煤層氣安全抽采智能控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤層氣抽采控制系統(tǒng)及控制技術(shù)，特別涉及一種煤層氣安全抽采智能控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)我國(guó)煤層氣抽采利用活躍，煤層氣抽采量逐年升高，然而我國(guó)煤層氣抽采監(jiān)控系統(tǒng)只監(jiān)不控以及控制管理的不到位，抽采造成煤層的自燃發(fā)火、抽采管路吸人、抽采管路瓦斯爆炸等安全事故時(shí)有發(fā)生，抽采效率低，大大限制了我國(guó)煤層氣工業(yè)的發(fā)展；我國(guó)抽采栗為了以后擴(kuò)能和開采后期的考慮，設(shè)計(jì)的備用系數(shù)較高，常常是大抽采栗、小抽采量，造成了電力資源的浪費(fèi)；為了促進(jìn)煤層氣安全抽采的智能化，提高煤層氣安全抽采的監(jiān)測(cè)與控制水平，急需一種煤層氣安全抽采智能控制系統(tǒng)及控制方法，實(shí)現(xiàn)煤層氣的安全、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、智能抽采。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種煤層氣安全抽采智能控制系統(tǒng)及控制方法。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種煤層氣安全抽采智能控制系統(tǒng)，包括以可編程控制器為核心，可編程控制器分別電連接管理系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)，特點(diǎn)在于:管理系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)，信號(hào)采集系統(tǒng)包括設(shè)置于瓦斯抽放管路內(nèi)不同位置的一氧化碳傳感器、甲烷傳感器、乙炔傳感器、乙烯傳感器、氧氣傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、負(fù)壓傳感器、正壓傳感器，執(zhí)行系統(tǒng)包括控制瓦斯抽放栗運(yùn)行狀態(tài)的高壓饋電開關(guān)、高壓真空電磁起動(dòng)器、變頻系統(tǒng)，控制水栗運(yùn)行的隔爆型饋電開關(guān)、低壓磁力起動(dòng)器，設(shè)置于瓦斯抽放管路不同位置的電動(dòng)閥門組包括設(shè)置于地面以上瓦斯抽放管路上的進(jìn)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、過(guò)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、排氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、出氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
[0005]其中:管理系統(tǒng)還包括操作臺(tái)、觸摸屏，煤層瓦斯抽采時(shí)，地面以下瓦斯抽放管路內(nèi)設(shè)置一氧化碳傳感器，甲烷傳感器，閥門，地面以上瓦斯抽放管路順序設(shè)置進(jìn)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、過(guò)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、甲烷傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、乙烯傳感器、乙炔傳感器、負(fù)壓傳感器、流量傳感器、瓦斯抽放栗、甲烷傳感器、正壓傳感器、流量傳感器、排氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、出氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，可編程控制器還電連接井下注氮系統(tǒng)，瓦斯抽放栗分別管連接冷卻裝置、水栗，水池分別管連接冷卻裝置、水栗。
[0006]其中:管理系統(tǒng)還包括操作臺(tái)、觸摸屏，采空區(qū)瓦斯抽采時(shí)，地面以下瓦斯抽放管路內(nèi)設(shè)置氧氣傳感器、甲烷傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、乙烯傳感器、乙炔傳感器、負(fù)壓傳感器、流量傳感器，地面以上瓦斯抽放管路順序設(shè)置進(jìn)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、過(guò)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、甲烷傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、負(fù)壓傳感器、流量傳感器、瓦斯抽放栗、甲烷傳感器、正壓傳感器、流量傳感器、排氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、出氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，可編程控制器還電連接井下注氮系統(tǒng)、煤礦監(jiān)控系統(tǒng)，瓦斯抽放栗分別管連接冷卻裝置、水栗，水池分別管連接冷卻裝置、水栗。
[0007]便于理解介紹一下一種煤層氣安全抽采智能控制系統(tǒng)的控制方法，包括通過(guò)管理系統(tǒng)啟動(dòng)抽采系統(tǒng)，特點(diǎn)在于:煤層瓦斯抽采時(shí)，地面管路中甲烷傳感器濃度小于低限值DX，打開排氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，排空瓦斯氣，并關(guān)閉出氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，停止對(duì)瓦斯利用系統(tǒng)供氣，地面管路中甲烷傳感器濃度大于高限值GX，逐漸打開進(jìn)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥注入空氣降低甲烷濃度在低限值與高限值GX之間，當(dāng)煤層管路中的一氧化碳傳感器測(cè)得的一氧化碳濃度大于等于煤層加速氧化濃度限值A(chǔ)，或溫度傳感器溫度大于等于溫限值WX，或乙烯傳感器濃度值大于等于最小值YZ，或乙炔傳感器濃度大于等于極限值JZ，可編程控制器關(guān)斷高壓饋電開關(guān)、隔爆型饋電開關(guān)、過(guò)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，停止抽采，由可編程控制器啟動(dòng)井下注氮系統(tǒng)對(duì)對(duì)應(yīng)煤層進(jìn)行注氮滅火，當(dāng)煤層管路中的一氧化碳傳感器測(cè)得的一氧化碳濃度大于等于煤層出現(xiàn)明火濃度限值B，或乙炔傳感器濃度大于等于極限值JZ，通過(guò)接入的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)處理，地面管路中負(fù)壓傳感器測(cè)得負(fù)壓值小于等于底限值D時(shí)，可編程控制器通過(guò)變頻系統(tǒng)逐漸提高瓦斯抽放栗轉(zhuǎn)速，地面管路中負(fù)壓傳感器測(cè)得負(fù)壓值大于等于高限值G時(shí)，可編程控制器通過(guò)變頻系統(tǒng)逐漸降低瓦斯抽放栗轉(zhuǎn)速，通過(guò)調(diào)速后，地面管路中負(fù)壓傳感器測(cè)得負(fù)壓值還小于等于超底限值CD時(shí)，可編程控制器關(guān)斷高壓饋電開關(guān)、隔爆型饋電開關(guān)、過(guò)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，停止抽采，當(dāng)負(fù)壓變化率大于等于堵塞確定值DS時(shí)，抽放管路堵塞，編程控制器關(guān)斷高壓饋電開關(guān)、隔爆型饋電開關(guān)、過(guò)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，停止抽采，處理堵塞。
[0008]其中:某個(gè)鉆孔的甲烷傳感器測(cè)得甲烷濃度值小于等于高低限值GD時(shí)，關(guān)閉對(duì)應(yīng)閥門，地面甲烷傳感器測(cè)得甲烷濃度值小于等于高低限值GD時(shí)，可編程控制器關(guān)斷高壓饋電開關(guān)、隔爆型饋電開關(guān)、過(guò)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，停止抽采，瓦斯抽放栗前端流量傳感器測(cè)得的流量值小于等于低限值LD，停止抽采，當(dāng)流量降低至原值的DL以下時(shí)，同時(shí)瓦斯?jié)舛鹊椭猎档腤Z以下時(shí)，鉆孔漏氣，停止抽采，處理漏氣，當(dāng)抽采量與額定抽采量的比值小于定值的BZ時(shí)，可編程控制器通過(guò)變頻系統(tǒng)逐漸降低瓦斯抽放栗轉(zhuǎn)速，節(jié)能抽采。
[0009]其中:通過(guò)瓦斯抽放栗前端的甲烷傳感器、流量傳感器與瓦斯抽放栗后端的甲烷傳感器、流量傳感器獲取對(duì)應(yīng)偏差比值的絕對(duì)值大于等于DB，隨時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)煤層氣安全抽采智能控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，通過(guò)管理系統(tǒng)做出停止抽采或控制措施。
[0010]一種煤層氣安全抽采智能控制系統(tǒng)的控制方法，包括通過(guò)管理系統(tǒng)啟動(dòng)抽采系統(tǒng)，特點(diǎn)在于:采空區(qū)瓦斯抽采時(shí)，地面管路中甲烷傳感器濃度小于低限值DX，打開排氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，排空瓦斯氣，并關(guān)閉出氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，停止對(duì)瓦斯利用系統(tǒng)供氣，地面管路中甲烷傳感器濃度大于高限值GX，逐漸打開進(jìn)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥注入空氣降低甲烷濃度在低限值DX與高限值GX之間，當(dāng)?shù)孛嬉韵虏煽諈^(qū)管路中的一氧化碳傳感器測(cè)得的一氧化碳濃度大于等于煤層加速氧化濃度限值A(chǔ)，或溫度傳感器溫度大于等于溫限值WX，或乙烯傳感器濃度值大于等于最小值YZ，可編程控制器關(guān)斷高壓饋電開關(guān)、隔爆型饋電開關(guān)、過(guò)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，停止抽采，由可編程控制器啟動(dòng)井下注氮系統(tǒng)對(duì)對(duì)應(yīng)煤層進(jìn)行注氮滅火，當(dāng)采空區(qū)管路中的一氧化碳傳感器測(cè)得的一氧化碳濃度大于等于煤層出現(xiàn)明火濃度限值B，或乙炔傳感器濃度大于等于極限值JZ，通過(guò)接入的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)處理，地面管路中負(fù)壓傳感器測(cè)得負(fù)壓值小于等于底限值D時(shí)，可編程控制器通過(guò)變頻系統(tǒng)逐漸提高瓦斯抽放栗轉(zhuǎn)速，地面管路中負(fù)壓傳感器測(cè)得負(fù)壓值大于等于高限值G時(shí)，可編程控制器通過(guò)變頻系統(tǒng)逐漸降低瓦斯抽放栗轉(zhuǎn)速，通過(guò)調(diào)速后，地面管路中負(fù)壓傳感器測(cè)得負(fù)壓值還小于等于超底限值CD時(shí)，可編程控制器關(guān)斷高壓饋電開關(guān)、隔爆型饋電開關(guān)、過(guò)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，停止抽采，當(dāng)負(fù)壓變化率大于等于堵塞確定值DS時(shí)，抽放管路堵塞，編程控制器關(guān)斷高壓饋電開關(guān)、隔爆型饋電開關(guān)、過(guò)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，停止抽采，處理堵塞。
[0011]其中:地面管路甲烷傳感器測(cè)得甲烷濃度值小于等于低低限值DD時(shí)，可編程控制器關(guān)斷高壓饋電開關(guān)、隔爆型饋電開關(guān)、過(guò)氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，停止抽采，瓦斯抽放栗前端流量傳感器測(cè)得的流量值小于等于低限值LD，停止抽采，當(dāng)流量降低至原值的DL以下時(shí)，同時(shí)瓦斯?jié)舛鹊椭猎档腤Z以下時(shí)，采空區(qū)管路漏氣，停止抽采，處理管路漏氣，當(dāng)抽采量與額定抽采量的比值小于定值的BZ時(shí)，可編程控制器通過(guò)變頻系統(tǒng)降低瓦斯抽放栗轉(zhuǎn)速，節(jié)能抽采。
[0012]其中:通過(guò)瓦斯抽放栗前端的甲烷傳感器、流量傳感器與瓦斯抽放栗后端的甲烷傳感器、流量傳感器獲取對(duì)應(yīng)偏差比值的絕對(duì)值大于等于DB，隨時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)煤層氣安全抽采智能控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，通過(guò)管理系統(tǒng)做出停止抽采或控制措施，地面以下采空區(qū)管路中甲烷傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、負(fù)壓傳感器、流量傳感器與地面以上管路中的甲烷(傳感器、溫度傳感器、一氧化碳傳感器、負(fù)壓傳感器、流量傳感器獲取對(duì)應(yīng)偏差比值，隨時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)煤層氣安全抽采智能控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，通過(guò)管理系統(tǒng)做出停止抽采或控制措施，當(dāng)氧氣傳感器濃度大于YD值時(shí)，可編程控制器通過(guò)變頻系統(tǒng)逐漸降低瓦斯抽放栗轉(zhuǎn)速，至氧氣傳感器濃度小于等于YD值，當(dāng)正壓傳感器測(cè)得的壓力高于GDZ值時(shí)，逐漸打開排氣電動(dòng)調(diào)節(jié)閥排氣，使正壓傳感器測(cè)得的壓力小于等于GDZ值。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:主要以可編程控制器為核心，可編程控制器分別電連接管理系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)，通過(guò)控制層、管理層、信號(hào)層、執(zhí)行層實(shí)現(xiàn)對(duì)煤層或采空區(qū)煤層氣安全抽采智能控制，同時(shí)結(jié)合煤層氣安全抽采智能控制系統(tǒng)的控制方法，不僅取代傳統(tǒng)單一參數(shù)