[发明专利]一种煤层高压注水智能监控系统及其智能监控方法

权利要求书

1.一种煤层高压注水智能监控系统，其特征在于，包括监测传感系统、水压供给系统、及中央控制机构，所述监测传感系统包括检测干路、及一条或多条并列的检测支路，检测干路安装在注水干路上，检测支路安装在注水支路上；

所述水压供给系统包括用于提高注水压力的注水压力泵，注水压力泵的输入端连接水箱，水箱内设有液位传感器，注水压力泵的输出端连接注水干路；

所述监测传感系统、及水压供给系统之间通过中央控制机构连接形成闭环的高压注水智能监控系统，监测传感系统将收集到的数据信息传送至中央控制机构，由中央控制机构处理分析后转化为控制信号作用于水压供给系统，从而改变注水压力泵的工作状态调节注水压力，并调控监测传感系统中注水干路和注水支路的注水流量。

2.根据权利要求1所述的一种煤层高压注水智能监控系统，其特征在于，所述检测干路包括依次连接的流量监控机构、水压监控机构、及具有开度的干路电磁阀，所述检测支路包括单孔流量传感器、单孔水压传感器、及具有开度的支路电磁阀；

所述中央控制机构通过调节变频机构改变电机的转速、及通过真空启动器控制电机的启停，从而改变注水压力泵的工作状态调节注水压力。

3.根据权利要求2所述的一种煤层高压注水智能监控系统，其特征在于，所述水压供给系统还包括用于注水压力泵运转的电机、用于调节电机转速的变频机构、用于控制电机开启的真空启动器、及用于监测煤层应力变化情况的地应力监测机构；

所述注水压力泵连接电机，电机连接变频机构，变频机构连接中央控制机构，中央控制机构还连接地应力监测机构，地应力监测机构通过真空启动器连接电机，真空启动器与变频机构同时连通，水压供给系统正常运转；

所述中央控制机构通过调节干路电磁阀、及支路电磁阀的开度以调节注水流量。

4.根据权利要求1所述的一种煤层高压注水智能监控系统，其特征在于，所述注水压力泵上还连接有单孔流量传感器，所述的单孔流量传感器连接中央控制机构形成注水压力泵流量监测机构，注水压力泵流量监测机构用于实时检测压力泵的工作状态。

5.根据权利要求1所述的一种煤层高压注水智能监控系统，其特征在于，所述中央控制机构还连接有用于地面工作人员实时掌握煤层注水实际情况的地面监控室，中央控制机构直接将数据信息传送至地面监控室。

6.一种高压注水智能监控方法，其特征在于，所述高压注水智能监控方法以权利要求3所述的高压注水智能监控系统为基础，实时监测高压注水系统，监测传感系统将收集到的数据信息传送至中央控制机构，判断是否出现“支路跑水”、“超低流量、超低水压”、及“缺水预警”的状况，并实时检测注水煤层地应力，中央控制机构处理分析后转化为控制信号，控制监测传感系统、及水压供给系统。

7.根据权利要求6所述的一种高压注水智能监控方法，其特征在于，所述出现“支路跑水”状况的判断及处理采用如下步骤：

(1)检测支路的单孔流量传感器监测到某一注水支路流量持续超出正常注水流量阈值范围，并且中央控制机构正常反应控制2～3次后无明显改善时，中央控制机构将初步判断导致该异常现象的原因为“支路跑水”；

(2)停止向该支路电磁阀提供电压信号，若其他支路电磁阀接线端子均随之输出0V电压信号，中央控制机构则立即切断真空启动器电流通路，水压供给系统停止工作；

(3)若干分钟后，中央控制机构连通真空启动器通路并向至少一条注水支路的电磁阀提供正常工作电压信号，持续一段时间后，中央控制机构恢复全部支路电磁阀的正常工作电压信号，注水系统继续运行；

(4)经过步骤(3)，若单孔流量传感器再次监测到该支路流量异常数据，中央控制机构将重复3～5次步骤(2)，若单孔流量传感器未监测到该支路流量异常数据，注水支路恢复正常，此后若中央控制机构仍未获得有效数据信息，确认该支路出现“跑水”现象；

(5)中央控制机构立即切断该支路电磁阀的正常工作电压信号，同时向地面监控系统发出支路跑水警报；

(6)若中央控制机构最终确认全部支路均出现跑水现象，则立即切断真空启动器通路，高压注水系统停止运行，并向地面监控系统持续发出支路“跑水”警报以及时获得妥善处理。