一种煤矿地下水库淤积监控系统技术方案

本发明专利技术公开一种煤矿地下水库淤积监控系统，属于地下水库淤积监控领域。包括：至少一组注水管，其第一端位于综采工作面侧，第二端位于地下水库的矿井水流方向的上游侧，所述注水管用于将工作面收集的高悬浮物矿井水注入至所述地下水库内；至少一组清淤监测管，其第一端位于综采工作面侧，第二端位于所述地下水库内并位于所述注水管的下游侧，所述清淤监测管位于所述地下水库内的管壁上设置若干通孔，地下水库内的悬浮物沉降沿所述通孔进入所述清淤监测管内，所述清淤监测管内设置若干组监测装置，若干组所述监测装置通过支撑组件按设定间距布置于所述清淤监测管内。本发明专利技术基于煤矿地下水库的特点合理布置监测装置，特别适用于煤矿地下水库。煤矿地下水库。煤矿地下水库。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿地下水库淤积监控系统


[0001]本专利技术涉及地下水库监测领域，特别涉及一种煤矿地下水库淤积监控系统。

技术介绍

[0002]煤矿地下水库运行过程中，矿井水在地下水库内部的岩石裂缝和孔隙中运移，其自身所含悬浮物在自由沉降和岩体阻力的作用下得到去除，因此，煤矿地下水库能够去除矿井水悬浮物，进而净化矿井水。然而，煤矿地下水库内部岩体在长期的净化过程中，由于悬浮物的累积，会造成岩体裂缝和孔隙淤积，从而影响地下水库储水空间的库容和水质净化效果，也会改变储水岩体的渗透率，进而影响地下水库内的水资源调配和使用。
[0003]目前，煤矿地下水库尚未出现实时的、准确的淤积智能监控技术，利用常规的淤积监测方法，并不能适用煤矿地下水库，主要在于以下几点：
[0004](1)煤矿地下水库依托煤矿开采后的采空区构建而成，是一个密闭的地下空间，内部充满垮落岩体，周围由煤柱坝体和人工坝体密封，这些特征导致常规的水库淤积监测方法不适用于煤矿地下水库。
[0005](2)地下水库内部充满垮落岩体，如果利用“对地下水库监测点进行地下水流量监测”的手段，矿井水流出时会受到岩体的阻力，因而无法判断流量和流速的变化是由于受到淤积还是岩体阻力的影响而产生的，结果可靠性较低。
[0006](3)现有的地下水库淤积监测手段的监测点集中设置在地下水库的地下水下游或抽水孔位置，导致监控范围有限，很难达到全范围监测地下水库淤积的目的。
[0007](4)现有的地下水库淤积监测手段需要现场人工实际操作后，通过计量并计算数据后才能预测是否淤积，耗时较长且操作复杂。
[0008](5)现有的地下水库淤积监测手段只能在监测点逐一现场操作收集数据，效率低下，无法实现实时、连续、高效的智能监测效果。
[0009](6)现有的地下水库淤积监测手段只能人工计算并收集数据，无法实现自动记录监测数据并形成数据库的功能。
[0010](7)现有的地下水库淤积监测手段只能在人工辨别淤积后进行清淤处理，无法根据监测数据通过监控平台自动发起指令进行清淤。
[0011]因此，有必要提供一种新型的适用于煤矿地下水库淤积智能监控系统。

技术实现思路

[0012]为此，本专利技术提供一种适用于煤矿的地下水库淤积的监控系统。
[0013]针对上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0014]一种煤矿地下水库淤积监控系统，包括：至少一组注水管，其第一端位于综采工作面侧，第二端位于地下水库的矿井水流方向的上游侧，所述注水管用于将工作面收集的高悬浮物矿井水注入至所述地下水库内；至少一组清淤监测管，其第一端位于综采工作面侧，第二端位于所述地下水库内并位于所述注水管的下游侧，所述清淤监测管位于所述地下水
库内的管壁上设置若干通孔，地下水库内的悬浮物沉降沿所述通孔进入所述清淤监测管内，所述清淤监测管内设置若干组监测装置，若干组所述监测装置通过支撑组件按设定间距布置于所述清淤监测管内。通过在地下水库布置清淤监测管并将监测装置布置于清淤监测管内，能够对煤矿地下水库的不同区域范围内的淤积情况进行连续、实时监测，不仅节省时间、数据准确，还可用于淤积速率和库容计算研究。监测装置通过支撑组件按设定间距布置于所述清淤监测管内，能够实现清淤监测管内不同设定区间内的淤积情况监测，进而根据其所在位置的淤积情况规律性进一步判断出整个地下水库的淤积情况，为是否应该采取清淤措施提供判断依据。
[0015]本专利技术的部分实施方式中，所述监测装置包括悬浮物浓度传感器，所述支撑组件包括：用于支撑所述悬浮物浓度传感器的悬架以及用于连接若干组所述悬架的连杆，其中，所述悬架通过导向组件安装于所述清淤监测管上，若干所述悬架等间距地连接在所述连杆上。上述连杆能够带动悬架及悬浮物浓度传感器相对清淤监测管滑动，该系统监测设定时间后，可以通过拉动连杆将悬浮物浓度传感器拉出至清淤监测管外侧，实现传感器定期校准、维修或更换操作，尽量减少传感器的测量误差。另外，通过将若干所述悬架等间距地连接在所述连杆上，实现监测装置相对于清淤监测管的等间距排布。
[0016]本专利技术的部分实施方式中，所述导向组件包括固定于所述清淤监测管上的滑动导轨，以及若干组滑动连接于滑动导轨上的滑动部件，每组所述滑动部件与每组所述悬架对应连接。
[0017]本专利技术的部分实施方式中，所述清淤监测管的管壁上部设置两个所述滑动导轨，所述滑动导轨对称地设置于所述清淤监测管竖直中心面两侧，每一组所述滑动部件分别滑动连接于两个所述滑动导轨上，所述悬架连接于两个所述滑动部件之间，所述悬浮物浓度传感器连接于所述悬架的中部。
[0018]本专利技术的部分实施方式中，所述清淤监测管通过若干段监测支管焊接而成，其中，每一段监测支管上的滑动导轨两侧分别设置限位凹槽。
[0019]本专利技术的部分实施方式中，所述连杆通过若干段支杆可拆卸连接而成，所述支杆的两端设有连接挂钩，相邻支杆通过所述连接挂钩连接。
[0020]本专利技术的部分实施方式中，所述清淤监测管位于综采工作面侧的端部通过三通与传感器电缆管道以及清淤管道连接，所述传感器电缆管道用于将所述悬浮物浓度传感器的信号线连接至监控平台，所述清淤管道与地沟连通。所述悬浮物浓度传感器采集的数据传送至监控平台，监控平台自动记录监测数据，并形成监测数据库，便于研究人员进行远程监测，工人无需下井，无需复杂现场操作，特别适用于煤矿地下水库的淤积监测，操作简单、结论可靠。当清淤监测管内的淤积量达到设定阈值后，控制所述清淤监测管内的淤积物沿清淤管道排至地沟内，实现了自动清淤的效果。
[0021]本专利技术的部分实施方式中，沿矿井水流方向上间隔设置若干组所述清淤监测管，每组清淤监测管包括至少一个所述清淤监测管。
[0022]本专利技术的部分实施方式中，所述清淤监测管的中心线所在高度H1与所述地下水库的高度H的关系为1/5H≤H1≤1/2H，所述清淤监测管位于所述地下水库内的延伸长度L1与所述地下水库的宽度W相等。通过将清淤监测管如此布置，实现了全范围监测地下水库淤积的目的。
[0023]本专利技术的部分实施方式中，所述注水管位于所述地下水库内的延伸长度L2与所述地下水库的宽度W的关系为1/4W≤L2≤3/4W，所述注水管的中心线与所述地下水库的上游边界面之间的距离m与所述地下水库的长度L的关系为0<m≤1/4L。
[0024]本专利技术的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
[0025]本专利技术提供的煤矿地下水库淤积监控系统中，通过在地下水库内注水管的下游引入清淤监测管，清淤监测管内设置用于监控水库内的淤积情况的若干组监测装置，能够对煤矿地下水库不同区域范围内的淤积情况进行连续、实时监测，不仅节省时间、数据准确，还可用于淤积速率和库容计算研究。同时，监测装置通过支撑组件按设定间距布置于所述清淤监测管内，能够实现设定区间内的淤积情况监测，进而根据其所在位置的淤积情况规律性进一步判断出整个地下水库的淤积情况，为是否应该采取清淤措施提供判断依据。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿地下水库淤积监控系统，其特征在于，包括：至少一组注水管，其第一端位于综采工作面侧，第二端位于地下水库的矿井水流方向的上游侧，所述注水管用于将工作面收集的高悬浮物矿井水注入至所述地下水库内；至少一组清淤监测管，其第一端位于综采工作面侧，第二端位于所述地下水库内并位于所述注水管的下游侧，所述清淤监测管位于所述地下水库内的管壁上设置若干通孔，地下水库内的悬浮物沉降沿所述通孔进入所述清淤监测管内，所述清淤监测管内设置若干组监测装置，若干组所述监测装置通过支撑组件按设定间距布置于所述清淤监测管内。2.根据权利要求1所述的一种煤矿地下水库淤积监控系统，其特征在于，所述监测装置包括悬浮物浓度传感器，所述支撑组件包括：用于支撑所述悬浮物浓度传感器的悬架以及用于连接若干组所述悬架的连杆，其中，所述悬架通过导向组件安装于所述清淤监测管上，若干所述悬架等间距地连接在所述连杆上。3.根据权利要求2所述的一种煤矿地下水库淤积监控系统，其特征在于，所述导向组件包括固定于所述清淤监测管上的滑动导轨，以及若干组滑动连接于滑动导轨上的滑动部件，每组所述滑动部件与每组所述悬架对应连接。4.根据权利要求3所述的一种煤矿地下水库淤积监控系统，其特征在于，所述清淤监测管的管壁上部设置两个所述滑动导轨，所述滑动导轨对称地设置于所述清淤监测管竖直中心面两侧，每一组所述滑动部件分别滑动连接于两个所述滑动导轨上，所述悬架连接于两个所述滑动部件之间，所述悬浮物浓度传感器连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋斌斌，顾大钊，李井峰，李鹏，郭强，苏琛，吴敏，张海琴，包一翔，
申请(专利权)人：国能神东煤炭集团有限责任公司北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：