一種煤礦自主式動態封孔瓦斯抽採智能系統的製作方法

2023-07-07 01:37:11

專利名稱：一種煤礦自主式動態封孔瓦斯抽採智能系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種煤礦自主式動態封孔瓦斯抽採智能系統，尤其適用於煤礦井下高效封孔和實現瓦斯智能抽採。
背景技術：
瓦斯是我國煤礦安全生產面臨的主要問題之一。目前，瓦斯抽採是煤礦治理瓦斯災害的主要手段，也是充分利用清潔能源和減少排放的必要環節。在利用瓦斯時，由於低濃度瓦斯利用技術不成熟並且效率低，對瓦斯濃度的要求很高。因此，提高抽採瓦斯濃度是瓦斯抽採面臨的關鍵難題，而鑽孔抽採瓦斯濃度降低的主要原因是封孔差導致煤壁裂隙漏風造成的。為此，鑽孔密封格外重要。現階段瓦斯抽採時採用的封孔方法有很多。常用的是將聚氨酯溶液與布擰在一起 堵在孔口和孔中進行發泡密封，然後在聚氨酯堵孔中間段注入水泥砂漿並最後凝固。其實質是通過在鑽孔中形成一段固體來達到堵孔目的。然而，形成的固體經過長時間的瓦斯抽採後容易變形、鬆動，並且隨著孔壁周圍的裂隙發育，會形成新的貫通裂隙，不能到達很好的密封效果，縮短瓦斯抽採期。另一種封孔方法是用膠囊進行封孔，這種方法是用膠囊堵兩頭，並在中間注入泥漿。該法不僅有聚氨酯封孔端頭中間注砂漿的缺點，而且膠囊成本較高，不利於現場實際應用推廣。在完成瓦斯抽採工作時，常常需要大量的人力物力。比如，需要按時測量瓦斯抽採濃度的數據，由於人力的操作誤差常導致測量數據偏差較大，還有需要根據實際瓦斯抽採情況調節瓦斯抽採泵的壓力等，面臨著很多問題。

發明內容
技術問題本發明的目的是克服已有技術中的不足，提供一種系統結構簡單、操作方便、抽採效果好的煤礦自主式動態封孔瓦斯抽採智能系統。技術方案本發明的煤礦自主式動態封孔瓦斯抽採智能系統，包括瓦斯抽採裝置，自主式動態封孔裝置，對瓦斯自動抽採泵、瓦斯濃度自動檢測儀和進料壓力自動控制泵進行監測控制的自動監測控制裝置；所述的瓦斯抽採裝置包括瓦斯抽採管、與瓦斯抽採管相連的瓦斯儲存器，瓦斯儲存器與瓦斯抽採管相連的管路上設有瓦斯自動抽採泵，瓦斯抽採管裝入煤層鑽孔內的前端設有濾罩，煤層鑽孔內的瓦斯抽採管內外側間隔設有五組聚氨酯封孔袋和堵孔布；所述自主式動態封孔裝置包括儲料器，儲料器底部設有進料管，進料管的管路上設有進料壓力自動控制泵，進料管穿過瓦斯抽採管外側的聚氨酯封孔袋和堵孔布；所述的自動監測控制裝置包括瓦斯濃度自動檢測儀、分別連接瓦斯自動抽採泵、瓦斯濃度自動檢測儀、進料壓力自動控制泵的數據傳輸線，數據傳輸線連接有數據線路集成器，數據線路集成器經數據傳輸線連接有自動監測控制器。所述的儲料器包括殼體、殼體的上部設有裝入粒徑小於O. Imm煤粉或泥沙的固體顆粒進料口、殼體的側部設有膠狀液體入口、殼體內設有拌料器。有益效果
I.採用聚氨酯和堵孔布相結合的方法，並且在孔的兩端分別多段布置，克服了煤礦實際封孔時由於孔的兩端頭漏氣造成的封孔質量不高。2.採用帶壓注入含有顆粒膠狀粘液的裝置，能夠動態的將含顆粒液體注入煤體裂隙中進行堵孔，提高封孔質量。3.通過採用瓦斯自動抽採泵、瓦斯濃度自動檢測儀和進料壓力自動控制泵，並進行智能化監測控制，減少了瓦斯抽採過程中的人力物力消耗。


圖I是本發明的結構示意圖。·圖中1-濾罩，2-原始煤層，3-卸壓煤層，4-動態注液區，5-堵孔布，6_聚氨酯封孔袋，7-瓦斯抽採管，8-瓦斯濃度自動檢測儀，9-瓦斯自動抽採泵，10-瓦斯儲存器，11-數據線路集成器，12-自動監測控制器，13-固體顆粒進料口，14-膠狀液體入口，15-儲料器，16-磨料粘液，17-拌料器，18-進料壓力自動控制泵，19-數據傳輸線，20-進料管
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明的實施例作進一步的描述
如圖I所示，本發明的煤礦自主式動態封孔瓦斯抽採智能系統，主要由瓦斯抽採裝置、自主式動態封孔裝置、可對瓦斯自動抽採泵9、瓦斯濃度自動檢測儀8和進料壓力自動控制泵18進行監測控制的自動監測控制裝置構成；其中瓦斯抽採裝置包括與位於煤層外瓦斯抽採管7相連的瓦斯儲存器10，瓦斯儲存器10經瓦斯抽採管7與瓦斯自動抽採泵9相連，位於煤層內瓦斯抽採管7前埠連接有濾罩I，煤層鑽孔內的瓦斯抽採管7內外側間隔綁紮有五組聚氨酯封孔袋6和堵孔布5 ;自主式動態封孔裝置包括儲料器15，儲料器15的底部設有進料管20，進料管20的管路上設有進料壓力自動控制泵18，進料管20穿過瓦斯抽採管7外側的聚氨酯封孔袋6和堵孔布5 ;所述的儲料器15包括殼體、殼體的上部設有裝入粒徑小於O. Imm煤粉或泥沙的固體顆粒進料口 13、殼體的側部設有膠狀液體入口 14、殼體內設有拌料器17。儲料器15經進料管20與進料壓力自動控制泵18相連，所述固體顆粒進料口 13進入的顆粒是經過篩選後粒徑小於O. Imm的煤粉或泥沙；所述膠狀液體入口 14進入的液體是25%特製材料和85%的水，按質量百分比混合配製而成。連接進料壓力自動控制泵18的進料管20穿過聚氨酯封孔袋6和堵孔布5綁紮的瓦斯抽採管7之間，進料管20埠位於動態注液區4中；自動監測控制裝置包括連接著瓦斯自動抽採泵9、瓦斯濃度自動檢測儀8和進料壓力自動控制泵18的數據傳輸線19，數據傳輸線19連接著數據線路集成器11，數據線路集成器11經數據傳輸線19連接著自動監測控制器12。工作原理將經過篩選後的磨料從固體顆粒進料口 13裝入儲料器15內，與從膠狀液體入口進入的液體用攪拌器17混合均勻成為磨料粘液16，磨料粘液16通過進料壓力自動控制泵18加壓，形成帶壓液體流入動態注液區4，帶壓流體由於具有一定的壓力，當卸壓煤層3中的裂隙發育時，帶壓流體可以及時流入來堵住孔隙防止漏氣，達到密封效果；瓦斯抽採過程是，經過卸壓煤層3解吸出的瓦斯在瓦斯自動抽採泵9形成的負壓下通過濾罩I過濾後流入瓦斯抽採管7，最終流入瓦斯儲存器10存儲；智能監測控制過程是，瓦斯濃度自動檢測儀8採集到的實時濃度信號、瓦斯自動抽採泵9所工作的負壓信號和進料壓力自動控制泵18所工作的壓力信號通過數據傳輸線19傳到自動監測控制器12，經過自動監測控制器12對信號進行分析處理，可以通過控制自動監測控制器12對瓦斯濃度值進行採集、對泵的工作壓力值進行採集和調節泵 的工作壓力值。
權利要求
1.一種煤礦自主式動態封孔瓦斯抽採智能系統，包括其特徵在於它包括瓦斯抽採裝置，自主式動態封孔裝置，對瓦斯自動抽採泵(9)、瓦斯濃度自動檢測儀(8)和進料壓力自動控制泵(18)進行監測控制的自動監測控制裝置；所述的瓦斯抽採裝置包括瓦斯抽採管(7)、與瓦斯抽採管(7)相連的瓦斯儲存器(10)，瓦斯儲存器(10)與瓦斯抽採管(7)相連的管路上設有瓦斯自動抽採泵(9)，瓦斯抽採管(7)裝入煤層鑽孔內的前端設有濾罩(1)，煤層鑽孔內的瓦斯抽採管(7)內外側間隔設有五組聚氨酯封孔袋(6)和堵孔布(5);所述自主式動態封孔裝置包括儲料器(15)，儲料器(15)的底部設有進料管(20)，進料管(20)的管路上設有進料壓力自動控制泵(18 )，進料管(20 )穿過瓦斯抽採管(7 )外側的聚氨酯封孔袋(6)和堵孔布(5);所述的自動監測控制裝置包括瓦斯濃度自動檢測儀(8)、分別連接瓦斯自動抽採泵(9)、瓦斯濃度自動檢測儀(8)、進料壓力自動控制泵(18)的數據傳輸線(19)，數據傳輸線(19 )連接有數據線路集成器(11)，數據線路集成器(11)經數據傳輸線(19 )連接有自動監測控制器(12)。
2.根據權利要求I所述的煤礦自主式動態封孔瓦斯抽採智能系統，其特徵在於所述的儲料器(15)包括殼體、殼體的上部設有裝入粒徑小於O. Imm煤粉或泥沙的固體顆粒進料口(13)、殼體的側部設有膠狀液體入口(14)、殼體內設有拌料器(17)。
全文摘要
一種煤礦自主式動態封孔瓦斯抽採智能系統，適用於煤礦井下封孔和瓦斯智能抽採。它包括與瓦斯抽採管相連的瓦斯儲存器，瓦斯儲存器連接有自動調節抽採負壓的瓦斯自動抽採泵，位於鑽孔附近瓦斯抽採管上連接著瓦斯濃度自動檢測儀，位於煤層內瓦斯抽採管外纏繞著五組聚氨酯封孔袋，聚氨酯封口袋外邊纏繞著能和煤壁緊密貼合的五組堵孔布，儲料器通過進料管連接著進料壓力自動控制泵，位於煤層內的進料管綁紮在聚氨酯封口袋和堵孔布之間，瓦斯濃度自動檢測儀、瓦斯自動抽採泵和進料壓力自動控制泵的數據信號通過數據採集線連接數據線路集成器，數據線路集成器通過數據線連接著自動監測控制器。該系統設置簡單、操作方便、便於智能化控制、使用效果較好。
文檔編號E21B33/13GK102913273SQ20121042633
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者林柏泉, 代華明, 張超, 李慶釗, 高亞斌, 鄒全樂 申請人:中國礦業大學