(hào): E21F7/00;E21F17/18;E21F5/00;E21B47/00
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 方鐘苑

1.一種智能化全周期地面井抽采調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：包括地面井智能抽采中央調(diào)控系統(tǒng)、智能化抽采系統(tǒng)、智能化監(jiān)測(cè)保障系統(tǒng)和智能化放水系統(tǒng)；

所述地面井智能抽采中央調(diào)控系統(tǒng)用于連接并控制智能化抽采系統(tǒng)、智能化監(jiān)測(cè)保障系統(tǒng)和智能化放水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)感知、判斷、智能決策地面井的智能化抽采、排水、控壓、開(kāi)關(guān)井口、通風(fēng)、監(jiān)測(cè)、預(yù)警；

所述智能化抽采系統(tǒng)包括設(shè)置在水循環(huán)泵房?jī)?nèi)的集成水環(huán)真空泵系統(tǒng)，設(shè)置在各個(gè)集氣支管中的空壓閥及壓差傳感器；所述智能化抽采系統(tǒng)基于集成水環(huán)真空泵對(duì)抽采區(qū)域的各個(gè)地面井進(jìn)行智能化精準(zhǔn)預(yù)抽；利用支管處的智能化監(jiān)測(cè)保障系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)抽采數(shù)據(jù)，將抽采數(shù)據(jù)反饋到地面井智能抽采中央調(diào)控系統(tǒng)計(jì)算得出最佳抽采負(fù)壓，進(jìn)而調(diào)控各個(gè)支管路的控壓閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)地面井進(jìn)行差異化負(fù)壓調(diào)控抽采；所述壓差傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反饋各管控壓情況是否滿足調(diào)控設(shè)置；

所述智能化監(jiān)測(cè)保障系統(tǒng)用于對(duì)防爆、防火、防雷方面進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)，瓦斯抽放多參數(shù)傳感器對(duì)礦井瓦斯抽放濃度、負(fù)壓、溫度、流量、CO濃度的進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

所述智能化放水系統(tǒng)對(duì)礦井集氣支管及集氣干管內(nèi)積水情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)達(dá)到設(shè)定管道集水器水位的閾值，則通過(guò)地面井智能抽采中央調(diào)控系統(tǒng)控制開(kāi)啟集氣器上的電動(dòng)防水閥門(mén)，放空集水器中的水后關(guān)閉，保證瓦斯抽采。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化全周期地面井抽采調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述地面井智能抽采中央調(diào)控系統(tǒng)計(jì)算得出最佳抽采負(fù)壓，抽采負(fù)壓在40-60kPa之間無(wú)極切換，無(wú)極切換具體如下：

新井口啟動(dòng)時(shí)統(tǒng)一用50kPa進(jìn)行抽采；

如果48小時(shí)后集氣支管的瓦斯抽采純量(w)每分鐘穩(wěn)定在10≤w＜20m³，則負(fù)壓無(wú)需調(diào)控；

如果48小時(shí)后集氣支管的瓦斯抽采純量w每分鐘穩(wěn)定在0≤w＜10m³，則抽采純量w對(duì)應(yīng)具體0～10m³，對(duì)負(fù)壓40～50kPa進(jìn)行等比例智能調(diào)壓；

如果48小時(shí)后集氣支管的瓦斯抽采純量w每分鐘穩(wěn)定在20≤w＜30m³，則抽采純量w對(duì)應(yīng)具體20～30m³，對(duì)負(fù)壓50～60kPa進(jìn)行等比例智能調(diào)壓；

如果48小時(shí)后集氣支管的瓦斯抽采純量w一直為0，則反饋到地面井智能抽采中央調(diào)控系統(tǒng)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定關(guān)閉支路閥門(mén)保證其它地面井正常抽采，系統(tǒng)自動(dòng)記錄事件發(fā)生原因存檔同時(shí)通知線上管理人員；

如果48小時(shí)后集氣支管的瓦斯抽采純量w每分鐘在30m³≤w，則反饋到地面井智能抽采中央調(diào)控系統(tǒng)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定對(duì)負(fù)壓最大調(diào)控在60kPa運(yùn)行；

集氣干管負(fù)壓設(shè)定在60kPa，水環(huán)真空泵運(yùn)行功率根據(jù)集氣干管內(nèi)的負(fù)壓傳感器反饋情況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)控，如果出現(xiàn)所有集氣支管的濃度都穩(wěn)定在某個(gè)固定區(qū)間，則直接設(shè)定集氣干管負(fù)壓值進(jìn)行節(jié)能化抽采，各支路無(wú)需控壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化全周期地面井抽采調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述智能化監(jiān)測(cè)保障系統(tǒng)的智能監(jiān)測(cè)具體包括：

通過(guò)設(shè)置在集氣支管處的瓦斯?jié)舛葌鞲衅骱鸵谎趸紳舛葌鞲衅鳎O(jiān)測(cè)集氣支管內(nèi)的瓦斯氣體和一氧化碳?xì)怏w濃度，如超過(guò)設(shè)定警戒閾值，自動(dòng)上傳至地面井智能抽采中央調(diào)控系統(tǒng)，關(guān)閉對(duì)應(yīng)集氣支管；

通過(guò)設(shè)置在集氣支管內(nèi)的溫度傳感器監(jiān)測(cè)集氣支管內(nèi)的溫度，如監(jiān)測(cè)溫度超過(guò)設(shè)定警戒閾值，自動(dòng)上傳至地面井智能抽采中央調(diào)控系統(tǒng)，依次啟動(dòng)防回火裝置，礦用本安型管道抑爆器，水封式防爆器，防回火裝置；

通過(guò)設(shè)置在水循環(huán)泵房?jī)?nèi)環(huán)境濃度傳感器，監(jiān)測(cè)水循環(huán)泵房?jī)?nèi)的一氧化碳濃度、甲烷濃度，如超過(guò)設(shè)定警戒閾值，自動(dòng)上傳至地面井智能抽采中央調(diào)控系統(tǒng)，關(guān)閉水循環(huán)泵房?jī)?nèi)所有供電系統(tǒng)，并打開(kāi)水循環(huán)泵房排氣扇，待濃度降到安全值區(qū)間，依靠多組傳感器智能巡檢是否存在泄露點(diǎn)，如存在則報(bào)警通知管理人員，如不存在泄露，則自動(dòng)開(kāi)啟智能化抽采系統(tǒng)的智能抽采模式；

通過(guò)連接互聯(lián)網(wǎng)天氣預(yù)報(bào)對(duì)運(yùn)行區(qū)域的雷暴天氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)雷暴天氣時(shí)，對(duì)所有集氣支管及集氣干管實(shí)施關(guān)閉，并實(shí)行斷電保護(hù)。