【技术实现步骤摘要】
一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统与方法
[0001]本专利技术涉及煤矿瓦斯抽采
，特别涉及一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统与方法。
技术介绍
[0002]煤矿瓦斯抽采是瓦斯治理的最有效手段之一，瓦斯抽采达标后开采煤炭是保障矿井安全生产的“治本之举”，而评价抽采达标最重要的依据就是准确可靠的瓦斯抽采计量。煤矿瓦斯抽采管网监测系统是瓦斯抽采计量的主要工具，通过对矿井抽采管道的瓦斯浓度、流量、温度和压力等参数的实时监测，获取瓦斯抽采计量信息，实现煤层瓦斯抽采效果和抽采达标的评价、分析。瓦斯抽采计量最重要的是瓦斯浓度、流量的监测，它直接决定瓦斯抽采达标评价的准确性。
[0003]目前瓦斯抽采计量手段大多通过抽采总管路安装瓦斯浓度、流量、温度和负压等传感器，对工作面整条顺槽瓦斯抽采参数进行总体监测，并通过巡检工人轮班巡检的方式，对各钻孔抽采情况进行人工监测，由于各工作面顺槽较长(一般大于1000m)，抽采钻孔数量繁多(顺槽抽采钻孔数量一般大于300个)，严重增加了巡检工人劳动强度，近年来出现了巡检工人招工难的现象，除此之外，由于各抽采钻孔参数均在不断发生变化，人工巡检的瞬时数据仅能为计量提供参考，并发现无效钻孔，无法实现对抽采数据的精细化采集监测。若采用在各抽采钻孔均连接多参数传感器的方式进行监测计量，由于需要同时计量瓦斯浓度、流量、温度、负压等多项参数，多参数传感器造价较高(成本大于2000元)，存在成本高、无法推广使用的问题。
[0004]如专利号为CN201921233148.4的专利公...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，包括多个精细化采集装置、测量管、管道测量传感器和数据传输与控制系统，多个精细化采集装置分别通过测量管与抽采主管相连接，在每个测量管上均设有管道测量传感器；或多个精细化采集装置通过测量管相连接后，测量管与抽采主管相连接，在测量管上设有管道测量传感器，且在两两精细化采集装置之间相连的测量管上设置测量管截堵电子阀；所述数据传输与控制系统包括井下控制柜、井下分站、井下环网、地面网络交换机、远端PC主机监控平台，所述井下控制柜与每个精细化采集装置及管道测量传感器、测量管截堵电子阀通讯连接，井下控制柜与井下分站相连接，井下分站通过井下环网与地面网络交换机相连接，地面网络交换机与远端PC主机监控平台相连接；井下控制柜对精细化采集装置、测量管截堵电子阀进行控制并获取管道测量传感器的测量数据，并将获取的数据传送给所述井下分站，所述井下分站将数据传送给所述远端PC主机监控平台，所述远端PC主机监控平台处理数据并提供处理结果。2.如权利要求1所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述精细化采集装置包括多支管连接器、活塞组件和行程可控导气推杆，所述多支管连接器包括连接器壳体、连接器内壁密封圈、抽采支管连接段、抽采主管连接段和导通段，所述连接器壳体为内部具有空腔的圆柱体结构，在连接器壳体的圆周面上沿水平方向依次设有多个抽采支管连接段，多个抽采支管连接段与连接器壳体内部空腔相连通，在所述连接器壳体的一端上方和下方对应位置分别设有开孔，且上方开孔的直径大于下方孔的直径，自上方开孔处向上延伸设有顶端封闭的圆筒型导通段，自下方开孔处向下延伸设有抽采主管连接段，抽采主管连接段与抽采主管相连通，在所述连接器壳体圆周面的内壁面设有相匹配的连接器内壁密封圈，所述连接器内壁密封圈在每个抽采支管连接段的位置设有开孔，行程可控导气推杆前端自连接器壳体远离抽采主管连接段的一端沿水平方向伸入连接器壳体内部空腔，在连接器壳体内部空腔中设有活塞组件，行程可控导气推杆前端与活塞组件相连接，行程可控导气推杆与井下控制柜通讯连接，井下控制柜控制行程可控导气推杆连带活塞组件前后移动，当活塞组件移动至与各抽采支管连接段时，活塞组件与各抽采支管连接段相连通，当活塞组件移动至抽采主管连接段时，活塞组件下端将抽采主管连接段封闭，上端置于导通段处，导通段与活塞组件上方具有空隙。3.如权利要求1所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述精细化采集装置包括多支管连接器、活塞组件、移动导气杆、移动导气杆推送装置、位移传感器、位移传感器移动点和柔性连接管，所述多支管连接器包括连接器壳体、连接器内壁密封圈、抽采支管连接段、抽采主管连接段和导通段，所述连接器壳体为内部具有空腔的圆柱体结构，在连接器壳体的圆周面上沿水平方向依次设有多个抽采支管连接段，多个抽采支管连接段与连接器壳体内部空腔相连通，在所述连接器壳体的一端向上延伸设有导通段，向下延伸设有抽采主管连接段，抽采主管连接段与抽采主管相连通，在所述连接器壳体圆周面的内壁面设有相匹配的连接器内壁密封圈，所述连接器内壁密封圈在每个抽采支管连接段的位置设有开口，导气伸缩推杆自连接器壳体远离抽采主管连接段的一端沿水平方向伸入连接器壳体内部空腔，且在连接器壳体内部空腔中设有活塞组件，所述移动导气杆前端与活塞组件相连接，末端与柔性连接管相连接，柔性连接管与测量管相连接，位移传感器
与抽采主管通过三脚架固定，位移传感器上设有位移传感器移动点，位移传感器移动点与移动导气杆固定，通过测量移动导气杆的位移从而确定活塞组件当前位置。4.如权利要求3所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述移动导气杆推送装置为送管机。5.如权利要求3所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述移动导气杆推送装置为齿轮，所述移动导气杆外壁上设有与齿轮相啮合的齿条段，齿轮由外置步进电机或马达驱动，通过齿轮转动带动齿条段前后移动，从而实现移动导气杆前后移动。6.如权利要求2或3所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述活塞组件包括活塞本体、“L”型活塞内部导通孔、第一活塞密封条、第二活塞密封条及多个活塞通孔，活塞本体的上、下两端分别设有第一活塞密封条和第二活塞密封条，活塞本体与第一活塞密封条和第二活塞密封条构成圆柱体形状，在活塞本体内设有“L”型活塞内部导通孔，“L”型活塞内部导通孔的水平段开口端面与活塞本体的右端面相平齐，“L”型活塞内部导通孔的竖直段顶端依次穿过活塞本体及第一活塞密封条与外界连通，在活塞本体内部沿轴向设有多个活塞通孔。7.如权利要求2所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述行程可控导气推杆包括步进电机壳体、步进电机、脉冲驱动器、原点传感器和第一导气伸缩推杆，所述步进电机、脉冲驱动器和原点传感器均设置在步进电机壳体内，步进电机与脉冲驱动器相连接，且步进电机上设有原点传感器；所述第一导气伸缩推杆包括第一移动杆、第一丝杠、第一转接头、第一固定杆、第一密封圈、第一导向杆，第一导向滑块、第一传感器触点、第一原点标记块、第一导气套管、多个第一套管固定架；其中，所述第一丝杠与所述步进电机通过第一转接头相连，第一移动杆与第一丝杠通过螺纹方式连接，在第一移动杆外部设有第一导气套管，所述第一导气套管为空心圆柱体结构，第一移动杆通过多个第一套管固定架沿轴向固定在第一导气套管内，第一固定杆末端固定在步进电机壳体上，第一固定杆为空心的“T”型管状，在第一固定杆的第一水平管段内部沿轴向设置有第一导向杆，第一固定杆的第一竖直管段底端用于与测量管相连接，第一导向杆末端固定在步进电机壳体上，第一导向滑块可滑动地设置在第一导向杆外部，第一导向滑块与第一导气套管固定，在第一固定杆第一水平管段前端内周面与第一导气套管外周面之间设有第一密封圈，第一固定杆与第一导气套管密封连接且可相对滑动，在所述第一固定杆内部设置有第一传感器触点，通过线缆与原点传感器相连；第一导气套管的前端与活塞组件相连接，步进电机与井下控制柜通讯连接，井下控制柜控制步进电机动作，步进电机驱动第一导气伸缩推杆连带活塞组件在连接器壳体内前后移动；在第一导气套管内设有第一原点标记块，第一原点标记块用于标记第一移动杆的初始位置。8.如权利要求2所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述行程可控导气推杆包括驱动装置和第二导气伸缩推杆，所述第二导气伸缩推杆包括第二移动杆和连接杆、第二导气套管、第二固定杆、第二密封圈和多个第二套管固定架；其中，驱动装置通过连接杆与第二移动杆相连接，在第二移动杆外部设有第二导气套管，所述第二导气套管为空心圆柱体结构，第二移动杆通过多个第二套管固定架沿轴向固
定在第二导气套管内，在第二导气套管和连接杆的外部设有第二固定杆，第二固定杆为空心的“T”型管状，第二固定杆的第二竖直管段底端用于与测量管相连接，在第二固定杆的第二水平管段前端内周面与第二导气套管外周面之间设有第二密封圈，第二固定杆与第二导气套管密封连接且可相对滑动，第二移动杆的前端与活塞组件相连接，驱动装置与井下控制柜通讯连接，井下控制柜控制驱动装置动作，驱动装置驱动第二导气伸缩推杆连带活塞组件在连接器壳体内前后移动。9.如权利要求2所述的一种无人巡检抽采数据智能精细化采集系统，其特征在于，所述行程可控导气推杆包括步进电机壳体、步进电机、脉冲驱动器、原点传感器和第三导气伸缩推杆，所述步进电机、脉冲驱动器和原点传感器均设置在步进电机壳体内，步进电机与脉冲驱动器相连接，且步进电机上设有原点传感器，所述第三导气伸缩推杆包括第三移动杆、第三固定杆、第三密封圈、第二丝杠、丝杠底座、第二转接头、第二导向杆、第二导向滑块及第二传感器触点；其中，所述第三移动杆为中空圆柱体结构，在第三移动杆的内周面上设有内螺纹，所述第二丝杠的外周面上设有外螺纹，第二丝杠通过外螺纹与第三移动杆的内螺纹传动连接，第二丝杠的末端设有一体成型的丝杠底座，丝杠底座与所述步进电机通过第二转接头相连，第三固定杆为空心的“T”型管状，在第三固定杆水平管段内部沿轴向设置有第二导向杆，第三固定杆的竖直管段底端用于与测量管相连接，第二导向杆末端固定在步进电机壳体上，第二导向滑块可滑动地设置在第二导向杆外部，第二导向滑块与第三移动杆固定，在第三固定杆的第三水平管段前端内周面与第三移动杆外周面之间设有第三密封圈，第三固定杆与第三移动杆密封连接且可相对滑动，在所述第三固定杆外部设置有第二传感器触点，通过线缆与原点传感器相连，丝杠底座内设有垂直方向贯通的丝杠底座导气孔，丝杠底座导气孔的位置与第三固定杆的第三竖直管段相对应，所述第二丝杠的内部为中空结构，且丝杠底座导气孔与第二丝杠内部中空结构连通，第三移动杆的前端与活塞组件相连接，步进电机与井下控制柜通讯连接，井下控制柜控制步进电机动作，步进电机驱动第三导气伸缩推杆连带活塞组件在连接器壳内前后移动；在第三移动杆前端设有第二原点标记块，第二原点标记块用于标记第三移动杆的初始位置。10.一种无人巡检抽采数据智能精细化采集方法，采用如权利要求1或2所述的无人巡检抽采数据智能精细化采集系统实现，当...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐成，仇海生，曹垚林，赵洪瑞，郭怀广，高宏，张开加，刘晓辉，贾艳武，韩兵，张洪祯，闫斌移，
申请(专利权)人：中煤科工集团沈阳研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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