一种井下应急水位监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种井下应急水位监测系统，包括置于井场的监视器、控制面板、缠绕着电缆的绞车、以及置于井下的测量探头；还包括鱼漂测深装置，测量探头通过电缆连接控制面板，监视器连接控制面板，鱼漂测深装置置于测量探头镜头前，并连接在测量探头上，并提供一种采用该系统的方法。本发明专利技术的有益效果：通过本系统实现实时检测水位高度，并绘制水位随时间变化趋势图，对矿井突水量的定性和定量评价，提前预判矿井突水情况和抢险堵水效果，为提前安排煤矿各项工作提供帮助，提高了工作效率和监测的连续性。

A Monitoring System and Method of Emergency Water Level in Underground Mine

The invention discloses a downhole emergency water level monitoring system, which includes a monitor, a control panel, a winch winding cables, and a measuring probe placed in the downhole. It also includes a fish drift sounding device. The measuring probe connects the control panel through a cable, the monitor connects the control panel, and the fish drift sounding device is placed in front of the measuring probe lens and connected to the measuring probe. It also provides a method to adopt the system. The beneficial effect of the invention is that the system realizes real-time detection of water level height, draws the trend chart of water level changing with time, qualitatively and quantitatively evaluates the quantity of mine water inrush, predicts the situation of mine water inrush and the effect of emergency water shutoff in advance, helps to arrange various work of coal mine in advance, improves work efficiency and continuity of monitoring.

【技术实现步骤摘要】
一种井下应急水位监测系统及方法
本专利技术涉及一种煤矿井下治水系统及方法，尤其涉及的是一种井下应急水位监测系统及方法。
技术介绍
矿体信围岩空隙中的地下水(孔隙水水源、裂隙水水源、岩溶水水源)、地表水水源，在压力作用下涌出，称为涌水。量大、势猛，突发的涌水，称为突水。危害性极大。堵水是指堵截井下涌水。为预防采掘过程中突然涌水而造成波及全矿的淹井事故，通常在巷道穿过有足够强度的隔水层的适发地段上设置防水闸门和防水墙。2017年5月25日，潘二矿开拓三区303队施工的12123工作面底抽巷联络巷发生一起突水事故，造成矿井被淹。由于井下视频监控系统无法工作、人员无法下井，局矿各级领导和专家均无法及时了解井下突水情况及矿井淹没程度。在这个关键时刻，勘探处地面物探队临危受命，连夜携带井中录像测井仪赴潘二矿副井井口，通过副井井筒紧急搭建了矿井应急水位监测系统，使其成为局矿各级领导和专家及时了解井下突水情况的唯一渠道。煤矿井下一旦发生重大突水事故，人员无法下井，井下设备不能工作，地面人员不能及时了解井下被淹状况，给抢险救援工作带来巨大困难，无法提前预判矿井突水情况和抢险堵水效果，为提前安排各项工作提供帮助。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种解决上述
技术介绍
中不能实施监测井下水位，无法提前预判井下突水情况的井下应急水位监测系统及方法。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本专利技术公开一种井下应急水位监测系统，包括置于井场的监视器、控制面板、缠绕着电缆的绞车、以及置于井下的测量探头；测量探头通过电缆连接控制面板，监视器连接控制面板。优选的，还包括鱼漂测深装置，鱼漂测深装置置于测量探头镜头前，并连接在测量探头上。优选的，所述鱼漂测深装置包括钓鱼线、鱼漂、铅块；鱼漂通过鱼线假装在测量探头的镜头前面，铅块连接在鱼漂底部。优选的，所述测量探头为SYKJ-18型井中录像测井仪。优选的，所述电缆上设有标记。本专利技术还提供一种采用所述井下应急水位监测系统进行监测的方法，具体步骤如下：(1)布置好监视器、控制面板、绞车、测量探头、鱼漂测深装置，并根据实时的水位，绘制水位随时间变化趋势图；(2)根据步骤(1)中所绘制的水位变化趋势图与矿井空间构造结合起来，判断涌水量的快慢或大小，并计算涌水量；(3)通过判断出的涌水量进而调配泵的数量，维持水位的基本稳定。优选的，步骤(2)中计算涌水量的公式为：Qy＝(Q1bΔT1+Q2bΔT2+·····QnbΔTn)/(ΔT抽+ΔT恢)其中，Q1b为第一台泵的泵量，ΔT1为第一台泵的抽水时间，Q2b为第二台泵的泵量，ΔT2为第二台泵的的抽水时间，·····Qnb为第N台泵的泵量，ΔTn为第N台泵的的抽水时间，ΔT抽为从开泵至关泵的总时间，ΔT恢为水位从低水位到高水位的恢复时间，Qy为涌水量。优选的，步骤(2)中计算涌水量的公式为：Qy＝V*H其中，V为副井井筒高度为一米的体积，H为每小时水位上升的高度，Qy为涌水量。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术通过监视器、控制面板、绞车、测量探头实现实时检测水位高度，记录水位变化，为绘制水位时间变化趋势图提供数据来源；且在测量探头的镜头前端加装了鱼漂测深装置，摄像头不再接触水面，从而使水位深度测量和视频监视互不干扰，大大减少了上提清洗摄像头的次数，提高了工作效率和监测的连续性；并结合水位变化趋势图和矿井空间结构，通过对矿井突水量的定性和定量评价，可提前预判矿井突水情况和抢险堵水效果，为提前安排煤矿各项工作提供帮助。附图说明图1是本专利技术一种井下应急水位监测系统的结构示意图；图2(a)是水位变化趋势图；图2(b)是水位变化趋势图；图2(c)是水位变化趋势图；图2(d)是水位变化趋势图；图2(e)是水位变化趋势图；图3方法一的井筒及巷道示意图；图4方法一突水量变化示意图；图5方法二的井筒及巷道示意图。图中标号：监视器1、控制面板2、绞车3、电缆31、测量探头4、鱼漂测深装置5、鱼线51、鱼漂52、铅块53、副井井筒6、巷道7、斜巷8。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例一种井下应急水位监测系统，包括置于井场的监视器1、控制面板2、缠绕着电缆31的绞车3、以及置于井下的测量探头4；测量探头4通过电缆31连接控制面板2，监视器1连接控制面板2，通过测量探头2的摄像头拍摄的画面及根据测量探头4触水时水面上泛起的水花变化来判断水面深度，并传输到控制面板2进行处理，并在显示器1上显示井下画面。本实施例还包括鱼漂测深装置5，鱼漂测深装置5置于测量探头4镜头前，并连接在测量探头4上。所述鱼漂测深装置5包括钓鱼线51、鱼漂52、铅块53；鱼漂52通过鱼线51假装在测量探头4的镜头前面，铅块53连接在鱼漂52底部，具体的，用鱼线51在测量探头4的摄像头前端400mm加装颜色鲜艳的鱼漂52(鱼浮子)，鱼漂52底部距最低处10mm处加挂铅坠53。鱼漂52触水后，渐渐的从竖直状态变为水平至整个鱼漂52水平平躺在水面上，整个过程清晰显示在监控显示器1上，且鱼漂52触水后从竖直状态变为水平状态过渡时间充分，这样就可以利用鱼漂52跟踪水位升降，记录水位深度；鱼漂测深装置5的设置能够不影响原有摄像功能的前提下，通过观察鱼漂52在水面是否处于水平状态来测量水位，而摄像头不再接触水面，避免水面漂浮的大量油污很容易覆盖摄像头玻璃，使图像模糊不清，影响视频监视，减少上提摄像头进行清洗的次数，且能够避免水面漂浮的大量道木碰坏摄像头；使水位深度测量和视频监视互不干扰，大大减少了上提清洗摄像头的次数，提高了工作效率和监测的连续性。优选的，所述测量探头为SYKJ-18型井中录像测井仪。并对电缆31进行人工计数，在电缆31中每间隔一米进行人工标记计数，这样直接从电缆31上量取深度，准确无误。将大量水位监测数据及时绘制成图形化的水位变化趋势图，有利于我们对水位变化进行长期、连续、直观的研究，有利于根据水位变化趋势图研判矿井突水的变化情况，并可对矿井突水量进行定性和定量评价。图2(a)-图2(e)为部分水位变化趋势图，可根据图中趋势，对井下水势进行分析，图中横坐标为时间，1小时/格，纵坐标为深度，深度由上至下数据递增，1米/格；根据实际使用状态分析如下：对于图2(a)，5月28～6月9日水位变化趋势图(纵轴深度范围514-540m)，显示无人工干预状态下矿井涌水水位变化趋势图，水位自然上升，矿井水位从544米(井口以下，后同)上升到513米，图中的几个水平段，是矿井突水在充填井下的大片巷道或采空区。而其余部分则是按大致的斜率保持上升，从一个侧面可以反映和预判矿井突水速度的大小；对于图2(b)，6月10日-6月22日水位变化趋势图(纵轴深度范围508-527m)从6月10日，开始对突水过程进行人工干预即抽水，抽水时水位下降，停泵后水位恢复上升，从两次停泵后水位恢复曲线的斜率看，二者基本相同。表示水位恢复速度基本相同，从一个侧面反应了当时井下堵水的效果尚未显现，此后一直有水泵维持运行，保持水位基本稳定。图2(c)为6月23-7月5日水位变化趋势图(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下应急水位监测系统，其特征在于，包括置于井场的监视器、控制面板、缠绕着电缆的绞车、以及置于井下的测量探头；测量探头通过电缆连接控制面板，监视器连接控制面板。

【技术特征摘要】
1.一种井下应急水位监测系统，其特征在于，包括置于井场的监视器、控制面板、缠绕着电缆的绞车、以及置于井下的测量探头；测量探头通过电缆连接控制面板，监视器连接控制面板。2.根据权利要求1所述的一种井下应急水位监测系统，其特征在于，还包括鱼漂测深装置，鱼漂测深装置置于测量探头镜头前，并连接在测量探头上3.根据权利要求2所述的一种井下应急水位监测系统，其特征在于，所述鱼漂测深装置包括钓鱼线、鱼漂、铅块；鱼漂通过鱼线假装在测量探头的镜头前面，铅块连接在鱼漂底部。4.根据权利要求1所述的一种井下应急水位监测系统，其特征在于，所述测量探头为SYKJ-18型井中录像测井仪。5.根据权利要求1所述的一种井下应急水位监测系统，其特征在于，所述电缆上设有人工标记。6.一种采用上述权利要求2-5任一所述井下应急水位监测系统进行监测的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)布置好监视器、控制面板、绞车、测量探头、鱼漂测深装置，并根据实...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐磊，芮学来，冯伟，温金玉，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34