井下透水应急控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种井下透水应急控制系统，包括两组平行的轨道(4),其特征在于：该轨道(4)截面成“山”形，左右两边是输送管道(6)，钢质枕木(1)内开有空心通道(3)与所述输送管道(6)相通，相邻两根钢质枕木(1)之间设置有一个传输柜(8)，所述传输柜(8)内设有轨间管道(9)，轨间管道(9)连通所述空心通道(3)。该方案的显著效果是，利用矿井内都具备的轨道进行搭设抽水和送风系统，能时刻对矿井底部是否有积液进行检测，当有积液时立刻自动开启抽水泵，并将信号向外传输，依次开启抽水泵，进行及时的排水，反应时间短节省时间。

【技术实现步骤摘要】
井下透水应急控制系统
本专利技术涉及井下轨道运输领域，具体涉及一种井下透水应急控制系统。
技术介绍
轨道运输是目前我国各种矿山井下运输的主要方式。几乎所有的矿井都带有铁轨，轨道运输的主要设备有轨道、矿车、牵引设备和辅助机械设备等。铺设轨道是为了减小车辆运行的阻力，方便运输井内物品。为了节省木材，目前矿山已经推广使用钢筋混凝土轨枕或金属轨枕。根据计算，每铺一公里单轨线路就可节约木材30～40m3。钢筋混凝土轨枕或金属轨枕的优点是：强度大，坚固耐磨，稳定性好；使用时间长，维修费用少；不怕矿坑水的腐蚀；取材和制造均方便。其缺点是弹性差。但在轨底与轨枕之间放置橡胶块，便可以克服缺点。地下水害是矿井五大灾害之一，我国是煤矿水害的多发国家，水害一般有以下几种情况：1.井下作业打穿地下含水层。2.打穿蓄水较多的溶洞。3.地面水的侵入，如洪水、地面河流、蓄水较多的坑洞等。4.打穿已废弃的封闭的巷道采煤工作面。矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水通过裂隙、断层、塌陷区等各种通道涌入矿井，当矿井涌水超过正常排水能力时，就造成矿井水灾，通常也称为透水。当遇到水害时，往往需要发现并报警后，人工搬运大型器械，从矿井外，逐步向内抽水。现有技术的缺点是：时间耽搁较长，营救不及时；只有灾后救援，无法提前预防；搬运麻烦，且费时费力。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供一种集成在铁轨中发现积水后,能在第一时间自动抽水的井下透水应急控制系统。具体技术方案如下：一种井下透水应急控制系统，包括两组平行的轨道,其特征在于：该轨道截面成“山”形，其中间为滚轮滑轨，左右两边是输送管道，每根所述轨道两端的枕木为钢质枕木，钢质枕木内开有空心通道与所述输送管道相通；井口处的轨道连接有送风管路和抽水管路，送风管路中安装有总风机，抽水管路中安装有总水泵，送风管路和抽水管路经切换阀切换，所述总风机、总水泵和切换阀连接在同一总控电路中，该总控电路还设置有报警器；轨道中相邻两根钢质枕木之间设置有一个传输柜，传输柜分为风机传输柜和气压监测传输柜两种，沿轨道布置时，每两个风机传输柜之间间隔有N个气压监测传输柜，所述传输柜内设有轨间管道，轨间管道连通所述空心通道；所述轨间管道的井上端与井上方向的轨道相通，轨间管道的井下端与井下方向的轨道相通，该井下端安装有总阀，轨间管道的中部由送风管道和抽水管道并连组成；其中抽水管道中安装有抽水泵，抽水管道上连接有开口朝下的抽水管，抽水管中安装有抽水阀，所述抽水管旁还设有液位检测装置；风机传输柜的送风管道中安装有传输柜送风阀和中继风机，气压监测传输柜安装有监测柜送风阀和压力传感器；总阀、传输柜送风阀、监测柜送风阀、抽水阀、液位检测装置、抽水泵连接在本级传输柜的控制电路上，控制电路由抽水控制电路和送风监测电路组成。采用上述结构，使实心枕木变为空心钢质枕木，其空心部分作为抽水的通道，轨道也带有抽水的通道，且设有液体检测装置，当检测到有液体积聚时，立刻启动抽水泵，进行抽水作业。主动检测，自动在第一时间抽水，不用人为搬运抽水机械，节省人力物力。其次，在正常状况下，可借助本系统向矿井内送风，通过对管道内空气压力的检测，自动实现本系统的自检，便于系统维护。所述液位检测装置是电容接近开关SW，所述总阀和传输柜送风阀、监测柜送风阀是常开电磁阀，抽水阀是常闭电磁阀，所述抽水泵是直流抽水泵，中继风机是直流风机。采用上述结构，电容式接近开关检测液体精确，灵敏，且绝缘安全；抽水泵为直流方便矿下电力供给；抽水电磁阀通常情况下是关闭的当需要抽水时，才将相应抽水管的抽水电磁阀打开。所述抽水控制电路包括电容接近开关SW、比较器U1、三极管D1、继电器JK1、总阀的控制线圈，其中电容接近开关SW一端经电阻R1接电源VCC，另一端接比较器U1正向输入端，比较器U1正向输入端还经电阻R2接地；比较器U1反向输入端经电阻R3接电源VCC，比较器U1反向输入端还经电阻R4接地；比较器U1的输出端和三极管D1的基极相连，三极管D1的发射极接地，三极管D1的集电极串联继电器JK1的线圈后接电源VCC，继电器JK1的常开开关串接在所述总阀供电回路中，还串接在抽水阀供电回路中。通过此电路，由电容式接近开关SW即液体检测装置来控制继电器JK1的通断，从而控制本级传输柜中抽水电磁阀的打开和总阀的关闭。所述比较器U1的输出端还连接有二极管D5的正极，D5的负极接三极管D3的基极，三极管D3的集电极接电源VCC，三极管D3的发射极依次经过电阻R6、电阻R7接地，电阻R6和电阻R7的公共端连接有三极管D4的基极，三极管D4的集电极接电源VCC，三极管D4的发射极串继电器JK2的线圈后接地，继电器JK2的常开开关串接在抽水泵电机M的供电回路中，继电器JK2的常开开关还串接在送风阀的供电回路中，继电器JK2的常闭开关串接在中继风机的供电回路中。相邻传输柜中，井下一级的控制电路的所述三极管D4的发射极为透水信号输出端VOUT1，井上一级控制电路设置有放大器U2，该放大器U2的正向输入端为井上一级的透水信号输入端VIN1，与井下一级的透水信号输出端VOUT1连接，放大器U2的反向输入端经电阻R10接地，放大器U2的反向输入端与输出端之间连有电阻R9，放大器U2的输出端接所述三极管D3的基极，该放大器U2的输出端还经电容C2接地。通过此电路，实现整条铁轨之中的联动，后一级信号往前一级传输，当后一级出现漏水时，后一级的抽水泵启动，信号同时传给前一级，前一级收到信号后，也控制抽水泵启动，由一级传一级直至井口。动力大，传输速度快，不会因为距离远而衰减。所述送风监测电路中设置有压力传感器A1，压力传感器A1输入端分别接电源VCC和地，该压力传感器A1第一输出端接放大器U3正向输入端，压力传感器A1第二输出端接放大器U4正向输入端，放大器U3输出端经电阻R11接放大器U3反向输入端，放大器U4输出端经电阻R12接放大器U4反向输入端，放大器U3反向输入端和放大器U4反向输入端之间通过滑动变阻器R20相连，放大器U3输出端经电阻R13接放大器U5正向输入端，放大器U4输出端经电阻R14接放大器U5反向输入端，放大器U5正向输入端还经电阻R16接地，放大器U5输出端经电阻R17接放大器U5反向输入端，放大器U5输出端还接比较器U6反向输入端，比较器U6正向输入端经电阻R18接电源VCC，经电阻R19接地；比较器U6的输出端和三极管D11的基极相连，三极管D11的发射极接地，三极管D11的集电极串继电器JK3的线圈接电源VCC，继电器JK3的常开开关串在总阀和灯泡LAMP的供电回路中；继电器JK3的常开开关和继电器JK1的常开开关并联后连接总阀。所述比较器U6的输出端还连接有二极管D15的正极，D15的负极接三极管D13的基极，三极管D13的集电极接电源VCC，三极管D13的发射极依次经过电阻R26、电阻R27接地；相邻传输柜中，井下一级的控制电路的所述电阻R26和电阻R27的公共端为漏气信号输出端VOUT2，井上一级控制电路设置有比较器U7，该比较器U7的正向输入端为井上一级的漏气信号输入端VIN2，该比较器U7的正向输入端与井下一级的漏气信号输出端VOUT2连接，比较器U7的反向输入端接比较电压，比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下透水应急控制系统，包括铺设在矿井坑道中的两组平行的轨道(4),其特征在于：该轨道(4)截面成“山”形，其中间为滚轮滑轨，左右两边是输送管道(6)，每根所述轨道(4)两端的枕木为钢质枕木(1)，钢质枕木(1)内开有空心通道(3)与所述输送管道(6)相通；井口处的轨道(4)连接有送风管路和抽水管路，送风管路中安装有总风机，抽水管路中安装有总水泵，送风管路和抽水管路经切换阀切换，所述总风机、总水泵和切换阀连接在同一总控电路中，该总控电路还设置有报警器；坑道中相邻两根钢质枕木(1)之间设置有一个传输柜(8)，传输柜(8)分为风机传输柜和气压监测传输柜两种，沿轨道(4)布置时，每两个风机传输柜之间间隔有N个气压监测传输柜，所述传输柜(8)内设有轨间管道(9)，轨间管道(9)连通所述空心通道(3)；所述轨间管道(9)的井上端与井上方向的轨道(4)相通，轨间管道(9)的井下端与井下方向的轨道(4)相通，该井下端安装有总阀(2a)，轨间管道(9)的中部由送风管道(9a)和抽水管道(9b)并连组成；其中抽水管道(9b)中安装有抽水泵(5b)，抽水管道(9b)上连接有开口朝下的抽水管(11)，抽水管(11)中安装有抽水阀(2c)，所述抽水管(11)旁还设有液位检测装置(14)；风机传输柜的送风管道(9a)中安装有送风阀(2b)和中继风机(5a)，气压监测传输柜安装有送风阀(2b)和压力传感器；所述总阀(2a)、送风阀(2b)、抽水阀(2c)、液位检测装置(14)、抽水泵(5b)连接在控制电路(13)上，控制电路(13)由抽水控制电路和送风监测电路组成。...

【技术特征摘要】
1.一种井下透水应急控制系统，包括铺设在矿井坑道中的两组平行的轨道(4),其特征在于：该轨道(4)截面成“山”形，其中间为滚轮滑轨，左右两边是输送管道(6)，每根所述轨道(4)两端的枕木为钢质枕木(1)，钢质枕木(1)内开有空心通道(3)与所述输送管道(6)相通；井口处的轨道(4)连接有送风管路和抽水管路，送风管路中安装有总风机，抽水管路中安装有总水泵，送风管路和抽水管路经切换阀切换，所述总风机、总水泵和切换阀连接在同一总控电路中，该总控电路还设置有报警器；轨道中相邻两根钢质枕木(1)之间设置有一个传输柜(8)，传输柜(8)分为风机传输柜和气压监测传输柜两种，沿轨道(4)布置时，每两个风机传输柜之间间隔有N个气压监测传输柜，所述传输柜(8)内设有轨间管道(9)，轨间管道(9)连通所述空心通道(3)；所述轨间管道(9)的井上端与井上方向的轨道(4)相通，轨间管道(9)的井下端与井下方向的轨道(4)相通，该井下端安装有总阀(2a)，轨间管道(9)的中部由送风管道(9a)和抽水管道(9b)并连组成；其中抽水管道(9b)中安装有抽水泵(5b)，抽水管道(9b)上连接有开口朝下的抽水管(11)，抽水管(11)中安装有抽水阀(2c)，所述抽水管(11)旁还设有液位检测装置(14)；风机传输柜的送风管道(9a)中安装有传输柜送风阀(2b)和中继风机(5a)，气压监测传输柜安装有监测柜送风阀(2b’)和压力传感器；所述总阀(2a)、传输柜送风阀(2b)、监测柜送风阀(2b’)、抽水阀(2c)、液位检测装置(14)、抽水泵(5b)连接在控制电路(13)上，控制电路(13)由抽水控制电路和送风监测电路组成。2.根据权利要求1所述井下透水应急控制系统，其特征在于：所述液位检测装置(14)是电容接近开关SW，所述总阀(2a)和传输柜送风阀(2b)、监测柜送风阀(2b’)是常开电磁阀，抽水阀(2c)是常闭电磁阀，所述抽水泵(5b)是直流抽水泵，中继风机(5a)是直流风机。3.根据权利要求2所述井下透水应急控制系统，其特征在于：所述抽水控制电路包括电容接近开关SW、比较器U1、三极管D1、继电器JK1、总阀(2a)的控制线圈，其中电容接近开关SW一端经电阻R1接电源VCC，另一端接比较器U1正向输入端，比较器U1正向输入端还经电阻R2接地；比较器U1反向输入端经电阻R3接电源VCC，比较器U1反向输入端还经电阻R4接地；比较器U1的输出端和三极管D1的基极相连，三极管D1的发射极接地，三极管D1的集电极串联继电器JK1的线圈后接电源VCC，继电器JK1的常开开关串接在所述总阀(2a)供电回路中，还串接在抽水阀(2c)供电回路中。4.根据权利要求3所述井下透水应急控制系统，其特征在于：所述比较器U1的输出端还连接有二极管D5的正极，D5的负极接三极管D3的基极，三极管D3的集电极接电源VCC，三极管D3的发射极依次经过电阻R6、电阻R7接地，电阻R6和电阻R7的公共端连接有三极管D4的基极，三极管D4的集电极串分压电阻后接电源VCC，三极管D4的发射极串继电器JK2的线圈后接地，继电器JK2的常开开关串接在抽水泵电机M的供电回路中，继电器JK2的常开开关还串接在传输柜送风阀(2b)、监测柜送风阀(2b’)的供电回路中，继电器JK2的常闭开关串接在中继风机(5a)的供电回路中，还串接在抽水泵(5b)的供电回路中。5.根据权利要求4所述井下透水应急控制系统，其特征在于：相邻传输柜(8)中，靠近井底的为井下一级，靠近井口的为井上一级，井下一级的控制电路(13)的所述三极管D4的发射极为透水信号输出端VOUT1，井上一级控制电路(13)设置有放大器U2，该放大器U2的正向输入端为井上一级的透水信号输入端VIN1，该放大器U2的正向输入端与井下一级的透水信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘陈，代红英，王泽芳，
申请(专利权)人：重庆工程学院，
类型：发明
国别省市：重庆;85