本发明专利技术涉及一种煤矿井下水力化增透作业远程监测与控制系统及监控方法，包括顺序机械连接液箱、接有防爆软启动器的高压水力泵站、高压水管汇、压裂钻孔内的压裂胶囊构成执行模块，特点在于：还包括控制模块电连接设在液箱内的水位传感器，设在高压水利泵站轴体处温度传感器，设在高压水利泵站油箱内的油位传感器，设在高压水管汇两端高压水管内的压力传感器及流量传感器，甲烷传感器及瓦斯断电仪构成的数据采集模块。结合监控方法。获取压力、水位、油位、温度、甲烷浓度，实现监控及超限报警或断电功能自动化，实时监测、工况识别、数据传输，详实准确地记录水射流或水力压裂增透参数并自动生成数据表及相关曲线，降低了劳动强度和安全风险。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，包括顺序机械连接液箱、接有防爆软启动器的高压水力泵站、高压水管汇、压裂钻孔内的压裂胶囊构成执行模块，特点在于：还包括控制模块电连接设在液箱内的水位传感器，设在高压水利泵站轴体处温度传感器，设在高压水利泵站油箱内的油位传感器，设在高压水管汇两端高压水管内的压力传感器及流量传感器，甲烷传感器及瓦斯断电仪构成的数据采集模块。结合监控方法。获取压力、水位、油位、温度、甲烷浓度，实现监控及超限报警或断电功能自动化，实时监测、工况识别、数据传输，详实准确地记录水射流或水力压裂增透参数并自动生成数据表及相关曲线，降低了劳动强度和安全风险。【专利说明】
本专利技术涉及远程监测与控制系统
，特别涉及一种煤矿井下水力化增透作 业远程监测与控制系统及监控方法。
技术介绍
瓦斯抽采是我国煤矿瓦斯治理的主要技术手段，由于我国高瓦斯、低透气性煤层 约占70%,煤层开采前抽采瓦斯难度大，很难取得理想的效果，使得瓦斯灾害成为制约煤矿 安全的重要因素，因此，如何提高预抽率和缩短预抽期成为亟待解决的难题。 国内外科研人员针对该问题进行了广泛深入研究，结果表明：水射流割缝、水力扩 孔jK力冲孔、水力化钻进等水射流措施和一些水力压裂措施是提高煤层透气性、增大钻孔 抽采影响范围的有效途径。即使在地面实施水射流和水力压裂也属于高危作业，由于煤矿 井下作业环境复杂、光线暗淡，而且实施上述措施需要作业工人与高压设备及煤体"短兵相 接"，特别是在井下对高瓦斯或者突出煤层进行水力化增透作业时，容易造成瓦斯超限、诱 发煤与瓦斯突出、水与瓦斯喷出等现象，所以其危险性远高于在地面作业。为使水力化增透 作业人员远离危险源，保障作业人员的人身安全和作业过程安全可控，需要对井下水力化 增透作业环境、高压水力系统等进行远程监测和控制，实现出现异常时自动断电等。 除实现对水力化增透作业系统和周围环境的远程监测和控制外，还需要对水射流 增透作业中的水压、流量和水力压裂作业过程中的水压、煤体开裂压力、注水量等技术参数 进行实时监测与记录，实现现场视频、试验数据的实时传输和存储并能自动生成数据表及 相关曲线，为水力化增透作业效果评估和优化提供科学、详实的数据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种用于煤矿井下水力化增 透作业远程监测与控制系统，适用于水射流和水力压裂这两种增透作业过程的远程控制以 及作业过程中系统压力、流量、环境等作业参数的实时监测、存储、工况识别、数据传输，详 实、准确地记录水射流或水力压裂增透参数并能自动生成数据表及相关曲线。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种煤矿井下水力化增透作业远程 监测与控制系统及监控方法，包括顺序机械连接液箱、接有防爆软启动器的高压水力泵站、 高压水管汇、压裂钻孔内的压裂胶囊构成执行模块，特点在于：还包括控制模块电连接设在 液箱内的水位传感器，设在尚压水利栗站轴体处温度传感器，设在尚压水利栗站油箱内的 油位传感器，设在高压水管汇两端高压水管内的压力传感器及流量传感器，甲烷传感器及 瓦斯断电仪构成的数据采集模块。 其中：当高压水射流增透时，执行模块还包括高压水管汇机械连接防爆钻机后连 接高压水射流喷头。 其中：控制模块电连接由防爆计算机控制的设在钻孔附近的防爆麦克风及防爆万 向摄像头，设在高压水力泵站附近的防爆麦克风及防爆固定摄像头构成的监视模块。 其中：控制模块主要由PLC控制箱构成。 其中：高压水管汇包括高压胶管、截止阀、单向阀、卸压阀。 一种煤矿井下水力化增透作业远程监测与控制系统的监控方法，特点在于：包括 ①当液箱水位低于限定值hi时，或温度高于限定值Wl时，或油箱油位低于限定值 y时，声 光报警器报警，②当液箱水位低于限定值h2时，或温度高于限定值w2时，或两个压力差值 绝对值大于限定值Λ P时，或两个流量差值绝对值大于限定值Λ L时，声光报警器报警，执 行高压栗断电操作，③当甲烷浓度高于限定值J时，声光报警器报警，瓦斯断电仪执行断电 操作，④防爆摄像头及麦克风用于监测作业过程和环境安全状况，用以指导人员操作及技 术分析之用。 其中：hl=0. 5m，wl=70O，y=l/3 油箱高度，h2=0. 3m，w2=9(TC，△ P=5MPa，△ L=20 L/min，J=l%。 本专利技术的有益效果是：由控制模块控制执行模块、监视模块、数据采集模块，数据 采集模块采集压力、水位、油位、温度、甲烷浓度传至控制模块，实现监控及超限报警或断电 功能，监视模块监测作业过程和环境安全状况，同时实现实时监测、存储、工况识别、数据传 输，详实、准确地记录水射流或水力压裂增透参数并自动生成数据表及相关曲线，提高了水 力化增透作业的自动化程度，降低了人员作业劳动强度和安全风险。 【专利附图】【附图说明】 下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。 图1本专利技术的原理示意图； 图2本专利技术的高压水力压裂增透作业时结构示意框图； 图3本专利技术的高压水力压裂增透作业时结构示意图； 图4本专利技术的高压水射流增透作业时结构示意框图； 图5本专利技术的高压水射流增透作业时结构示意图。 图中1.控制模块，2.执行模块，3.监视模块，4.数据采集模块，11.PLC控制箱， 21.液箱，22.高压水力栗站，23.高压水管汇，24.防爆钻机，25.高压水射流喷头，26.防爆 软启动器，2L压裂钻孔，28.水射流钻孔，29.压裂胶囊，32.防爆固定摄像头，33.防爆麦 克风， 34·防爆万向摄像头，41.压力传感器，42.流量传感器，43.温度传感器，44.水位传感 器，45.甲烷传感器，46.瓦斯断电仪，410.油位传感器。 【具体实施方式】 第一实施例，参见图1、图2、图3,一种煤矿井下水力化增透作业远程监测与控制 系统，包括顺序机械连接液箱21、接有防爆软启动器26的高压水力栗站22、高压水管汇23、 压裂钻孔27内的压裂胶囊29构成执行模块2,特点在于：还包括控制模块1电连接设在 液箱21内的水位传感器44,设在高压水利栗站22轴体处温度传感器43,设在高压水利泵 站22油箱内的油位传感器410,设在高压水管汇23两端高压水管内的压力传感器41及流 量传感器42,设在高压水力泵站22附近和压裂钻孔 27孔口处的甲烷传感器45,连接在控 制模块1上的瓦斯断电仪46构成的数据采集模块4。其中：水位传感器44选用KGY50型 号，温度传感器43选用GWP100型号，油位传感器410选用KGY50型号，压力传感器41选用 KGY50型号，流量传感器42选用GLW25型号，甲烷传感器45选用GJC4型号，瓦斯断电仪46 选用KDG660X型号。 第二实施例，参见图1、图4、图5, 一种煤矿井下水力化增透作业远程监测与控制 系统，包括顺序机械连接液箱21、接有防爆软启动器26的高压水力泵站22、高压水管汇23、 防爆钻机24、水射流钻孔28内的高压水射流喷头25构成执行模块2,特点在于：还包括控 制模块1电连接设在液箱21内的水位传感器44,设在高压水利泵站22轴体处温度传感器 43,设在高压水利泵站22油本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤矿井下水力化增透作业远程监测与控制系统及监控方法，包括顺序机械连接液箱、接有防爆软启动器的高压水力泵站、高压水管汇、压裂钻孔内的压裂胶囊构成执行模块，特征在于：还包括控制模块电连接设在液箱内的水位传感器，设在高压水利泵站轴体处温度传感器，设在高压水利泵站油箱内的油位传感器，设在高压水管汇两端高压水管内的压力传感器及流量传感器，甲烷传感器及瓦斯断电仪构成的数据采集模块。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：王耀锋，王魁军，张兴华，李艳增，姜文忠，赵洪瑞，李铁良，许幸福，薛伟超，高中宁，聂荣山，谢正红，
申请(专利权)人：煤科集团沈阳研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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