一种智能化的煤矿井下瓦斯抽采装置的制作方法

本发明涉及煤矿瓦斯智能抽采，具体为一种智能化的煤矿井下瓦斯抽采装置。

背景技术：

1、瓦斯是植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。在高温、高压的环境中，植物成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，是一种无色、无味、无臭的气体，其难溶于水，达到一定浓度时，能使人缺氧窒息，还能发生燃烧或爆炸。

2、瓦斯爆炸是煤矿开采过程中主要的灾害之一，对瓦斯进行抽采，降低煤矿生产过程的瓦斯浓度是降低瓦斯爆炸重要措施之一。在煤矿井下瓦斯抽采的过程中，影响抽采效果的因素比较复杂，如抽采负压、钻孔直径、封孔效果、煤层透气性系数以及钻孔有效抽采半径等。其中，抽采负压是最容易人为控制的影响因素，矿井内随着井下开采区域的不断增加，采区、工作面数量以及抽采支管路的增多，抽采支管路不断延长和密集，使得抽采主管路的负压随之改变。然而，目前调节煤矿井下瓦斯抽采的主要方法依然是人工依靠经验进行手动调节，不仅费时费力，而且由于系统的延时性大，使得整个抽采系统的效率降低。

3、另外，对于抽采管路的巡检、放水，也是煤矿井下瓦斯抽采系统日常管理的重要内容；受施钻过程固液残渣、煤层富水性、管线长、抽采负压等因素的影响, 管路易出现积水与煤渣堵塞问题,导致抽采管网阻力增大, 制约抽采泵的有效使用率及全矿井瓦斯抽采效果。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种智能化的煤矿井下瓦斯抽采装置，在抽采管上连接气体流量传感器、压力传感器、温度传感器和浓度传感器，控制中心直接根据各传感器检测到的数据控制抽采泵和/或电磁阀的运行，实现对煤矿井下瓦斯抽采的智能化控制，保证了抽采的效率；在排放主管的出口端设置沉积箱体和旁通管，将抽采的瓦斯混合气体、混合液体、煤矿渣滓等利用沉积箱体和旁通管进行固、液、气分离，避免抽采管路出现积水和/或煤渣堵塞，保证抽采的效率。解决了背景技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种智能化的煤矿井下瓦斯抽采装置，包括抽采泵、抽采主管、排放主管、沉积箱体和控制中心；所述抽采主管与所述抽采泵的进口端连通，所述抽采主管的自由端连接有若干抽采支管，若干所述抽采支管均连接有压力传感器、温度传感器、浓度传感器和第二电磁阀，所述压力传感器用于检测支管内液体和气体的混合压力，所述温度传感器用于检测支管内气体的温度，所述浓度传感器用于检测支管内气体的浓度；所述控制中心与所述抽采泵、压力传感器、温度传感器、浓度传感器和第二电磁阀电性连接，且所述控制中心根据所述压力传感器、温度传感器和浓度传感器检测到的数据控制所述抽采泵和/或所述第二电磁阀的开度；

4、所述排放主管与所述抽采泵的出口端连通，所述排放主管的自由端与用于气液分离的所述沉积箱体连通；所述沉积箱体通过出气管外界储气设备连通，所述沉积箱体通过排液管与外界储液设备连通。

5、进一步地，所述浓度传感器包括ch4气体浓度传感器、co气体浓度传感器和o2气体浓度传感器；所述ch4气体浓度传感器、co气体浓度传感器和o2气体浓度传感器分别检测支管内ch4、co和o2的浓度。

6、进一步地，所述ch4气体浓度传感器检测到ch4气体浓度不等于0、所述co气体浓度传感器检测到的co气体浓度大于4*10-5 %、所述温度传感器检测到的支管内温度大于40℃中的一种或多种，所述控制中心控制所述抽采泵停止抽采。

7、进一步地，所述o2气体浓度传感器检测到的o2气体浓度大于7%、所述压力传感器检测到支管内气液压力大于70kpa中的一种或多种，所述控制中心控制减小所述抽采泵和/或第二电磁阀的开度。

8、进一步地，所述抽采主管连接有气体流量传感器和第一电磁阀，所述气体流量传感器用于检测抽采主管内混合气体的总流量，所述气体流量传感器和第一电磁阀均设于所述抽采泵与所述抽采支管之间；所述气体流量传感器检测到气体流量大于设定阈值，所述控制中心控制减小所述抽采泵和/或所述第一电磁阀的开度。

9、进一步地，若干所述抽采支管并联后与所述抽采主管连通，若干所述抽采支管连接的压力传感器、温度传感器、浓度传感器和第二电磁阀均通过所述控制中心单独控制。

10、进一步地，所述沉积箱体设有过滤腔室和回液腔室，所述排放主管的出口端与所述过滤腔室连通，所述过滤腔室内可拆卸连接有过滤网，所述过滤腔室还设有排渣口；所述回液腔室的进液口与所述过滤腔室的出液口连通，所述回液腔室设有排液口和排气口，所述出气管与所述排气口连通，所述排液管与所述排液口连通。

11、进一步地，所述过滤网设有调节部、倾斜部和堆积部；所述调节部呈竖直状态，且与所述过滤腔室的侧壁抵接；所述堆积部呈水平状态，且其上表面的水平高度不高于所述排渣口的水平高度；所述倾斜部设于所述调节部和堆积部之间，且所述倾斜部设于所述排放主管出口端的正下方，所述倾斜部与所述堆积部之间的夹角为120°~150°。

12、进一步地，所述排放主管设有整流部，所述排放主管还连通有旁通管，所述旁通管设于所述整流部与所述沉积箱体之间，所述旁通管的自由端与所述出气管连通。

13、进一步地，所述旁通管水平设置，所述出气管倾斜向上设置，所述旁通管与所述出气管连接处连接有竖直向下设置的回液管，所述回液管的自由端可拆卸连接有凝结水滤网，所述凝结水滤网设于所述回液腔室的内侧。

14、进一步地，所述旁通管连接有限制气体从所述排放主管向所述出气管单向流动的气体单向阀；所述回液管和所述排液口均连接有控制阀。

15、进一步地，所述沉积箱体设有观察窗、刻度标识和通气口，所述观察窗用于观察所述沉积箱体的内部状态，所述刻度标识用于标识所述沉积箱体内部的液面高度；所述通气口与外界储气设备连通，所述通气口也设有控制阀。

16、技术方案的有益效果是：

17、1、本发明提供的一种智能化的煤矿井下瓦斯抽采装置，在抽采主管上连接气体流量传感器，在抽采支管上连接压力传感器、温度传感器和浓度传感器，控制中心直接根据各传感器检测到的数据控制抽采泵和/或电磁阀的运行，实现对煤矿井下瓦斯抽采的智能化控制，保证了抽采的效率；在排放主管的出口端设置沉积箱体和旁通管，将抽采出来的瓦斯混合气体、混合液体、煤矿渣滓等利用沉积箱体和旁通管进行固、液、气分离，避免抽采管路出现积水和/或煤渣堵塞，保证抽采的效率；

18、2、本发明提供的一种智能化的煤矿井下瓦斯抽采装置，通过设置ch4气体浓度传感器、co气体浓度传感器和o2气体浓度传感器分别检测作为煤矿自燃发火的指标性气体ch4、co气和o2；同时结合温度传感器、压力传感器和气体流量传感器的检测数据来控制抽采泵和/或电磁阀的运行，既提高了瓦斯抽采效率，又保证了抽采过程中的安全性；并且多个抽采支管之间采用并联的方式连接，各个传感器和/或电磁阀单独与控制中心连接，使得该装置可以随着煤矿井下开采区域的增加/采区、工作面数量以及抽采支管路的增多而调整，适用范围广；

19、3、本发明提供的一种智能化的煤矿井下瓦斯抽采装置，在沉积箱体内设置过滤腔室和回液腔室，过滤腔室内设置过滤网对煤矿渣滓进行过滤，并可以通过排渣口进行排出，抽采出的瓦斯混合气体、混合液体冲击在过滤网上，对混合物进行有效的“搅拌”，有益于不溶于水的瓦斯气体分离，提高瓦斯抽采的效果；其中，过滤网设有调节部、倾斜部和堆积部，调解部便于对过滤网的状态及位置进行调节，倾斜部便于过滤的渣滓进行回收，堆积部堆积回收的渣滓，将其设在排渣口的上端，便于渣滓的后续处理；

20、4、本发明提供的一种智能化的煤矿井下瓦斯抽采装置，在排放主管上设置整流部，使得经抽采泵抽采出的瓦斯混合气体、混合液体进行整流，使其在排放主管内流动均匀，并通过设置旁通管，实现瓦斯混合气体和混合液体之间的“分流”，提高抽采的效率；将旁通管水平设置，出气管倾斜设置，在二者的连接处连接回液管，使得旁通管和/或出气管内的混合气体经冷凝成水珠后导流至回液腔室内，凝结水滤网对水珠进行过滤；并且在旁通管内连接单向阀，在回液管、排液口和通气口设置控制阀，便于对气体、液体的流通状态进行控制，在沉积箱体上设置观察窗和刻度标识，便于工作人员根据沉积箱体内的状态随时调整，进一步保证整个装置的功能性和抽采效率。