[发明专利]一种高瓦斯煤矿瓦斯抽采系统

说明书

技术领域

本发明属于瓦斯煤矿采集技术领域，尤其涉及一种高瓦斯煤矿瓦斯抽采系统。

背景技术

根据采矿理论，随着煤炭的开采，采面的上覆岩层自下而上会形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。冒落带：在采场由支架暂时支撑，在采空区已垮落，呈规则或不规则排列，高度一般为采高的3～4倍；裂隙带：虽已断裂成块，仍整齐排列，约为采高的15倍，裂隙相当发育，是预防透水事故的重要地带。弯曲下沉带：岩层破坏较小，结果是在地表形成沉降盆地。冒落带和裂隙带下部的强裂隙区为采煤后亏空卸压形成的渗透性极强的区带，存在着大量的新生裂缝。这些新生裂缝是混合气的主要储集空间和抽采的主要运移通道。

现有的高瓦斯煤矿在地下采煤的同时，在采煤工作面内抽采瓦斯，这样虽然可以同时采煤和抽采瓦斯，但采煤工作面位于冒落带内，这样会带来许多问题。冒落带不稳定，容易出现冒落现象，在井下施工带有很大风险；冒落带内瓦斯浓度不是很高，瓦斯抽采效率低；冒落带内铺设的抽采管路不稳定，容易随冒落带的变化而破坏，不能长期稳定的抽采瓦斯。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种高瓦斯煤矿瓦斯抽采系统，以解决现有的高瓦斯煤矿在冒落带进行抽采所带来的安全危险。本发明还能解决瓦斯抽采效率低的问题。本发明还能解决现有技术不能长期稳定的抽采瓦斯的问题。

本发明实施例是这样实现的，该高瓦斯煤矿瓦斯抽采系统包括：水平井、操作台、报警器、泵、管道、控制器、瓦斯传感器、电源箱、连接线；

操作台和泵均安装在地面上，操作台通过连接线与泵相连接，报警器安装在操作台，泵的输出端通过管道与水平井连通，水平井设置在地下；管道与水平井的连接处安装有控制器，控制器的输出端与瓦斯传感器相连接，瓦斯传感器设置在水平井内，控制器的输入端与电源箱相连接，电源箱安装在管道内。

本发明还采取如下技术措施：

所述的管道包括：表层套管、技术套管、尾管悬挂器、组合套管；

管道的表面设置有表层套管，管道的入口端设置有尾管悬挂器，管道内设置有贯通管道的技术套管，技术套管的手段与泵相连通，技术套管的末端与水平井的井口相连通，管道与水平井的连接处设置有组合套管；

所述的组合套管包括：用于在负压抽采的过程中，防止地层水和砂子进入井筒中形成水堵和砂堵的筛管和防砂管，筛管和防砂管置于管道的内部。

所述泵采用真空泵；所述的真空泵包括：第一泵体、第二泵体、真空阀门、输气管、截止阀、真空表；第一泵体的进口与真空阀门连接，真空阀门与第二泵体的出口连接，输气管与第二泵体的进口连接，输气管上装截止阀和真空表，真空表的信号输出端与第二泵体的控制端相连通，输气管内的真空度达到一定深度时自动启动第二泵体，使得抽真空速度增加和保证极高的真空度。

所述水平井具有一个或多于一个的位于管道内的水平井眼，在多于一个的水平井眼的情况下，两个水平井眼之间的间距在5m以上。

所述控制器采用PLC可编程控制器；所述的PLC可编程控制器包括人机交互处理器和PLC控制处理器，人机交互处理器和PLC控制处理器之间通过CAN总线连接，人机交互处理器上连接有显示界面和指令的显示模块，人机交互处理器上还连接有用于输入信息的键盘模块；

PLC控制处理器上设置有输出和接受信号的输出接口和输入接口；

人机交互处理器上还连接有用于远程控制和远程输入的以太网接口和与其他设备进行通讯的人机CAN总线接口

PLC控制处理器连接有与其他设备连接的RS485接口。

PLC控制处理器上安装有进行信号分配的信号分配器和控制阀门，信号分配器至少有3个或3个以上串联在一起。

所述瓦斯传感器固定于所述管道末端，可以拆卸；瓦斯传感器采用光纤瓦斯传感器；

光纤瓦斯传感器包括光源产生部分、气室、信号控制部分，光源产生部分由激光器、单模双向光纤耦合器、分光器、光纤光栅构成，信号控制部分由光电探测器、锁相放大器、数据采集卡、波长解调器构成，激光器发出宽带光，宽带光经单模双向光纤耦合器后传至光纤光栅获得窄带出射光，窄带出射光经分光器分成两路，一路穿过气室后传至信号控制部分中光电探测器，光电探测器的输出信号经锁相放大器放大后传至数据采集卡；另一路经波长解调器得到中心波长值，中心波长值由信号控制部的数据采集卡采集。

所述的报警器包括：

CDMA模块；

第一运放芯片模块，连接CDMA模块，用于接收处理并传递外界的音频信息并经CDMA模块传至单片机模块；