一種礦井瓦斯煤火協(xié)同防控方法及裝置的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種瓦斯煤火協(xié)同防控方法及裝置，特別涉及一種礦井瓦斯煤火協(xié)同防控方法及裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]對于含有易自燃煤層的高瓦斯礦井，采空區(qū)瓦斯爆炸與煤自燃火災(zāi)是礦井最常見的兩種自燃災(zāi)害。采空區(qū)可看作是多孔介質(zhì)受限空間，中間分布多組分氣體，其主要組分包括ch4。由于采空區(qū)空間的特殊性質(zhì)，瓦斯抽采與防滅火的矛盾性明顯，瓦斯抽采使采空區(qū)漏風(fēng)量增大，增加采空區(qū)的氧含量和氧化程度，使得采空區(qū)溫度上升、采空區(qū)氣體組成發(fā)生變化，擴大了采空區(qū)瓦斯爆炸的條件，且容易引起遺煤氧化自燃，更易導(dǎo)致采空區(qū)瓦斯事故的發(fā)生，當煤層自燃與瓦斯災(zāi)害在采空區(qū)耦合時，災(zāi)害的危險性及危險程度劇增，對礦井安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴重威脅。
[0003]本發(fā)明設(shè)計了一種礦井瓦斯煤火協(xié)同防控方法及裝置，通過處理采集到的采空區(qū)CO指標氣體濃度、工作面瓦斯?jié)舛?、風(fēng)速等監(jiān)測數(shù)據(jù)，優(yōu)選合適的工作面通風(fēng)參數(shù)、瓦斯抽采參數(shù)及采空注氮防滅火參數(shù)，平衡瓦斯抽采與防滅火技術(shù)的關(guān)系。該協(xié)同防控方法及裝置實用性強，具有廣泛推廣應(yīng)用價值。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明提供了一種礦井瓦斯煤火協(xié)同防控方法及裝置，可以平衡采空區(qū)瓦斯爆炸與煤自燃火災(zāi)。
[0005]一種礦井瓦斯煤火協(xié)同防控方法，首先采集采空區(qū)CO濃度、工作面瓦斯?jié)舛?，以及工作面風(fēng)速，然后依次判斷工作面風(fēng)速、工作面瓦斯?jié)舛?、采空區(qū)CO濃度是否在閾值范圍內(nèi)，如果不在閾值范圍內(nèi)，則通過調(diào)節(jié)風(fēng)速調(diào)節(jié)相應(yīng)的參數(shù)直至該三個參數(shù)均在閾值范圍。
[0006]當采集的風(fēng)速在風(fēng)速的閾值范圍內(nèi)而采集的瓦斯?jié)舛炔辉谕咚節(jié)舛鹊拈撝捣秶鷥?nèi)時，計算稀釋瓦斯?jié)舛鹊酵咚節(jié)舛乳撝祪?nèi)所需的風(fēng)速V1,如果該風(fēng)速V1和該風(fēng)速下CO濃度均在各自的閾值范圍內(nèi)，則將工作面的風(fēng)速調(diào)節(jié)為V1，重新對三個參數(shù)依次進行判斷。
[0007]當采集的風(fēng)速和瓦斯?jié)舛染诟髯缘拈撝捣秶鷥?nèi)而采集的CO濃度不在CO濃度的閾值范圍內(nèi)時，計算CO濃度在CO濃度的閾值范圍內(nèi)所需的風(fēng)速v2，如果風(fēng)速^和該風(fēng)速下的瓦斯?jié)舛染诟髯蚤撝捣秶鷥?nèi)，則重新對三個參數(shù)依次進行判斷，否則向注氮防滅火設(shè)備提供響應(yīng)信號，進行滅火。
[0008]稀釋瓦斯?jié)舛鹊酵咚節(jié)舛乳撝祪?nèi)所需的風(fēng)速V1的計算方法為:v != gmvm/gmax，其中，gjp gmax分別表示瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測值及瓦斯?jié)舛乳撝?，VmS風(fēng)速監(jiān)測值。
[0009]一種礦井瓦斯煤火協(xié)同防控裝置，包括:數(shù)據(jù)采集模塊:采集采空區(qū)CO濃度、工作面瓦斯?jié)舛?，以及工作面風(fēng)速；數(shù)據(jù)處理模塊:與數(shù)據(jù)采集模塊的輸出相連，將采集的數(shù)據(jù)與相對應(yīng)的閾值比較，并提供調(diào)節(jié)方案；調(diào)節(jié)控制模塊:根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊提供的調(diào)節(jié)方案控制對應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)進行參數(shù)調(diào)節(jié)。
[0010]所述礦井瓦斯煤火協(xié)同防控裝置進一步有聲光報警模塊。
[0011]所述數(shù)據(jù)處理模塊包括A/D轉(zhuǎn)換器和PLC控制處理器，采集模塊采集到的模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸?shù)絇LC控制處理器中，PLC控制處理器通過將采集的采空區(qū)CO濃度、工作面瓦斯?jié)舛纫约肮ぷ髅骘L(fēng)速與設(shè)定的閾值進行對比。
[0012]所述調(diào)節(jié)控制模塊包括差動放大器、功率放大器、風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)備、瓦斯抽采設(shè)備、注氮防滅火設(shè)備，調(diào)控模塊收到調(diào)控響應(yīng)指令后利用差動放大器比較給定參數(shù)的允許范圍與各采集參數(shù)之間的偏差，通過功率放大器放大偏差信號功率，驅(qū)動響應(yīng)設(shè)備自動調(diào)節(jié)運行參數(shù)。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果:本發(fā)明首先采集CO濃度、瓦斯?jié)舛?，以及風(fēng)速，如果該等參數(shù)不在閾值范圍內(nèi)，則通過調(diào)節(jié)風(fēng)速調(diào)節(jié)相應(yīng)的參數(shù)。通過風(fēng)速合理地調(diào)節(jié)各種參數(shù)，保證瓦斯與滅火的平衡，對礦井安全生產(chǎn)提供可靠保障。
【【附圖說明】】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施案例對礦井瓦斯煤火協(xié)同防控方法及裝置作進一步說明。
[0015]圖1是礦井瓦斯煤火協(xié)同防控方法及裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2是本發(fā)明專利中數(shù)據(jù)處理模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
【【具體實施方式】】
[0017]本發(fā)明專利的目的在于平衡高瓦斯易自燃礦井瓦斯抽采與防滅火的關(guān)系，提供一種合理可行、切實方便的礦井瓦斯煤火協(xié)同防控方法及裝置。
[0018]為達到上述目的，本發(fā)明專利采用如下方案:
[0019]一種礦井瓦斯煤火協(xié)同防控裝置，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、調(diào)節(jié)控制模塊及聲光報警模塊。所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括CO傳感器、瓦斯傳感器和風(fēng)速傳感器，分別監(jiān)測采空區(qū)CO濃度、工作面瓦斯?jié)舛燃肮ぷ髅骘L(fēng)速，同時與數(shù)據(jù)處理模塊連接；數(shù)據(jù)處理模塊負責(zé)接收數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)谋O(jiān)測數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分析，判斷各監(jiān)測數(shù)據(jù)是否在設(shè)定的閾值范圍內(nèi)，若監(jiān)測數(shù)據(jù)達標，則為下一輪數(shù)據(jù)采集提供響應(yīng)信號，若不達標則為調(diào)節(jié)控制模塊和聲光報警模塊提供響應(yīng)信號；報警模塊根據(jù)接收到的響應(yīng)信號，采用聲光等方式，對不達標的監(jiān)測指標進行警示；調(diào)節(jié)控制模塊根據(jù)接收到的響應(yīng)信號，負責(zé)調(diào)節(jié)控制工作面配風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)備、瓦斯抽采設(shè)備、注氮防滅火設(shè)備。
[0020]所述的數(shù)據(jù)處理模塊包括A/D轉(zhuǎn)換器和PLC控制處理器，采集模塊采集到的模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸?shù)絇LC控制處理器中，PLC控制處理器通過將采集的采空區(qū)CO濃度、工作面瓦斯?jié)舛纫约肮ぷ髅骘L(fēng)速與設(shè)定的閾值進行對比，若監(jiān)測數(shù)據(jù)達標，則為下一輪數(shù)據(jù)采集提供響應(yīng)信號；若不達標則選擇合適的調(diào)控方案，并為調(diào)節(jié)控制模塊和聲光報警模塊提供響應(yīng)信號。
[0021]所述的調(diào)節(jié)控制模塊包括差動放大器、功率放大器、風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)備、瓦斯抽采設(shè)備、注氮防滅火設(shè)備，調(diào)控系統(tǒng)收到調(diào)控響應(yīng)指令后利用差動放大器比較給定的標準參數(shù)與各傳感器監(jiān)測值之間的偏差，通過功率放大器放大偏差信號功率進而驅(qū)動風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)備、瓦斯抽采設(shè)備、注氮防滅火設(shè)備進行自動調(diào)節(jié)。
[0022]所述的報警模塊包括報警主機、警燈和警號，報警主機接收響應(yīng)指令后，向警燈和警號發(fā)送執(zhí)行指令，警燈和警號發(fā)出光、聲警報信號。
[0023]所述報警模塊的報警主機還連接有主控鍵盤和報警電話，人工接警后，通過主控鍵盤中止報警。
[0024]本發(fā)明專利的礦井瓦斯煤火協(xié)同防控方法及裝置，通過自動控制風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)備、瓦斯抽采設(shè)備、注氮防滅火設(shè)備的方式改變采煤工作面的風(fēng)速場、瓦斯?jié)舛确植紙?、CO濃度分布場，確保采煤工作面的瓦斯?jié)舛群筒煽諈^(qū)的CO濃度在安全合理的范圍內(nèi)，并對不良的狀態(tài)進行報警。瓦斯煤火協(xié)同防控方法及裝置操作簡單，實用性強，具有很好的推廣應(yīng)用價值。
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明專利進行詳細描述:
[0026]如圖1所示，是一種瓦斯煤火協(xié)同防控方法及裝置結(jié)構(gòu)框圖，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、調(diào)節(jié)控制模塊及聲光報警模塊。數(shù)據(jù)采集模塊由CO傳感器、瓦斯傳感器、風(fēng)速傳感器組成，分別監(jiān)測采空區(qū)CO濃度、工作面瓦斯?jié)舛燃肮ぷ髅骘L(fēng)速，通過監(jiān)控線纜與數(shù)據(jù)處理模塊連接；數(shù)據(jù)處理模塊負責(zé)接收數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)谋O(jiān)測數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分析，判斷各監(jiān)測數(shù)據(jù)是否在設(shè)定的閾值范圍內(nèi)，若監(jiān)測數(shù)據(jù)達標，則為采集模塊提供響應(yīng)信號，若不達標則為調(diào)節(jié)控制模塊和聲光報警模塊提供響應(yīng)信號；報警模塊根據(jù)接收到的響應(yīng)信號，采用聲光等方式，對不達標的監(jiān)測指標進行警示；調(diào)節(jié)控制模塊根據(jù)接收到的響應(yīng)信號，負責(zé)控制工作面配風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)備、瓦斯抽采設(shè)備、注氮防滅火設(shè)備。
[0027]如圖2所示，所述的數(shù)據(jù)處理模塊包括A/D轉(zhuǎn)換器和PLC控