[发明专利]一种煤层稳压注水系统

说明书

本发明公开了一种煤层稳压注水系统，包括注水单元、补水单元和稳压控制单元；补水单元包括稳压储水箱、稳压补水泵、气压罐、补水管路；稳压控制单元包括重力阀、阀前水压传感器、阀后水压传感器和PC接收终端；气压罐内竖直居中安装有气囊，气囊的顶部通过第二补水管路与稳压储水箱相连，气囊的底部通过“U”形折弯的第一补水管路与注水管路相连，重力阀安装在第一补水管路前端靠近注水管路的位置处，重力阀上端的阀前水压传感器用于对注水管路的水压进行实时监测，重力阀下端的阀后水压传感器用于对补水管路的水压进行监测。能避免“跑水”、“超低流量”、“超低水压”等现象对煤层注水防灾效果的影响，稳定注水压力。

技术领域

本发明属于矿井粉尘防治领域，尤其是用于煤层注水提高注水降尘效果，具体涉及一种煤层稳压注水系统。

背景技术

煤矿生产中的粉尘既包括岩石粉尘又包括煤炭粉尘，是煤矿生产的重大危害之一。随着煤矿采掘机械化程度的提高，产尘量也剧增，粉尘治理的好坏直接关系到煤矿的安全生产，关系到矿工的身体健康。煤层注水是采掘工作面最基本和最有效的防尘措施，近年来在各个煤矿中得到了广泛地应用。水力致裂作为煤层注水过程中关键技术，可改造煤体的宏细观结构，促进次生孔隙发育，增强煤体的润湿效果，有效降低工作面生产过程中的煤尘含量。在进行实际的水力压裂工程实践中，注水压力是一个较为关键的参数，目前矿井注水系统一般采用井下静压注水或高压水泵加压注水，一旦水泵出现问题，无法运转，或储水箱水量过低，便会导致注水压力骤降，严重影响注水效果。除此之外，在煤层注水过程中，遇到较大的裂缝或断层，会出现“跑水”的情况，也会导致注水压力降低，致裂效果不理想。因此，为避免“跑水”、“超低流量”、“超低水压”等现象对煤层注水防灾效果的影响，需对现有的煤层注水系统作进一步的改进。

发明内容

为避免“跑水”、“超低流量”、“超低水压”等现象对煤层注水防灾效果的影响，进一步稳定注水压力，提高注水防灾效果，本发明致力于开发一种能实现稳压的煤层注水系统。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种煤层稳压注水系统，包括注水单元，所述注水单元包括主储水箱、注水管路和注水泵，还包括补水单元和稳压控制单元；所述补水单元包括稳压储水箱、稳压补水泵、气压罐，以及由第一补水管路和第二补水管路构成的补水管路；所述稳压控制单元包括重力阀、阀前水压传感器、阀后水压传感器、PC接收终端和中央控制器；

所述气压罐内竖直居中安装有气囊，气囊的顶部通过第二补水管路与稳压储水箱相连，稳压补水泵安装在第二补水管路上，用于将稳压储水箱内的水输送到气囊内，使位于气囊两侧的气压罐内的气体被压缩，气囊的底部通过“U”形折弯的第一补水管路与注水管路相连，所述重力阀安装在第一补水管路前端靠近注水管路的位置处，重力阀上端的阀前水压传感器用于对注水管路的水压进行实时监测，重力阀下端的阀后水压传感器用于对补水管路的水压进行监测，当重力阀的阀前水压小于阀后水压时，重力阀开启补水，当重力阀的阀前水压大于阀后水压时，重力阀自动关闭，且阀前水压传感器、阀后水压传感器通过设置的无线传输模块，能够将水压信息远程发送给PC接收终端，一旦阀后水压传感器监测到的水压超过重力阀的极限压力，或阀前水压传感器监测到的水压低于阀后水压传感器监测到的水压时，通过报警器发出警报信号。

作为上述方案的优选，所述补水管路与注水管路的交汇点前端的注水管路上安装有单向阀防止回流。

进一步优选为，当气囊内的水被排空后，稳压补水泵启动，将稳压储水箱内的水输送到气囊内，直至气囊两侧的气体不能继续压缩时，稳压补水泵自动停机。

进一步优选为，所述阀前水压传感器、阀后水压传感器分别通过紧固密封圈嵌套于各自对应的管路主体上，其一端检测头位于管路主体内。

进一步优选为，所述气压罐的内腔呈方形，气压罐的左右两侧对称设置有注气口，用于向各自对应的气体充填空间充气。