礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括地面上電源電連接抽氣泵、PLC可編程控制的束管控制柜、工控機(jī)，特點(diǎn)在于：工控機(jī)電連接信號(hào)轉(zhuǎn)換接口，PLC可編程控制的束管控制柜束管連接井下配有外接電源箱的若干分路箱，信號(hào)轉(zhuǎn)換接口由系統(tǒng)通訊線連接若干分路箱的通訊接口。結(jié)合監(jiān)測(cè)方法。確保束管管路故障及時(shí)有效排除，提高了礦井氣體束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可用性及可靠性，極大地縮小了束管管路故障排查范圍，維修人員根據(jù)工控機(jī)顯示、聲音報(bào)警器報(bào)警、在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口及實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及工作狀態(tài)，可準(zhǔn)確地確定管路故障性質(zhì)及具體地點(diǎn)。
【專利說明】礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦井下氣體束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)外煤礦井下預(yù)報(bào)自然發(fā)火主要采用氣體分析法，主要實(shí)現(xiàn)形式是使用礦井氣體束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)可以提供瓦斯防治依據(jù)。在我國(guó)煤礦中已經(jīng)普及和廣泛應(yīng)用。在生產(chǎn)礦井進(jìn)行常規(guī)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，在礦井救災(zāi)時(shí)期為救災(zāi)服務(wù)?；驹硎菑牡孛娣笤O(shè)多路束管至采煤工作地點(diǎn)或采空區(qū)等需監(jiān)測(cè)地點(diǎn)，利用真空抽氣泵將采樣氣體抽至地面氣相色譜儀進(jìn)行氣體組份分析，根據(jù)co、ch4、c2h4、o2等氣體組份變化計(jì)算采樣點(diǎn)的溫度等，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井自燃火災(zāi)的早期預(yù)測(cè)，也可用來進(jìn)行礦井可燃?xì)怏w爆炸危險(xiǎn)性、火災(zāi)危險(xiǎn)程度識(shí)別。礦井氣體束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)問題和故障率最高的部分是礦井氣體束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的束管管路部分，由于束管管路數(shù)較多，由地面到井下采氣地點(diǎn)線路長(zhǎng)，束管分路箱、快速接頭較多，束管本身為塑料材質(zhì)且管徑較小，束管管路容易積水、積塵導(dǎo)致束管管路堵塞故障，甚至出現(xiàn)束管管路堵死故障；礦井下巖石或煤炭崩落及機(jī)械碰撞有束管管路漏氣故障出現(xiàn)，甚至造成束管管路斷裂的斷路故障，對(duì)此目前無(wú)任何有效報(bào)警機(jī)制，導(dǎo)致礦井氣體束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果不一定為真值，嚴(yán)重影響礦井氣體束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可用性及可靠性。目前礦井氣體束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)束管管路采用維修人員不定期的進(jìn)行管路巡查，同時(shí)監(jiān)測(cè)人員可以根據(jù)地面控制柜壓力表的負(fù)壓值判斷管路的情況，當(dāng)負(fù)壓值突然減低時(shí)說明管路出現(xiàn)了斷路漏氣現(xiàn)象，當(dāng)負(fù)壓值增高時(shí)，說明管路發(fā)生了堵塞。通過地面壓力表變化可定性找出管路存在的故障，但具體查找管路故障點(diǎn)非常困難，需維護(hù)人員將束管管路從頭到尾進(jìn)行查找，一般束管管路長(zhǎng)度達(dá)十余公里以上，管路數(shù)目眾多維護(hù)起來費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，總體效率低下，影響了礦井氣體束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)煤礦井下氣體的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有造成安全事故的可能。煤礦為了保證安全生產(chǎn)，急需具有有自動(dòng)監(jiān)測(cè)束管管路故障功能的礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的礦井氣體束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有礦井氣體束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以上技術(shù)缺點(diǎn)和存在的不足，確保束管管路故障及時(shí)有效排除，保證礦井氣體束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可用性及可靠性。
[0004]本發(fā)明提供一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括地面上電源電連接抽氣泵、PLC可編程控制的束管控制柜、工控機(jī)，特點(diǎn)在于:工控機(jī)電連接信號(hào)轉(zhuǎn)換接口，PLC可編程控制的束管控制柜束管連接井下配有外接電源箱的若干分路箱，信號(hào)轉(zhuǎn)換接口由系統(tǒng)通訊線連接若干分路箱的通訊接口。
[0005]其中:分路箱內(nèi)設(shè)有單片機(jī)分別電連接通訊接口、外接電源箱、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口、聲音報(bào)警器，單片機(jī)還分別電連接設(shè)置在各單束管接頭內(nèi)的流量傳感器探頭、壓力傳感器探頭。
[0006]其中:單束管接頭包括帶有束管管路單路進(jìn)氣接口、束管管路單路出氣接口的分路單元上部，帶有儲(chǔ)水室、放水口、放水閥、內(nèi)置濾水網(wǎng)的分路單元下部，分路單元上部和分路單元下部由固定螺紋固定。
[0007]其中:分路箱內(nèi)設(shè)有單片機(jī)分別電連接通訊接口、外接電源箱、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口、聲音報(bào)警器，單片機(jī)還分別電連接設(shè)置在帶有束管管路單路進(jìn)氣接口的流量測(cè)量氣室內(nèi)的流量傳感器探頭，設(shè)置在帶有束管管路單路出氣接口的壓力測(cè)量氣室內(nèi)的壓力傳感器探頭。
[0008]其中:分路箱由束管連接至氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)采樣入口。
[0009]其中:系統(tǒng)通訊線為電纜或光纖。
[0010]其中:束管控制柜內(nèi)也設(shè)有單片機(jī)分別電連接通訊接口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口、聲音報(bào)警器，單片機(jī)還分別電連接設(shè)置在各單束管接頭內(nèi)的流量傳感器探頭、壓力傳感器探頭。
[0011]方便理解介紹一下一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，
①首先進(jìn)行束管管路氣密性試驗(yàn)，礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝后，將氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)采樣入口關(guān)閉，由工控機(jī)控制PLC可編程控制的束管控制柜及抽氣泵對(duì)氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)單路束管進(jìn)行抽氣，觀察PLC可編程控制的束管控制柜處負(fù)壓達(dá)到最高負(fù)壓時(shí)，由工控機(jī)關(guān)閉PLC可編程控制的束管控制柜一分鐘，此時(shí)PLC可編程控制的束管控制柜處負(fù)壓值無(wú)變化認(rèn)定氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)處到PLC可編程控制的束管控制柜間束管管路氣密性好，特點(diǎn)在于:
②進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定，氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)采樣入口打開，由工控機(jī)控制PLC可編程控制的束管控制柜及抽氣泵對(duì)氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)處進(jìn)行抽氣操作，在工控機(jī)上顯示氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)到地面束管單路管路在各分路箱和PLC可編程控制的束管控制柜處的實(shí)時(shí)壓力和流量數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的管路標(biāo)號(hào)下，獲得氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)到地面束管單路管路在各分路箱處的系統(tǒng)壓力標(biāo)定值Pi和流量標(biāo)定值Qi,氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)到地面束管單路管路在PLC可編程控制的束管控制柜處的系統(tǒng)壓力標(biāo)定值P。和流量標(biāo)定值Qtl，
③礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)工作時(shí)工控機(jī)通過信號(hào)轉(zhuǎn)換接口實(shí)時(shí)采集各分路箱處的壓力值Pi (I ^ i ^ I)和流量值Qi (I ^ i ^ O并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的管路標(biāo)號(hào)下，其中標(biāo)號(hào)管路經(jīng)過的分管箱數(shù)為I，同時(shí)采集PLC可編程控制的束管控制柜處的壓力值P。和流量值qQ并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的管路標(biāo)號(hào)下，計(jì)算Api=P1-Pi (I ^ i ^ O), Aqfq1-Qi(I≤i≤O)值，當(dāng)I Λρ」SPiX5%或I AqiI≤QiX5%時(shí)(I≤i≤O)表示管路系統(tǒng)工作正常，
當(dāng) I Api I >PiX5% 時(shí),計(jì)算 I (P1-Pi") I 的值(I > i≤0)，當(dāng) I (P1-Pi") I 的值最大，即max I (P1-pi+7) I時(shí)，認(rèn)定第i至第i+1分路箱之間束管管路堵死故障或堵塞故障，具體為當(dāng)Pi+1 ^ O且qi+1 ^ O時(shí)(I > i > 0)，判定i與i+1分路箱間束管管路堵死故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)Pp1 ^ O且& ^ O時(shí)(I≤i≤1)，判定i與1-Ι分路箱間束管管路堵死故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)I APi+1| > Pi+1X5%時(shí)(I > i≤0)，判定i與i+Ι分路箱間束管管路堵塞故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)I AiviI > Pp1 X5%時(shí)(I≤i≤1)，判定i與1-Ι分路箱間束管管路堵塞故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，當(dāng) I AqiI > QiX5% 時(shí),計(jì)算 I (q1-q,.") | 的值(I > i > O)，當(dāng) | (q1-qi+7) | 的值最大，即max I (?-?") I時(shí)，認(rèn)定第i至第i+1分路箱間束管管路斷路故障或漏氣故障，具體為當(dāng)qi+1 ^ O且pi+1。O時(shí)(I > i > 0)，判定i與i+Ι分路箱間束管管路斷路故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)qg~O且Pp1 ^ O時(shí)(I≥i≥1)，判定i與1-Ι分路箱間束管管路斷路故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)I Aqi+1| > qi+1X5%時(shí)(I > i≥0)，判定i與i+Ι分路箱間束管管路漏氣故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)I AqiJ > qH X 5%時(shí)(I≥i≥1)，判定i與i_l分路箱間束管管路斷路故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
同時(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及工作狀態(tài)，在工控機(jī)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口及實(shí)施工作狀態(tài)窗口顯示。
[0012]本發(fā)明的有益效果是提供了一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合監(jiān)測(cè)方法，確保束管管路故障及時(shí)有效排除，提高了礦井氣體束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可用性及可靠性，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)分路箱間的故障確定，同時(shí)確定了故障性質(zhì)，極大地縮小了束管管路故障排查范圍，維修人員根據(jù)聲音報(bào)警器報(bào)警、在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口及實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及工作狀態(tài)，可準(zhǔn)確地確定管路故障范圍，有利于煤礦井下預(yù)報(bào)自然發(fā)火，更好的進(jìn)行礦井可燃?xì)怏w爆炸危險(xiǎn)性、火災(zāi)危險(xiǎn)程度識(shí)別，提供瓦斯防治依據(jù)，確保了煤礦安全生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0014]圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0015]圖2本發(fā)明第一實(shí)施例分路箱內(nèi)單束管管路監(jiān)測(cè)原理示意圖。
[0016]圖3本發(fā)明第二實(shí)施例分路箱內(nèi)單束管管路監(jiān)測(cè)原理示意圖。
[0017]圖中1.單片機(jī)，2.通訊接口，10.束管管路單路進(jìn)氣接口，11.流量傳感器探頭，12.流量測(cè)量氣室，13.流量傳感器信號(hào)和電源線，14.分路單元下部，15.電源，16.工控機(jī)，17.抽氣泵，18.束管控制柜，19.地面，20.放水閥，21.放水口，22.濾水網(wǎng)，23.分路單元上部，24.固定螺紋，25.儲(chǔ)水室，27.信號(hào)轉(zhuǎn)換接口，31.壓力測(cè)量氣室，32.壓力傳感器探頭，33.束管管路單路出氣接口，34.壓力傳感器信號(hào)和電源線，41.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口，42.實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口，43.聲音報(bào)警器，51.工作面，52.上隅角，53.采空區(qū)，54.回風(fēng)巷，61.外接電源箱四，62.外接電源箱五，63.外接電源箱一，64.外接電源箱二，65.外接電源箱三，80.系統(tǒng)通訊線，81.束管管路，82.井下，91.分路箱三，92.分路箱二，93.分路箱一，94.分路箱四，95.分路箱五。
【具體實(shí)施方式】
[0018]第一實(shí)施例，參見圖1、圖2，一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括地面19上電源15電連接抽氣泵17、PLC可編程控制的束管控制柜18、工控機(jī)16，特點(diǎn)在于:工控機(jī)16電連接信號(hào)轉(zhuǎn)換接口 27，PLC可編程控制的束管控制柜18束管連接井下82配有外接電源箱一 63、外接電源箱二 64、外接電源箱三65、外接電源箱四61、外接電源箱五62的分路箱一 93、分路箱二 92、分路箱三91、分路箱四94、分路箱五95，信號(hào)轉(zhuǎn)換接口 27由系統(tǒng)通訊線80連接各分路箱的通訊接口 2。分路箱數(shù)與外接電源箱數(shù)根據(jù)實(shí)際需要確定。
[0019]其中:分路箱內(nèi)設(shè)有單片機(jī)I分別電連接通訊接口 2、外接電源箱、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口 41、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口 42、聲音報(bào)警器43，單片機(jī)I還通過流量傳感器信號(hào)和電源線13及壓力傳感器信號(hào)和電源線34分別電連接設(shè)置在各單束管接頭內(nèi)的流量傳感器探頭
11、壓力傳感器探頭32。
[0020]其中:單束管接頭包括帶有束管管路單路進(jìn)氣接口 10、束管管路單路出氣接口 33的分路單元上部23，帶有儲(chǔ)水室25、放水口 21、放水閥20、內(nèi)置濾水網(wǎng)22的分路單元下部14，分路單元上部23和分路單元下部14由固定螺紋24固定。
[0021]其中:分路箱三91由束管連接至氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作面51、上隅角52采樣入口，分路箱五95由束管連接至氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)采空區(qū)53、回風(fēng)巷54采樣入口，氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)根據(jù)實(shí)際需要確定。
[0022]其中:系統(tǒng)通訊線80為電纜。
[0023]其中:束管控制柜18內(nèi)也設(shè)有單片機(jī)I分別電連接通訊接口 2、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口 41、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口 42、聲音報(bào)警器43，單片機(jī)I還分別電連接設(shè)置在各單束管接頭內(nèi)的流量傳感器探頭11、壓力傳感器探頭32。
[0024]第二實(shí)施例，參見圖1、圖3，一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括地面19上電源15電連接抽氣泵17、PLC可編程控制的束管控制柜18、工控機(jī)16，特點(diǎn)在于:工控機(jī)16電連接信號(hào)轉(zhuǎn)換接口 27，PLC可編程控制的束管控制柜18束管連接井下82配有外接電源箱一 63、外接電源箱二 64、外接電源箱三65、外接電源箱四61、外接電源箱五62的分路箱一 93、分路箱二 92、分路箱三91、分路箱四94、分路箱五95，信號(hào)轉(zhuǎn)換接口 27由系統(tǒng)通訊線80連接各分路箱的通訊接口 2。分路箱數(shù)與外接電源箱數(shù)根據(jù)實(shí)際需要確定。
[0025]其中:分路箱內(nèi)設(shè)有單片機(jī)I分別電連接通訊接口 2、外接電源箱、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口 41、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口 42、聲音報(bào)警器43，單片機(jī)I還通過流量傳感器信號(hào)和電源線13及壓力傳感器信號(hào)和電源線34分別電連接設(shè)置在帶有束管管路單路進(jìn)氣接口 10的流量測(cè)量氣室12內(nèi)的流量傳感器探頭11，設(shè)置在帶有束管管路單路出氣接口 33的壓力測(cè)量氣室31內(nèi)的壓力傳感器探頭32。
[0026]其中:單束管接頭包括帶有束管管路單路進(jìn)氣接口 10、束管管路單路出氣接口 33的分路單元上部23，帶有儲(chǔ)水室25、放水口 21、放水閥20、內(nèi)置濾水網(wǎng)22的分路單元下部14，分路單元上部23和分路單元下部14由固定螺紋24固定。
[0027]其中:分路箱三91由束管連接至氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作面51、上隅角52采樣入口，分路箱五95由束管連接至氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)采空區(qū)53、回風(fēng)巷54采樣入口，氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)根據(jù)實(shí)際需要確定。
[0028]其中:系統(tǒng)通訊線80為光纖。
[0029]其中:束管控制柜18內(nèi)也設(shè)有單片機(jī)I分別電連接通訊接口 2、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口 41、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口 42、聲音報(bào)警器43，單片機(jī)I還分別電連接設(shè)置在各單束管接頭內(nèi)的流量傳感器探頭11、壓力傳感器探頭32。
[0030]方便理解介紹一下一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法第一實(shí)施例，參見圖1、圖2、圖3，一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，①首先進(jìn)行束管管路氣密性試驗(yàn)，礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝后，將氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作面51采樣入口關(guān)閉，由工控機(jī)16控制PLC可編程控制的束管控制柜18及抽氣泵17對(duì)氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作面51單路束管進(jìn)行抽氣，觀察PLC可編程控制的束管控制柜18處負(fù)壓達(dá)到最高負(fù)壓時(shí)，由工控機(jī)16關(guān)閉PLC可編程控制的束管控制柜18 —分鐘，此時(shí)PLC可編程控制的束管控制柜18處負(fù)壓值無(wú)變化認(rèn)定氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作面51處到PLC可編程控制的束管控制柜18之間束管管路氣密性好，根據(jù)以上相同方法對(duì)氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)上隅角52、采空區(qū)53、回風(fēng)巷54進(jìn)行同樣束管管路氣密性試驗(yàn)，特點(diǎn)在于:
②進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定，氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作面51采樣入口打開，由工控機(jī)16控制PLC可編程控制的束管控制柜18及抽氣泵17對(duì)氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作面51處進(jìn)行抽氣操作，在工控機(jī)16上顯示氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作面51到地面束管單路管路在分路箱三91、分路箱二 92、分路箱一 93、和PLC可編程控制的束管控制柜18處的實(shí)時(shí)壓力和流量數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的管路標(biāo)號(hào)下，獲得氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作面51到地面束管單路管路在分路箱一 93、分路箱二 92、分路箱三91處的系統(tǒng)壓力標(biāo)定值Pi和流量標(biāo)定值Qi,氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作面51到地面束管單路管路在PLC可編程控制的束管控制柜18處的系統(tǒng)壓力標(biāo)定值Ptl和流量標(biāo)定值Qtl，用同樣的方法對(duì)氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)上隅角52、采空區(qū)53、回風(fēng)巷54進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定，獲得相對(duì)應(yīng)的壓力標(biāo)定值和流量標(biāo)定值。
[0031]③礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)工作面51進(jìn)行監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)工作時(shí)工控機(jī)16通過信號(hào)轉(zhuǎn)換接口 27實(shí)時(shí)采集分路箱一 93、分路箱二 92、分路箱三91處的壓力值Pi (3≥i≥I)和流量值qi (3≥i≥I)并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的管路標(biāo)號(hào)下，其中標(biāo)號(hào)管路經(jīng)過的分管箱數(shù)為1=3，同時(shí)采集PLC可編程控制的束管控制柜處的壓力值Ptl和流量值Qci并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的管路標(biāo)號(hào)下，計(jì)算Api=P1-PiU ^?^Ο), Δ Q^q1-Qi (3 ≈i ≈O)值，當(dāng)I Λρ」(PiXSW或I AqiI ( QiXSW時(shí)(3≥i≥O)表示管路系統(tǒng)工作正常，
當(dāng) I ApiI >PiX5% 時(shí),計(jì)算 I (P1-Pi") I 的值(3>i ≥ 0)，當(dāng) I (P1-Pi") I 的值最大，即max I (P1-pi+7) I時(shí)，認(rèn)定第i至第i+Ι分路箱之間束管管路堵死故障或堵塞故障，具體為當(dāng)Pi+1 ≈O且qi+1 ≈O時(shí)(3 > i≥0)，判定i與i+Ι分路箱間束管管路堵死故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)Pp1 ≈O且&。?時(shí)(3≥i≥1)，判定i與1-Ι分路箱間束管管路堵死故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)I APi+1| > Pi+1X5%時(shí)(3 > i≥0)，判定i與i+Ι分路箱間束管管路堵塞故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)I AiviI > ΡηΧ5%時(shí)(3≥i≥1)，判定i與i_l分路箱間束管管路堵塞故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng) I AqiI > QiX5% 時(shí),計(jì)算 I (Qrqiv7) | 的值(3 > i > O)，當(dāng) | (q1-qi+7) | 的值最大，即max I (?-?") I時(shí)，認(rèn)定第i至第i+Ι分路箱間束管管路斷路故障或漏氣故障，具體為當(dāng)qi+1 ≈O且pi+1~O時(shí)(3 > i≥0)，判定i與i+Ι分路箱間束管管路斷路故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)CIh ≈O且Pp1 ≈O時(shí)(3≥i≥1)，判定i與1-Ι分路箱間束管管路斷路故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)I Aqi+1| > qi+1X5%時(shí)(3 > i≥0)，判定i與i+Ι分路箱間束管管路漏氣故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，當(dāng)I AqiJ > 14X5%時(shí)(3≥i≥1)，判定i與i_l分路箱間束管管路斷路故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
同時(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及工作狀態(tài)，在工控機(jī)16、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口 41及實(shí)施工作狀態(tài)窗口 42顯不O
[0032]方便理解介紹一下一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法第二實(shí)施例，參見圖1、圖2、圖3，一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，①首先進(jìn)行束管管路氣密性試驗(yàn)，礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝后，將氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)回風(fēng)巷54采樣入口關(guān)閉，由工控機(jī)16控制PLC可編程控制的束管控制柜18及抽氣泵17對(duì)氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)回風(fēng)巷54單路束管進(jìn)行抽氣，觀察PLC可編程控制的束管控制柜18處負(fù)壓達(dá)到最高負(fù)壓時(shí)，由工控機(jī)16關(guān)閉PLC可編程控制的束管控制柜18—分鐘，此時(shí)PLC可編程控制的束管控制柜18處負(fù)壓值無(wú)變化認(rèn)定氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)回風(fēng)巷54處到PLC可編程控制的束管控制柜18之間束管管路氣密性好，根據(jù)以上相同方法對(duì)氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)上隅角52、采空區(qū)53、工作面51進(jìn)行同樣束管管路氣密性試驗(yàn)，特點(diǎn)在于:
②進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定，氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)回風(fēng)巷54采樣入口打開，由工控機(jī)16控制PLC可編程控制的束管控制柜18及抽氣泵17對(duì)氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)回風(fēng)巷54處進(jìn)行抽氣操作，在工控機(jī)16上顯示氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)回風(fēng)巷54到地面束管單路管路在分路箱五95、分路箱四94、分路箱三91、分路箱二 92、分路箱一 93、和PLC可編程控制的束管控制柜18處的實(shí)時(shí)壓力和流量數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的管路標(biāo)號(hào)下，獲得氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)回風(fēng)巷54到地面束管單路管路在分路箱一 93、分路箱二 92、分路箱三91、分路箱四94、分路箱五95處的系統(tǒng)壓力標(biāo)定值Pi和流量標(biāo)定值Qi,氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)回風(fēng)巷54到地面束管單路管路在PLC可編程控制的束管控制柜18處的系統(tǒng)壓力標(biāo)定值Ptl和流量標(biāo)定值Qtl,用同樣的方法對(duì)氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)上隅角52、采空區(qū)53、工作面51進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定，獲得相對(duì)應(yīng)的壓力標(biāo)定值和流量標(biāo)定值。
[0033]③礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)回風(fēng)巷54進(jìn)行監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)工作時(shí)工控機(jī)16通過信號(hào)轉(zhuǎn)換接口 27實(shí)時(shí)采集分路箱一 93、分路箱二92、分路箱三91、分路箱四94、分路箱五95處的壓力值Pi(5≥i≥I)和流量值qi(5≥i≥I)并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的管路標(biāo)號(hào)下，其中標(biāo)號(hào)管路經(jīng)過的分管箱數(shù)為I =5，同時(shí)采集PLC可編程控制的束管控制柜處的壓力值仏和流量值％并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的管路標(biāo)號(hào)下，計(jì)算APi=P1-Pi(SSiSO),Aqi=Cl1-Qi (5 ≥ i ≥ O)值，當(dāng) I ApiI ( PiX5% 或 AqiI ( ?^Χ5% 時(shí)(5≥ i ≥ O)表示管路系統(tǒng)工作正常，
當(dāng) I ApiI >PiX5% 時(shí),計(jì)算 I (P1-Pi") I 的值(5>i ≥ 0)，當(dāng) I (P1-Pi") I 的值最大，即max I (P1-pi+7) I時(shí)，認(rèn)定第i至第i+Ι分路箱之間束管管路堵死故障或堵塞故障，具體為當(dāng)Pi+1 ≥ O且qi+1 ≥ O時(shí)(5 > i≥0)，判定i與i+Ι分路箱間束管管路堵死故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)Pp1 ≥ O且&。?時(shí)(5≥i≥1)，判定i與1-Ι分路箱間束管管路堵死故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)I APi+1| > Pi+1X5%時(shí)(5 > i≥0)，判定i與i+Ι分路箱間束管管路堵塞故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)I AiviI > ΡηΧ5%時(shí)(5≥i≥1)，判定i與i_l分路箱間束管管路堵塞故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，當(dāng) I AqiI > QiX5% 時(shí),計(jì)算 I (q1-q,.") | 的值(5 > i > O)，當(dāng) | (q1-qi+7) | 的值最大，即max I (?-?") I時(shí)，認(rèn)定第i至第i+Ι分路箱間束管管路斷路故障或漏氣故障，具體為當(dāng)qi+1 ^ O且pi+1~O時(shí)(5 > i≥0)，判定i與i+Ι分路箱間束管管路斷路故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)qg~O且Pp1 ^ O時(shí)(5≥i≥1)，判定i與1-Ι分路箱間束管管路斷路故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)I Aqi+1| > qi+1X5%時(shí)(5 > i≥0)，判定i與i+Ι分路箱間束管管路漏氣故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
當(dāng)I AqiJ > 14X5%時(shí)(5≥i≥1)，判定i與i_l分路箱間束管管路斷路故障，工控機(jī)及聲音報(bào)警器報(bào)警，
同時(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及工作狀態(tài)，在工控機(jī)16、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口 41及實(shí)施工作狀態(tài)窗口 42顯不O
[0034]以上技術(shù)在一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的工控機(jī)16和單片機(jī)I中編程實(shí)現(xiàn)。
[0035]本發(fā)明在實(shí)際監(jiān)測(cè)中涉及的單管數(shù)量或氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量多達(dá)數(shù)十路，分路箱達(dá)十余個(gè)是常見的，大數(shù)量的氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)和大量的分路箱設(shè)置，更能體現(xiàn)本發(fā)明的有益效果。
【權(quán)利要求】
1.一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括地面上電源電連接抽氣泵、PLC可編程控制的束管控制柜、工控機(jī)，特征在于:工控機(jī)電連接信號(hào)轉(zhuǎn)換接口，PLC可編程控制的束管控制柜束管連接井下配有外接電源箱的若干分路箱，信號(hào)轉(zhuǎn)換接口由系統(tǒng)通訊線連接若干分路箱的通訊接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特征在于:分路箱內(nèi)設(shè)有單片機(jī)分別電連接通訊接口、外接電源箱、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口、聲音報(bào)警器，單片機(jī)還分別電連接設(shè)置在各單束管接頭內(nèi)的流量傳感器探頭、壓力傳感器探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特征在于:單束管接頭包括帶有束管管路單路進(jìn)氣接口、束管管路單路出氣接口的分路單元上部，帶有儲(chǔ)水室、放水口、放水閥、內(nèi)置濾水網(wǎng)的分路單元下部，分路單元上部和分路單元下部由固定螺紋固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特征在于:單束管接頭包括帶有束管管路單路進(jìn)氣接口、束管管路單路出氣接口的分路單元上部，帶有儲(chǔ)水室、放水口、放水閥、內(nèi)置濾水網(wǎng)的分路單元下部，分路單元上部和分路單元下部由固定螺紋固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特征在于:分路箱內(nèi)設(shè)有單片機(jī)分別電連接通訊接口、外接電源箱、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口、聲音報(bào)警器，單片機(jī)還分別電連接設(shè)置在帶有束管管路單路進(jìn)氣接口的流量測(cè)量氣室內(nèi)的流量傳感器探頭，設(shè)置在帶有束管管路單路出氣接口的壓力測(cè)量氣室內(nèi)的壓力傳感器探頭，分路箱由束管連接至氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)采樣入口，系統(tǒng)通訊線為電纜或光纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特征在于:分路箱內(nèi)設(shè)有單片機(jī)分別電連接通訊接口、外接電源箱、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口、聲音報(bào)警器，單片機(jī)還分別電連接設(shè)置在帶有束管管路單路進(jìn)氣接口的流量測(cè)量氣室內(nèi)的流量傳感器探頭，設(shè)置在帶有束管管路單路出氣接口的壓力測(cè)量氣室內(nèi)的壓力傳感器探頭，分路箱由束管連接至氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)采樣入口，系統(tǒng)通訊線為電纜或光纖。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特征在于:分路箱內(nèi)設(shè)有單片機(jī)分別電連接通訊接口、外接電源箱、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口、聲音報(bào)警器，單片機(jī)還分別電連接設(shè)置在帶有束管管路單路進(jìn)氣接口的流量測(cè)量氣室內(nèi)的流量傳感器探頭，設(shè)置在帶有束管管路單路出氣接口的壓力測(cè)量氣室內(nèi)的壓力傳感器探頭，分路箱由束管連接至氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)采樣入口，系統(tǒng)通訊線為電纜或光纖。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特征在于:分路箱內(nèi)設(shè)有單片機(jī)分別電連接通訊接口、外接電源箱、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口、聲音報(bào)警器，單片機(jī)還分別電連接設(shè)置在帶有束管管路單路進(jìn)氣接口的流量測(cè)量氣室內(nèi)的流量傳感器探頭，設(shè)置在帶有束管管路單路出氣接口的壓力測(cè)量氣室內(nèi)的壓力傳感器探頭，分路箱由束管連接至氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)采樣入口，系統(tǒng)通訊線為電纜或光纖。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的一種礦井氣體束管管路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特征在于:束管控制柜內(nèi)也設(shè)有單片機(jī)分別電連接通訊接口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口、實(shí)時(shí)工作狀態(tài)窗口、聲音報(bào)警器，單片機(jī)還分別電連接設(shè)置在各單束管接頭內(nèi)的流量傳感器探頭、壓力傳感器探頭。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK103615289SQ201310585845
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】梁運(yùn)濤, 肖開泰, 郝貴, 馮文彬, 張光德, 周勇, 楊波, 田富超, 張偉杰 申請(qǐng)人:煤科集團(tuán)沈陽(yáng)研究院有限公司, 撫順中煤科工安全儀器有限公司