[发明专利]煤矿瓦斯抽采控制系统及抽采控制方法

说明书

技术领域

煤矿瓦斯抽采控制系统及抽采控制方法，属于煤矿瓦斯抽采设备及方法领域。

背景技术

瓦斯抽采即利用机械设备和专用管道造成的负压，将煤层中的瓦斯抽采出来，输送到地面或其他安全地点。通过瓦斯抽采，可以降低矿井瓦斯涌出量和回采空间的瓦斯浓度，减少瓦斯隐患和各种瓦斯事故，是保证安全生产的一项预防性措施。

由于我国煤层地质复杂，积聚在煤层内的瓦斯含量分布不均，瓦斯开始抽采时，煤层壁外部压力大于内部压力，随着抽采过程中压力、抽采管路震动的双重作用，煤层壁的裂隙加大，煤层壁外部的空气通过煤层壁的裂隙进入煤层，导致抽出的瓦斯的浓度大大降低。此时，由于抽采到地面的瓦斯由于浓度低，达不到日常使用标准，只能排放到大气中，增加了大气环境中温室气体的含量。当抽采到的瓦斯浓度较低时，抽采泵仍以原转速进行抽采，造成电能的浪费。同时，煤层内的瓦斯随着压力的变化从裂隙渗出，造成煤层壁外部局部范围内瓦斯浓度加大，具有瓦斯爆炸的危险性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种根据每个采区的具体浓度对采区内的阀门开度和抽采泵转速进行调整，保证了瓦斯抽采浓度的可利用性同时节约了能源的煤矿瓦斯抽采控制系统及抽采控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该煤矿瓦斯抽采控制系统，包括用于进行瓦斯抽采的一台或多台抽采泵，抽采泵连接抽采主管路，抽采主管路延伸至地下同时与多条采区内的采区主管路相连，每条采区主管路同时并联连接多条采区分支管路，其特征在于：在所述的抽采主管路上安装有与控制器相连的主管路检测调节装置，在各采区主管路安装有同时与控制器相连的采区检测调节装置，控制器与变频器相连，变频器与所述的抽采泵相连，所述的控制器为PLC。

优选的：所述的主管路检测调节装置包括串联连接在抽采主管路上的抽采主管路调节阀和安装在抽采主管路上用于对抽采主管路进行检测的一个或多个抽采主管路传感器。

所述的采区检测调节装置包括串联连接在采区主管路上的采区主管路调节阀和安装在采区主管路上用于对采区主管路进行检测的一个或多个采区抽采主管路传感器。

在所述的多条采区分支管路上均串联连接有手动调节阀或与所述控制器相连的电磁阀。

设置有与所述的控制器相连的无线数据传输终端DTU。

煤矿瓦斯抽采控制方法，其特征在于，包括通过控制器对抽采主管路进行控制调节的抽采主管路控制步骤和对采区主管路进行控制调节的采区主管路控制步骤。

所述的采区主管路控制步骤包括：

步骤2001，启动；

控制器控制抽采泵开始工作，对煤层内的瓦斯进行抽采；

步骤2002，瓦斯浓度测量；

采区抽采主管路传感器对采区主管路内的瓦斯浓度进行实时检测；

步骤2003，测量数据的上传；

采区抽采主管路传感器采集到的数据上传至控制器内；

步骤2004，瓦斯浓度变化量的比较；

控制器根据预设定的检测周期，将该采区主管路在该检测周期内开始和结束两个时间点采集到的瓦斯浓度值进行比较，确认瓦斯浓度的变化量；

步骤2005，瓦斯浓度变化率的计算；

控制器通过采区抽采主管路传感器采集到的一个检测周期内的瓦斯浓度的变化量通过瓦斯浓度变化率计算公式进行瓦斯浓度变化率的计算；

步骤2006，控制器判断瓦斯浓度是否上升；

控制器判断该采区在该检测周期内瓦斯浓度是否上升，如果上升，执行步骤2007，否则执行步骤2010；

步骤2007，控制器判断瓦斯浓度上升幅度是否超过阈值；

控制器根据计算出的瓦斯浓度变化率判断该采区在该检测周期内瓦斯浓度是否超过预设定的上升阈值，如果超过上升阈值，执行步骤2008，如果未超过上升阈值，执行步骤2009；

步骤2008，增大阀门开度；

控制器控制该采区内的采区主管路调节阀的开度增大；

步骤2009，维持阀门开度；

控制器控制该采区内的采区主管路调节阀的开度维持不变；

步骤2010，控制器判断瓦斯浓度是否下降；

控制器判断在该检测周期内瓦斯浓度是否下降，如果下降，执行步骤2011，否则执行步骤2009；

步骤2011，控制器判断瓦斯浓度下降幅度是否超过阈值；

控制器根据计算出的瓦斯浓度变化率判断在该检测周期内，瓦斯浓度的变化率是否超过预设定的下降阈值，如果超过下降阈值，执行步骤2012，如果未超过下降阈值，执行步骤2009；