[发明专利]一种用于井下防灭火的注氮方法

说明书

本发明公开了一种用于井下防灭火的注氮方法，一种用于井下防灭火的注氮方法，具体按照如下步骤进行：步骤1：在井下工作间内搭建注氮系统；注氮系统包括气体传感器和注氮管道；井下工作间还配置有工控机、IO模拟块、继电器以及电磁阀；步骤2：检查管道；步骤3：手动开启手动阀门，工控机控制进行注氮；步骤4、实时判定是否存在采空区氮气溢出情况；步骤5、实时调控注氮量与工作面的气体浓度；步骤6、通过工控机停止向采空区注氮；步骤7、工控机统计注氮时段中注氮量大小并生成和保存报表。本发明可提高井下注氮系统调节的安全性，降低井下人员安全隐患，在一定程度上实现了注氮的安全与自动化程度较高的控制效果。

技术领域

本发明属于煤矿采空区防灭火控制技术领域，具体涉及一种用于井下防灭火的注氮方法。

背景技术

在当前，井下采空区注氮是井下火灾预防的一种重要途径，采空区火灾的高效预防对矿井安全、正常开采至关重要。在规定注氮时段，井下人员向采空区进行注氮的过程中，采空区具有一定的未知性，无法实时将采空区状态与注氮量大小进行相互关联，并且存在工作面氮气泄漏的危害，从而威胁到井下人员工作安全。这使得自动调控注氮速率成为不可避免的问题，如何关联采空区与工作面注氮时刻相关表征气体变化情况，分析气体变化对井下人员安全的影响，从而实时调节注氮速率、降低井下人员安全隐患、保障井下开采的稳定运行。

现有技术中，井下注氮实时判定主要依靠人员经验与便携传感器的方式，判断工作面氧气浓度是否低于18％，对上隅角CO浓度影响变化趋势，这种方式主要依靠员工经验，上手困难、潜在风险大；随着信号处理技术的发展，以气体传感器为监测信号输入，以综合插值算法与注氮状态判别计算为信号处理方法，以注氮速率调节为反馈手段，成本较低、能够高效为注氮系统提供可靠的判断依据。但是针对现有技术，单一安装传感器的方式，仍然无法第一时间发现泄漏位置，对潜在的泄漏位置没有及时管控，不能调节注氮系统注氮的速率等方面需要改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于井下防灭火的注氮方法，解决了现有技术中存在的安全保障与自动化的程度不高、以及对采空区注氮系统进行动态注氮量调控的有效性有待进一步提高和优化的问题。

本发明所采用的技术方案是，

一种用于井下防灭火的注氮方法，具体按照如下步骤进行：

步骤1：在井下工作间内搭建一种用于井下防灭火的注氮系统；

井下工作间包括煤壁和采空区，围绕所述煤壁形成有用于作业人员流动的进风巷、工作面以及出风巷；

注氮系统包括气体传感器和注氮管道；气体传感器多个液压支架之间，多个液压支架设置于采空区靠近工作通道的侧壁，注氮管道设置于进风巷，注氮管道沿采空区的方向依次设置有手动开关阀，减压阀，比例流量调节阀以及气体流量计，注氮管道延伸至采空区；

井下工作间还配置有工控机、IO模拟块、继电器以及电磁阀；位于井上的控制室通过环网与工控机连接，及时处理井下信息；IO模块与工控机通过以太网连接，继电器通过电线与工控机连接，气体传感器通过485信号线与工控机连接；继电器、IO模块通过直流电源与比例流量调节阀串联，以便用于控制比例流量调节阀的开关；

步骤2：开始注氮前，作业人员检查注氮管道是否存在泄漏的情况，若注氮管道存在管道泄漏的情况，则关闭泄漏点附近前后手动阀门的开关；反之若不存在管道泄漏情况，则进行步骤3；

步骤3：手动开启手动阀门，随后工控机控制IO模块、继电器开启比例流量调节阀向采空区进行注氮；

步骤4、利用工作面架间气体数据补充算法，实时判定是否存在采空区氮气溢出情况；

步骤5、利用井下采空区自动注氮调控算法，实时调控注氮量与工作面的气体浓度情况；

步骤6、注氮时段结束，通过工控机控制IO模块、继电器，最终控制电磁阀停止向采空区注氮；