煤矿用采空区监测系统的制作方法

专利检索2025-02-18  39


本发明涉及一种矿用监测系统,具体是煤矿用采空区监测系统。


背景技术:

1、随着我国煤矿高产、高效开采技术的逐步推广应用,封闭采空区环境参数综合检测技术将变得更为重要。目前的采空区环境参数综合监测技术通过一根透明软管连接一个装有各种监测感应的密封箱,在实际布设时,需要在采空区的密闭墙外安装多个此类密封箱,然后将其管路分别穿过密闭墙安装至对应位置,这种配置方式在面对啮齿动物或者落石的时候很快就会因为管路断掉而导致检测失效,且需要安装的设备数量较多让安装过程变得极为繁琐,同时管道内壁容易凝结水珠,混合井下高粉尘环境极易造成堵塞,并且,由于现有的透明软管的布设问题不能及时发现上偶角积聚的一氧化碳等有害气体,无法提供及时有效的信息,让采空区有害气体检测存在危险漏洞。


技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题,本发明提供煤矿用采空区监测系统,可以有效延长检测使用寿命简化安装步骤,并能够有效防止管路断掉或者堵塞,同时可以及时检测到巷道上偶角积聚的有害气体,可以有效发挥安全监控系统在安全生产中的保障作用,实现超前预警、超前治理,有效预防采空区有害气体事故的发生。

2、为了实现上述目的,本发明,煤矿用采空区监测系统,工作面预留的煤柱两侧的巷道分别是工作面回风巷和运输巷,工作面回风巷和运输巷端部连接采空区,工作面回风巷和运输巷另一端由密封墙封闭,工作面回风巷的密封墙外部为回风巷,回风巷内安装网络交换机,网络交换机通过电线连接检测控制主机,检测控制主机通过检测连接管穿过工作面回风巷的密封墙后,多段拼接的检测连接管一直延伸至采空区内,每隔一百五十至二百米串联一个检测节点,检测节点表面开通孔安装进气管接口,进气管接口连接向上延伸的上偶角探管,上偶角探管通过钉子或者挂绳保持竖立状态;所述的检测控制主机包括控制主机壳体、观察窗、吸气管、排气管、供水管接口、排水阀、清洗层、气体检测层、抽气装置、气体检测层浮力封闭阀和抽气层,检测控制主机的抽气层内置控制机,控制机通过检测连接管的线束管串联检测节点,控制主机壳体内部通过隔板分割出清洗层、气体检测层和抽气层,清洗层连通吸气管和供水管接口,供水管接口配备阀门,清洗层下部开通孔连接排水阀,清洗层上部的隔板开通孔连接气体检测层,清洗层和气体检测层之间的隔板通孔安装气体检测层浮力封闭阀,气体检测层内部安装一氧化碳检测器、二氧化碳检测器,气体检测层和抽气层之间的隔板开通孔,抽气层内置的抽气装置通过气体检测层和抽气层之间的隔板上的通孔抽取空气并通过排气管排出检测控制主机;控制主机壳体的气体检测层处开设观察窗。

3、另外,根据本发明上述实施例提出的煤矿用采空区监测系统还可以具有如下附加的技术特征:

4、作为本发明的进一步改进方案,所述的检测连接管包括连接管本体、线束管和连接箍,连接管本体外表面固定安装线束管,连接管本体和线束管外罩肋环并配备帆布罩或者硬橡胶套,连接管本体两端均设有环状凸起,连接管本体端部的环状凸起对接检测节点的箍头,并用连接箍的上箍环和下箍环箍住,上箍环和下箍环一端通过箍环转轴连接,另一端的箍环连板通过螺丝连接,上箍环和下箍环内侧设有容纳连接管本体端部的环状凸起和检测节点的箍头的凹槽,凹槽呈外宽内窄的梯形。

5、作为本发明的进一步改进方案,所述的检测节点包括箍头、检测节点线束管、节点管道、检测节点壳体、进气管接口、进气管接口闸门控制电机、螺纹杆、闸门、伸缩杆、闸板、闸板控制连杆和上偶角探管,节点管道前后端均固定连接箍头,检测节点壳体套接节点管道中段,检测节点壳体表面开设进气管接口,检测节点壳体内部开设一个空腔安装进气管接口闸门控制电机,进气管接口闸门控制电机通过螺纹杆控制闸门沿滑轨封闭或者打开进气管接口,进气管接口套接上偶角探管的下端;检测节点壳体内置的伸缩杆通过闸板控制连杆控制节点管道内的闸板开合;检测节点壳体表面设有温度感应器。

6、作为本发明的进一步改进方案,所述的气体检测层浮力封闭阀包括封闭阀本体、孔板、封闭盖、液体感应器、浮筒、滤尘网和孔板通气孔,封闭阀本体内侧倾斜安装孔板,孔板靠上部位开设孔板通气孔,孔板下表面靠上处通过转轴安装封闭盖,封闭盖下端固定安装浮筒,孔板上下的封闭阀本体内侧表面均开凹槽安装液体感应器,封闭阀本体下部开口处通过螺丝固定安装滤尘网。

7、作为本发明的进一步改进方案,所述的抽气装置包括曲轴箱、驱动机、润滑箱、排气腔、进气腔、活塞段、气腔连接管、曲轴、活塞和气室,驱动机驱动曲轴箱内的曲轴转动,曲轴带动活塞在活塞段的气室内进行活塞运动,气室通过两个气腔连接管分别连接排气腔和进气腔,气腔连接管均配备单向阀,排气腔连接排气管,进气腔连接气体检测层和抽气层之间的隔板上的通孔,活塞段表面固定安装润滑箱。

8、作为本发明的进一步改进方案,所述的上偶角探管表面沿轴向开设多个进气孔。

9、作为本发明的进一步改进方案,所述的气体检测层内置甲烷传感器、氧气传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、乙烯传感器和乙炔传感器;甲烷传感器、氧气传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、乙烯传感器和乙炔传感器通过电线连接抽气层内置的控制机。

10、作为本发明的进一步改进方案,所述的抽气装置也可以是薄膜泵。

11、作为本发明的进一步改进方案,所述的排气管连接防火抑爆水箱。

12、借由上述方案,本发明至少具有以下优点:通过强化的检测连接管和检测节点以及专门设计的连接箍,可以防止管路断掉并有效延长检测器使用寿命,简化安装步骤,并且由于设备的高度集成化,可以有效降低设备部署成本。同时,借助加粗的检测连接管和检测节点以及检测控制主机的供水管接口对堵塞的管路进行冲洗,能够有效防止堵塞,加粗的检测连接管和检测节点还能有效提升内部空气流动速度,让空气能够更快的经过气体检测层,提升检测效率,而上偶角探管可以及时检测到巷道上偶角积聚的有害气体,可以有效发挥安全监控系统在安全生产中的保障作用,实现超前预警、超前治理,有效预防采空区有害气体事故的发生。



技术特征:

1.煤矿用采空区监测系统,工作面预留的煤柱(9)两侧的巷道分别是工作面回风巷(7)和运输巷(8),工作面回风巷(7)和运输巷(8)端部连接采空区(1),工作面回风巷(7)和运输巷(8)另一端由密封墙(6)封闭,工作面回风巷(7)的密封墙(6)外部为回风巷(10),其特征在于,回风巷(10)内安装网络交换机(5),网络交换机(5)通过电线连接检测控制主机(4),检测控制主机(4)通过检测连接管(2)穿过工作面回风巷(7)的密封墙(6)后,多段拼接的检测连接管(2)一直延伸至采空区(1)内,每隔一百五十至二百米串联一个检测节点(3),检测节点(3)表面开通孔安装进气管接口(35),进气管接口(35)连接向上延伸的上偶角探管(312),上偶角探管(312)通过钉子或者挂绳保持竖立状态;所述的检测控制主机(4)包括控制主机壳体(41)、观察窗(42)、吸气管(43)、排气管(44)、供水管接口(45)、排水阀(46)、清洗层(47)、气体检测层(48)、抽气装置(49)、气体检测层浮力封闭阀(410)和抽气层(411),检测控制主机(4)的抽气层(411)内置控制机,控制机通过检测连接管(2)的线束管(22)串联检测节点(3),控制主机壳体(41)内部通过隔板分割出清洗层(47)、气体检测层(48)和抽气层(411),清洗层(47)连通吸气管(43)和供水管接口(45),供水管接口(45)配备阀门,清洗层(47)下部开通孔连接排水阀(46),清洗层(47)上部的隔板开通孔连接气体检测层(48),清洗层(47)和气体检测层(48)之间的隔板通孔安装气体检测层浮力封闭阀(410),气体检测层(48)内部安装一氧化碳检测器、二氧化碳检测器,气体检测层(48)和抽气层(411)之间的隔板开通孔,抽气层(411)内置的抽气装置(49)通过气体检测层(48)和抽气层(411)之间的隔板上的通孔抽取空气并通过排气管(44)排出检测控制主机(4);控制主机壳体(41)的气体检测层(48)处开设观察窗(42)。

2.根据权利要求1所述的煤矿用采空区监测系统,其特征在于,所述的检测连接管(2)包括连接管本体(21)、线束管(22)和连接箍(23),连接管本体(21)外表面固定安装线束管(22),连接管本体(21)和线束管(22)外罩肋环并配备帆布罩或者硬橡胶套,连接管本体(21)两端均设有环状凸起,连接管本体(21)端部的环状凸起对接检测节点(3)的箍头(31),并用连接箍(23)的上箍环(231)和下箍环(233)箍住,上箍环(231)和下箍环(233)一端通过箍环转轴(234)连接,另一端的箍环连板(232)通过螺丝连接,上箍环(231)和下箍环(233)内侧设有容纳连接管本体(21)端部的环状凸起和检测节点(3)的箍头(31)的凹槽。

3.根据权利要求2所述的煤矿用采空区监测系统,其特征在于,所述的检测节点(3)包括箍头(31)、检测节点线束管(32)、节点管道(33)、检测节点壳体(34)、进气管接口(35)、进气管接口闸门控制电机(36)、螺纹杆(37)、闸门(38)、伸缩杆(39)、闸板(310)、闸板控制连杆(311)和上偶角探管(312),节点管道(33)前后端均固定连接箍头(31),检测节点壳体(34)套接节点管道(33)中段,检测节点壳体(34)表面开设进气管接口(35),检测节点壳体(34)内部开设一个空腔安装进气管接口闸门控制电机(36),进气管接口闸门控制电机(36)通过螺纹杆(37)控制闸门(38)沿滑轨封闭或者打开进气管接口(35),进气管接口(35)套接上偶角探管(312)的下端;检测节点壳体(34)内置的伸缩杆(39)通过闸板控制连杆(311)控制节点管道(33)内的闸板(310)开合;检测节点壳体(34)表面设有温度感应器。

4.根据权利要求3所述的煤矿用采空区监测系统,其特征在于,所述的气体检测层浮力封闭阀(410)包括封闭阀本体(4101)、孔板(4102)、封闭盖(4103)、液体感应器(4104)、浮筒(4105)、滤尘网(4106)和孔板通气孔(4107),封闭阀本体(4101)内侧倾斜安装孔板(4102),孔板(4102)靠上部位开设孔板通气孔(4107),孔板(4102)下表面靠上处通过转轴安装封闭盖(4103),封闭盖(4103)下端固定安装浮筒(4105),孔板(4102)上下的封闭阀本体(4101)内侧表面均开凹槽安装液体感应器(4104),封闭阀本体(4101)下部开口处通过螺丝固定安装滤尘网(4106)。

5.根据权利要求4所述的煤矿用采空区监测系统,其特征在于,所述的抽气装置(49)包括曲轴箱(491)、驱动机(492)、润滑箱(493)、排气腔(494)、进气腔(495)、活塞段(496)、气腔连接管(497)、曲轴(498)、活塞(499)和气室(4910),驱动机(492)驱动曲轴箱(491)内的曲轴(498)转动,曲轴(498)带动活塞(499)在活塞段(496)的气室(4910)内进行活塞运动,气室(4910)通过两个气腔连接管(497)分别连接排气腔(494)和进气腔(495),气腔连接管(497)均配备单向阀,排气腔(494)连接排气管(44),进气腔(495)连接气体检测层(48)和抽气层(411)之间的隔板上的通孔,活塞段(496)表面固定安装润滑箱(493)。

6.根据权利要求1或3所述的煤矿用采空区监测系统,其特征在于,所述的上偶角探管(312)表面沿轴向开设多个进气孔。

7.根据权利要求1所述的煤矿用采空区监测系统,其特征在于,所述的气体检测层(48)内置甲烷传感器、氧气传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、乙烯传感器和乙炔传感器;甲烷传感器、氧气传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、乙烯传感器和乙炔传感器通过电线连接抽气层(411)内置的控制机。

8.根据权利要求1所述的煤矿用采空区监测系统,其特征在于,所述的抽气装置(49)也可以是薄膜泵。

9.根据权利要求1所述的煤矿用采空区监测系统,其特征在于,所述的排气管(44)连接防火抑爆水箱。


技术总结
本发明涉及煤矿用采空区监测系统,网络交换机通过电线连接检测控制主机,检测控制主机通过检测连接管穿过工作面回风巷的密封墙后,多段拼接的检测连接管一直延伸至采空区内,每隔一百五十至二百米串联一个检测节点,检测节点表面开通孔安装进气管接口,进气管接口连接向上延伸的上偶角探管,上偶角探管通过钉子或者挂绳保持竖立状态,本发明可以有效延长检测使用寿命简化安装步骤,并能够有效防止管路断掉或者堵塞,同时可以及时检测到巷道上偶角积聚的有害气体,可以有效发挥安全监控系统在安全生产中的保障作用,实现超前预警、超前治理,有效预防采空区有害气体事故的发生。

技术研发人员:李臣华,李群,李高文,廖泽巨,杨冬冬,韩迪,吴旭旭,彭学成,尹敏敏,裴云萍,巩冬艳,韩红敏
受保护的技术使用者:徐州江煤科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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