一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统，包括n个抽采管路、第一抽采干管、第二抽采干管、多个第一抽采支管、多个第二抽采支管及控制系统。本发明专利技术同时提供了一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控方法，采用所述抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统实现。本发明专利技术通过设置第一抽采干管与第二抽采干管，并通过PLC控制柜远程控制各抽采管路的各第一电子阀、第二电子阀和第三电子阀的导通状态实现对各抽采管路瓦斯抽采参数循环采集监测，并对各抽采管路负压进行合理分配控制，具有精细化计量、自动化程度高、可智能调控、所需多参数测量系统少、装置简单、易于操作优点，降低了劳动强度，提高了计量精度，适于推广应用。广应用。广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统及方法


[0001]本专利技术涉及煤矿瓦斯抽采
，特别涉及一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统及方法。

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1000米)，抽采钻孔数量繁多(顺槽抽采钻孔数量一般大于500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，存在无法推广使用的问题。
[0004]现有技术中，如专利申请号为201921233148.4，名称为多孔联抽单孔瓦斯抽采参数自动巡回分检装置的专利，采用通过在外部容器抽采管段上安装电磁三通阀的方式，实现第二抽采支管数据精细化采集，然而由于电磁三通阀体积较大，多个电磁三通阀造成外部容器体积过大，不适于巷道狭小空间，且安装困难，除此之外仅具备第二抽采支管的开关控制，无法对第二抽采支管的负压分配进行调节；特别对于回采工作面预抽钻孔，由于钻孔大多采用等间距布置方式(一般钻孔间距大于2米)，采用外部容器汇总的结构方式，连接的第二抽采支管有限，且较难集中，极大增加了系统的复杂程度，且不易回收，使用的传感器测量系统仍然较多，成本较高，故而无法推广应用；
[0005]为解决上述问题，急需一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统及方法，实现瓦斯抽采数据的精细化、自动化采集与监测计量。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统及方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统，包括n个抽采管路、第一抽采干管、第二抽采干管、多个第一抽采支管、多个第二抽采支管及控制系统；
[0008]所述第一抽采干管和第二抽采干管平行布置，在第一抽采干管上设有多个第一抽采支管，在第二抽采干管上设有多个第二抽采支管；在每个第一抽采支管上均设有第一电子阀，且在每个第二抽采支管上设有第二电子阀；第二抽采干管一端封闭，另一端与第一抽采干管相连通，在第二抽采干管上设有多个用于封堵第二抽采干管的第三电子阀，且在第二抽采干管上设有多参数测定系统，第一电子阀、第二电子阀、第三电子阀及多参数测定系统均与控制系统相连接；
[0009]n个抽采管路的底端分别直接与一个第一抽采支管相连通，每个抽采管路的侧端分别与一个第二抽采支管相连通；
[0010]或者将所述n个抽采管路划分成m个抽采管路单元，每个抽采管路单元中的抽采管路底端与汇总管组件相连通，每个汇总管组件底端与一个第一抽采支管相连通，每个汇总管组件侧端与一个第二抽采支管相连通。
[0011]进一步地，所述汇总管组件包括汇总管、连接管和汇总支管，所述汇总管的内部为空腔，在所述汇总管的上端开设有多个开孔，在每个开孔处向上延伸设有用于与抽采管路相连通的连接管，在所述汇总管的下端设有与汇总管相垂直的汇总支管，汇总支管顶端与汇总管内部空腔相连通，汇总支管底端与第一抽采支管相连通。
[0012]进一步地，所述第一电子阀的开度可通过控制系统进行控制。
[0013]进一步地，在位于每两个相邻的第二抽采支管之间的第二抽采干管上分别设有一个第三电子阀。
[0014]进一步地，所述多参数测定系统包括管道流量传感器、瓦斯浓度传感器、负压传感器和温度传感器，管道流量传感器实现对第二抽采干管的管道流量进行测量、瓦斯浓度传感器实现对第二抽采干管的瓦斯浓度进行测量、负压传感器实现对第二抽采干管的负压进行测量、温度传感器实现对第二抽采干管的温度进行测量，多参数测定系统实时显示测量数据并反馈至控制系统。
[0015]进一步地，所述第一抽采干管与抽采泵站系统相连，管内为负压状态。
[0016]进一步地，所述控制系统包括PLC控制柜、井下网络交换机、井下环网、地面网络交换机、远端PC主机监测平台和调度室，所述PLC控制柜与井下网络交换机相连，井下网络交换机、井下环网、地面网络交换机、远端PC主机监测平台依次通过网线串接，地面网络交换机、远端PC主机监测平台置于调度室内，所述PLC控制柜分别与第一电子阀、第二电子阀、第三电子阀及多参数测定系统通过485通讯或无线的方式实现数据传输。
[0017]本专利技术同时提供一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控方法，采用所述抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统实现，当n个抽采管路的底端分别直接与一个第一抽采支管相连通时，具体包括以下步骤：
[0018]步骤一：将n个抽采管路1按照从左到右的顺序依次编号为L1、L2、L3
……
Ln，施工各抽采钻孔封孔完毕后，将各抽采钻孔管路与抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统中的每个抽采管路相连；
[0019]步骤二：通过控制系统设置第一电子阀的初始状态为全开状态、各第二电子阀初始状态为关闭状态；此时各抽采管路处于非抽采数据测量状态；
[0020]步骤三：准备对各抽采管路进行巡检时，通过远端PC主机监测平台或PLC控制柜按钮操作下达指令，指令通过远端PC主机监测平台、地面网络交换机、井下环网、井下网络交
换机、PLC控制柜至各第一电子阀、第二电子阀和第三电子阀，依次将L1、L2、L3
……
Ln抽采管路调至测定状态进行往复循环；
[0021]进而通过多参数测定系统循环测定各抽采管路流经第二抽采干管的瓦斯相关参数，多参数测定系统实时显示各参数的同时将数据信息通过PLC控制柜、井下网络交换机、井下环网、地面网络交换机传输至远端PC主机监测平台，从而实现对各抽采管路的巡检、监测与数据存储；
[0022]步骤四：准备对某个抽采管路抽检时，通过远端PC主机监测平台或PLC控制柜输入准备检查的抽采管路的编号，进而按钮操作下达指令，将对应编号抽采管路调至测定状态，从而实现对某个抽采管路的精细化抽检；
[0023]步骤五：当巡检或抽检测的某个抽采管路的抽采负压多次测定结果平均值减去其他所有抽采管路抽采负压多次测定结果的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统，其特征在于，包括n个抽采管路、第一抽采干管、第二抽采干管、多个第一抽采支管、多个第二抽采支管及控制系统；所述第一抽采干管和第二抽采干管平行布置，在第一抽采干管上设有多个第一抽采支管，在第二抽采干管上设有多个第二抽采支管；在每个第一抽采支管上均设有第一电子阀，且在每个第二抽采支管上设有第二电子阀；第二抽采干管一端封闭，另一端与第一抽采干管相连通，在第二抽采干管上设有多个用于封堵第二抽采干管的第三电子阀，且在第二抽采干管上设有多参数测定系统，第一电子阀、第二电子阀、第三电子阀及多参数测定系统均与控制系统相连接；n个抽采管路的底端分别直接与一个第一抽采支管相连通，每个抽采管路的侧端分别与一个第二抽采支管相连通；或者将所述n个抽采管路划分成m个抽采管路单元，每个抽采管路单元中的抽采管路底端与汇总管组件相连通，每个汇总管组件底端与一个第一抽采支管相连通，每个汇总管组件侧端与一个第二抽采支管相连通。2.如权利要求1所述的一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统，其特征在于，所述汇总管组件包括汇总管、连接管和汇总支管，所述汇总管的内部为空腔，在所述汇总管的上端开设有多个开孔，在每个开孔处向上延伸设有用于与抽采管路相连通的连接管，在所述汇总管的下端设有与汇总管相垂直的汇总支管，汇总支管顶端与汇总管内部空腔相连通，汇总支管底端与第一抽采支管相连通。3.如权利要求1所述的一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统，其特征在于，所述第一电子阀的开度可通过控制系统进行控制，在位于每两个相邻的第二抽采支管之间的第二抽采干管上分别设有一个第三电子阀。4.如权利要求1所述的一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统，其特征在于，所述多参数测定系统包括管道流量传感器、瓦斯浓度传感器、负压传感器和温度传感器，管道流量传感器实现对第二抽采干管的管道流量进行测量、瓦斯浓度传感器实现对第二抽采干管的瓦斯浓度进行测量、负压传感器实现对第二抽采干管的负压进行测量、温度传感器实现对第二抽采干管的温度进行测量，多参数测定系统实时显示测量数据并反馈至控制系统。5.如权利要求1所述的一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统，其特征在于，所述第一抽采干管与抽采泵站系统相连，管内为负压状态。6.如权利要求1所述的一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统，其特征在于，所述控制系统包括PLC控制柜、井下网络交换机、井下环网、地面网络交换机、远端PC主机监测平台和调度室，所述PLC控制柜与井下网络交换机相连，井下网络交换机、井下环网、地面网络交换机、远端PC主机监测平台依次通过网线串接，地面网络交换机、远端PC主机监测平台置于调度室内，所述PLC控制柜分别与第一电子阀、第二电子阀、第三电子阀及多参数测定系统通过485通讯或无线的方式实现数据传输。7.一种抽采管网数据智能采集与负压分配调控方法，采用如权利要求1至6中任意一项所述抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统实现，当n个抽采管路的底端分别直接与一个第一抽采支管相连通时，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一：将n个抽采管路1按照从左到右的顺序依次编号为L1、L2、L3
……
Ln，施工各抽
采钻孔封孔完毕后，将各抽采钻孔管路与抽采管网数据智能采集与负压分配调控系统中的每个抽采管路相连；步骤二：通过控制系统设置第一电子阀的初始状态为全开状态、各第二电子阀初始状态为关闭状态；此时各抽采管路处于非抽采数据测量状态；步骤三：准备对各抽采管路进行巡检时，通过远端PC主机监测平台或PLC控制柜按钮操作下达指令，指令通过远端PC主机监测平台、地面网络交换机、井下环网、井下网络交换机、PLC控制柜至各第一电子阀、第二电子阀和第三电子阀，依次将L1、L2、L3
……
Ln抽采管路调至测定状态进行往复循环；进而通过多参数测定系统循环测定各抽采管路流经第二抽采干管的瓦斯相关参数，多参数测定系统实时显示各参数的同时将数据信息通过PLC控制柜、井下网络交换机、井下环网、地面网络交换机传输至远端PC主机监测平台，从而实现对各抽采管路的巡检、监测与数据存储；步骤四：准备对某个抽采管路抽检时，通过远端PC主机监测平台或PLC控制柜输入准备检查的抽采管路的编号，进而按钮操作下达指令，将对应编号抽采管路调至测定状态，从而实现对某个抽采管路的精细化抽检；步骤五：当巡检或抽检测的某个抽采管路的抽采负压多次测定结果平均值减去其他所有抽采管路抽采负压多次测定结果的平均值的差值大于设定临界值P1时，远端PC主机监测平台发出报警；可通过控制系统将该抽采管路上的第一电子阀的初始状态开度调小，达到负压的均衡分配；步骤六：当巡检或抽检测的某个抽采管路的瓦斯浓度多次...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐成，赵洪瑞，仇海生，曹垚林，潘强，邹晓旭，马文伟，王春光，何旋，侯红林，余洋，贾艳武，王维威，赵岳然，杨兴，周轶文，
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：