一種井下供水管網(wǎng)異常預(yù)警結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦用系統(tǒng)，具體涉及一種井下供水管網(wǎng)異常預(yù)警結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦井下供水系統(tǒng)是井下安全生產(chǎn)活動(dòng)所必須具備的生命系統(tǒng)。不論采掘生產(chǎn)活動(dòng)，還是礦井“一通三防”，都需要具備足夠數(shù)量和足夠壓力的水源來(lái)支持，達(dá)不到水力要求，不僅直接影響井下各用戶作業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)還將帶來(lái)非常重大的安全隱患問(wèn)題。滿足用戶需求，提高井下供水系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，是煤礦安全生產(chǎn)必須解決的問(wèn)題。煤礦井下供水系統(tǒng)的水源一方面來(lái)自地面，由地面經(jīng)井筒中的供水管路以自流靜壓的方式向井下-410水平副井底供水與井下供水管網(wǎng)相聯(lián)，另一方面來(lái)自-315東軌鉆孔水，直接與井下供水管網(wǎng)相聯(lián)。由于水的靜壓，不同層高的采區(qū)水壓差很大，其結(jié)果是有的地方供水不足，有的地方水壓過(guò)高。另外，礦井井下生產(chǎn)活動(dòng)由于所處地點(diǎn)不同，用水量不同，水壓要求不同，作業(yè)方式不同，其用水量凹凸期很難確定，這給井下供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來(lái)較大困難，生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明供水管路的壓力超高或較低都會(huì)引發(fā)各類事故的發(fā)生。如果水壓過(guò)大，則水量消耗大，同時(shí)可能對(duì)機(jī)電設(shè)備造成爆裂事故；管壓超高容易引發(fā)管路薄弱部位開(kāi)裂，不僅造成人員或設(shè)備的意外傷害，同時(shí)也會(huì)因供水泄露嚴(yán)重，造成整體系統(tǒng)壓力提不上去，而導(dǎo)致全礦或一翼生產(chǎn)停產(chǎn)；壓力過(guò)低，容易造成地勢(shì)較高的位置水壓不足或斷水現(xiàn)象，從而影響一個(gè)或幾個(gè)工作面的生產(chǎn)；同時(shí)，水壓過(guò)小，則由于水量小致使霧化效果不好，除塵效果差，同時(shí)機(jī)電設(shè)備的冷卻水量不足而超溫停機(jī)。煤礦井下供水系統(tǒng)為一個(gè)連通的管網(wǎng)，由于各采區(qū)間的水平差異較大，導(dǎo)致不同采區(qū)供水壓力差別較大，如負(fù)580、負(fù)630水平由于供水管路水壓過(guò)高，有時(shí)鼓壞供水管路，現(xiàn)有的閘閥一般為人工閘閥，設(shè)置的減壓閥進(jìn)行減壓供水，缺點(diǎn)是減壓閥容易損壞，維護(hù)成本高，還缺少自動(dòng)性、準(zhǔn)確性，對(duì)供水系統(tǒng)正常運(yùn)行影響較大。另一方，一些采區(qū)由于供水管路水壓較低，經(jīng)常影響工作面的生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種井下供水管網(wǎng)異常預(yù)警結(jié)構(gòu)，所述系統(tǒng)借助于傳感器技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，通過(guò)超壓保護(hù)、欠壓報(bào)警與增壓、恒壓控制等幾項(xiàng)措施與管路快速診斷技術(shù)的結(jié)合，將有效地實(shí)現(xiàn)井下復(fù)雜供水管網(wǎng)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)。對(duì)管網(wǎng)的跑、冒、滴、漏等一系列異常情況及時(shí)發(fā)出預(yù)警，確保礦井供水系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。同時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)地面調(diào)度室對(duì)井下供水系統(tǒng)的“遙控、遙測(cè)、遙信和遙調(diào)”等遠(yuǎn)程監(jiān)視與調(diào)控功能。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種井下供水管網(wǎng)異常預(yù)警結(jié)構(gòu)，包括PLC控制單元和監(jiān)控主機(jī)，所述PLC控制單元包括防爆電動(dòng)閘閥、壓力傳感器、流量傳感器、PLC控制器和管路增壓裝置，所述PLC控制器通過(guò)信號(hào)線分別與防爆電動(dòng)閘閥、壓力傳感器、流量傳感器和管路增壓裝置相連接，所述監(jiān)控主機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)與所述PLC控制單元相連接。
[0005]所述管路增壓裝置內(nèi)部設(shè)有管道增壓泵。
[0006]本發(fā)明具有如下有益效果:
1)本發(fā)明通過(guò)對(duì)井上井下的壓力差、水平上下的壓力差的監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)采用全局控制策略，實(shí)現(xiàn)供水點(diǎn)壓力的最優(yōu)調(diào)節(jié)。
[0007]2)本發(fā)明采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閘閥的設(shè)計(jì)，省去減壓閥，避免了減壓閥容易損壞，維護(hù)成本高，還缺少自動(dòng)性、準(zhǔn)確性的缺陷。采用管道增壓?jiǎn)卧行У亟鉀Q了上山采掘工作面供水壓力與流量不足的問(wèn)題。
[0008]3 )本發(fā)明建立管網(wǎng)失效故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)決策模型，對(duì)于分析井下復(fù)雜供水管網(wǎng)失效的主要因素和薄弱環(huán)節(jié)，提高管網(wǎng)的可靠性和使用壽命具有理論研究?jī)r(jià)值和實(shí)際意義。
[0009]4)本發(fā)明與GIS系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，在上位機(jī)進(jìn)行“四遙可”的視化操作，方便調(diào)度了解全礦供水管路運(yùn)行狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0011]附圖為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中，1、監(jiān)控主機(jī)；2、以太網(wǎng)；3、PLC控制單元；4、防爆電動(dòng)閘閥；5、壓力傳感器；
6、流量傳感器；7、管路增壓裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明，并非限制本發(fā)明所涉及的范圍。
[0014]參見(jiàn)附圖所示，本發(fā)明包括PLC控制單元3和監(jiān)控主機(jī)1，PLC控制單元3安裝在井下供水管路上，可分別安裝在負(fù)W水平、負(fù)X水平、負(fù)Y水平、負(fù)Z水平的井下供水管路上，其中，W、X、Y、Z分別為深度數(shù)據(jù)，如可分別為315水平、負(fù)330水平、負(fù)580水平、負(fù)630水平的井下供水管路上，監(jiān)控主機(jī)1設(shè)置上位機(jī)組態(tài)軟件，安裝在井下的所述PLC控制單元3包括防爆電動(dòng)閘閥4、壓力傳感器5、流量傳感器6、PLC控制器和管路增壓裝置7，所述PLC控制器3通過(guò)信號(hào)線分別與防爆電動(dòng)閘閥4、壓力傳感器5、流量傳感器6和管路增壓裝置7相連接，所述監(jiān)控主機(jī)1通過(guò)以太網(wǎng)與所述PLC控制單元3相連接。所述管路增壓裝置7內(nèi)部設(shè)有管道增壓泵。PLC控制單元3接入井下工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)，在監(jiān)控主機(jī)1上可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視及控制功能。采用組態(tài)軟件對(duì)井下供水監(jiān)控的各數(shù)據(jù)進(jìn)行組態(tài)顯示，能顯示整個(gè)控制系統(tǒng)的總體運(yùn)行畫(huà)面，有歷史曲線、報(bào)警記錄、參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)查看、設(shè)備運(yùn)行統(tǒng)計(jì)等畫(huà)面，要求畫(huà)面友好，便于操作?，F(xiàn)場(chǎng)PLC控制單元3采集到壓力信號(hào)后能根據(jù)設(shè)定值自動(dòng)控制電動(dòng)閘閥開(kāi)閥門(mén)或關(guān)閥門(mén)，并有開(kāi)度指示，可形成閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)。PLC控制單元3所包含的控制系統(tǒng)分為手動(dòng)和自動(dòng)控制方式，手動(dòng)控制方式便于系統(tǒng)調(diào)試和定期檢修。在自動(dòng)控制方式下:壓力傳感器5將水壓轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)放大器放大調(diào)整后送至PLC控制器的模擬輸人端口，PLC控制器采集模擬輸入端口的壓力值，將其與內(nèi)部設(shè)定的給定水壓值比較，通過(guò)智能采樣開(kāi)關(guān)的判斷決定是否進(jìn)行模糊控制運(yùn)算，最后將運(yùn)算結(jié)果經(jīng)清晰化處理后轉(zhuǎn)化為精確量，控制防爆電動(dòng)閘閥4的開(kāi)度以及動(dòng)作方向，以保持供水管路水壓恒定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種井下供水管網(wǎng)異常預(yù)警結(jié)構(gòu)，其特征是:包括PLC控制單元和監(jiān)控主機(jī)，所述PLC控制單元包括防爆電動(dòng)閘閥、壓力傳感器、流量傳感器、PLC控制器和管路增壓裝置，所述PLC控制器通過(guò)信號(hào)線分別與防爆電動(dòng)閘閥、壓力傳感器、流量傳感器和管路增壓裝置相連接，所述監(jiān)控主機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)與所述PLC控制單元相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下供水管網(wǎng)異常預(yù)警結(jié)構(gòu)，其特征是:所述管路增壓裝置內(nèi)部設(shè)有管道增壓泵。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種井下供水管網(wǎng)異常預(yù)警結(jié)構(gòu)，包括PLC控制單元和監(jiān)控主機(jī)，所述PLC控制單元包括防爆電動(dòng)閘閥、壓力傳感器、流量傳感器、PLC控制器和管路增壓裝置，所述PLC控制器通過(guò)信號(hào)線分別與防爆電動(dòng)閘閥、壓力傳感器、流量傳感器和管路增壓裝置相連接，所述監(jiān)控主機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)與所述PLC控制單元相連接。本發(fā)明建立管網(wǎng)失效故障診斷與預(yù)警系統(tǒng)決策模型，對(duì)于分析井下復(fù)雜供水管網(wǎng)失效的主要因素和薄弱環(huán)節(jié),提高管網(wǎng)的可靠性和使用壽命具有理論研究?jī)r(jià)值和實(shí)際意義。
【IPC分類】F17D5/00, E21F17/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105275493
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410294056
【發(fā)明人】王金鶴
【申請(qǐng)人】王金鶴
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2014年6月27日