原煤仓防溃仓控制装置及控制方法与流程

本发明属于井下煤仓储煤工程，具体涉及原煤仓防溃仓控制装置，还涉及原煤仓防溃仓控制方法。

背景技术：

1、现有原煤仓储存结构由于井下混凝土仓壁损毁造成围岩渗水进入筒仓，或者进入储煤仓的原煤含水率较高，造成原煤中含有较高比例的水分，易形成溃仓。原煤仓溃仓主要原因是煤仓仓底存在大量水和较细颗粒粉煤混合形成泥浆，泥浆与原煤自然形成的粒度特性级配进一步混合成为永不固化的混凝土，当煤仓高位储存含有这种形式的混凝土时，内在水分为吸附或凝聚在煤颗粒内部的毛细孔中的水分在重力作用挤压渗漏到仓底形成泥石流的先决条件，由于煤颗粒属于疏水性表面，煤与水的密度差比较小，所以煤在水中属于悬浊液液体，物料中的水分可分为游离水与化合水，化合水是比较稳定的，游离水又叫自由水具有较好的流动性。煤颗粒不易沉降絮凝团聚，这种煤、水混溶体的流动性非常好，若直接打开给煤机闸板，泥石流喷涌而出形成溃仓，易造成安全事故，分离原煤仓底部游离水是解决溃仓的有效方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供原煤仓防溃仓控制装置，解决了现有技术中存在的直接打开给煤机闸板易形成溃仓造成安全事故的问题。

2、本发明的另一目的是提供原煤仓防溃仓控制方法。

3、本发明所采用的技术方案是：原煤仓防溃仓控制装置，包括从上至下依次固接的煤仓下料仓体、给煤机、接水槽，接水槽下方设置有皮带输送机，下料仓体一侧壁安装有水分测试仪和水压测试仪，水分测试仪和水压测试仪共同信号连接有plc中央处理器；

4、给煤机内分别滑动连接有上闸板和下闸板，上闸板和下闸板平行设置，给煤机侧壁上分别对应开设有上闸板出口和下闸板出口，下闸板上均匀开设有若干个通孔；

5、接水槽底部滑动连接有接水槽闸板，接水槽闸板倾斜设置形成斜坡；接水槽侧壁靠近斜坡底端位置处安装有排水管；

6、上闸板、下闸板、接水槽闸板均对应连接有电动闸板阀，各电动闸板阀均与plc中央处理器电性连接。

7、本发明的特征还在于，

8、煤仓下料仓体整体呈漏斗状结构，其上端形成为进料口，下端形成出料口，出料口与给煤机固接。

9、上闸板出口尺寸与上闸板侧端面尺寸相匹配，下闸板出口与下闸板侧端面出口相匹配。

10、通孔呈喇叭状结构且上孔径小于下孔径。

11、给煤机为整体式箱体结构，箱体相对的两个内侧壁自上而下对称安装有两组导轨滑槽，导轨滑槽走向与箱体长度方向一致，上闸板两侧、下闸板两侧均安装有导向轮并通过导向轮分别安装在对应导轨滑槽上。

12、接水槽为不规则箱体结构，箱体底部具有坡度，箱体相对的两侧壁内底部沿坡度方向对称安装两条导轨，两条导轨上滑动安装接水槽闸板。

13、上闸板靠近上闸板出口的一侧端面中心、下闸板靠近下闸板出口的一侧端面中心、接水槽闸板靠近斜坡顶端的端面中心均开设有盲孔，各盲孔内均螺纹连接有丝杠，各丝杠分别伸出对应闸板且伸出段上对应套接电动闸板阀。

14、plc中央处理器通过回归模型计算闸板开度值；

15、回归模型通式为：

16、y＝f(x1, x2)     (1)

17、式中，y表示放矿时间回归值，为过渡函数，x1表示含水率，单位％，x2表示水压，单位kpa；

18、z＝g(x1, x2, y)＝g(x1, x2, f(x1, x2))    (2)

19、式中，z表示上闸板开度的回归值，单位为％；

20、式(1)和式(2)均根据模拟实验数据计算回归系数b＝(x'x)-1x'y，其中，x为自变量矩阵，x'为x的转置，(x'x)-1为(x'x)的逆矩阵，y为因变量向量，再根据回归系数得到回归方程并计算回归值。

21、本发明所采用的另一技术方案是：原煤仓防溃仓控制方法，采用上述的原煤仓防溃仓控制装置，按以下步骤实施：

22、步骤1、启动设备，上闸板、下闸板、接水槽闸板均处于完全关闭状态；

23、步骤2、水分测试仪和水压测试仪分别实时采集下料仓体底部原煤的含水率和水压信号传递给plc中央处理器，plc中央处理器实时计算上闸板的开度情况，并触发对应的电动闸板阀控制打开上闸板按开度计算值打开，重复此步骤，直至上闸板开度值等于100％时，进入步骤3；

24、步骤3、判断水分测试仪检测的含水率值和水压测试仪检测的水压值是否同时满足设定条件，若满足，则plc中央处理器先发送信号给对应闸板电动闸板阀控制开启接水槽闸板，后发送信号给对应电动闸板阀控制开启下闸板，原煤落入皮带输送机上进行运输；否则系统继续处于煤水分离状态，即接水槽闸板和下闸板保持关闭状态，直至含水率值和水压值满足设定条件；

25、步骤4、运输完成后，plc中央处理器控制各电动闸板阀依次关闭上闸板、关闭下闸板、关闭接水槽闸板，原煤仓停止放煤作业。

26、本发明另一技术方案的特征还在于，

27、步骤3中，设定条件为含水率≤15％、水压≤12kpa。

28、本发明的有益效果是，

29、本发明的原煤仓防溃仓控制装置，设置双层闸板和接水槽闸板，结构简单，水分测试仪和水压检测仪实时检测原煤仓内的含水率和水压并传递给plc中央处理器，由回归模型计算出双层闸板和接水槽闸板开合程度，实时控制各闸板开度，实现仓底煤水分离，降低溃仓风险，消除安全隐患；

30、本发明的原煤仓防溃仓控制方法，回归模型预测度高，计算精准，可控性强。

技术特征：

1.原煤仓防溃仓控制装置，其特征在于，包括从上至下依次固接的煤仓下料仓体(1)、给煤机(8)、接水槽(4)，接水槽(4)下方设置有皮带输送机(10)，下料仓体(1)一侧壁安装有水分测试仪(6)和水压测试仪(7)，所述水分测试仪(6)和水压测试仪(7)共同信号连接有plc中央处理器(11)；

2.根据权利要求1所述的原煤仓防溃仓控制装置，其特征在于，所述煤仓下料仓体(1)整体呈漏斗状结构，其上端形成为进料口，下端形成出料口，出料口与给煤机(8)固接。

3.根据权利要求1所述的原煤仓防溃仓控制装置，其特征在于，所述上闸板出口尺寸与上闸板(2)侧端面尺寸相匹配，下闸板出口与下闸板(3)侧端面出口相匹配。

4.根据权利要求1所述的原煤仓防溃仓控制装置，其特征在于，所述通孔呈喇叭状结构且上孔径小于下孔径。

5.根据权利要求1所述的原煤仓防溃仓控制装置，其特征在于，所述给煤机(8)为整体式箱体结构，箱体相对的两个内侧壁自上而下对称安装有两组导轨滑槽，导轨滑槽走向与箱体长度方向一致，上闸板(2)两侧、下闸板(3)两侧均安装有导向轮并通过导向轮分别安装在对应导轨滑槽上。

6.根据权利要求1所述的原煤仓防溃仓控制装置，其特征在于，所述接水槽(4)为不规则箱体结构，箱体底部具有坡度，箱体相对的两侧壁内底部沿坡度方向对称安装两条导轨，两条导轨上滑动安装接水槽闸板(9)。

7.根据权利要求1所述的原煤仓防溃仓控制装置，其特征在于，所述上闸板(2)靠近上闸板出口的一侧端面中心、下闸板(3)靠近下闸板出口的一侧端面中心、接水槽闸板(9)靠近斜坡顶端的端面中心均开设有盲孔，各盲孔内均螺纹连接有丝杠，各丝杠分别伸出对应闸板且伸出段上对应套接电动闸板阀。

8.根据权利要求1所述的原煤仓防溃仓控制装置，其特征在于，所述plc中央处理器(11)通过回归模型计算闸板开度值；

9.原煤仓防溃仓控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任意一项所述的原煤仓防溃仓控制装置，按以下步骤实施：

10.根据权利要求9所述的原煤仓防溃仓控制方法，其特征在于，步骤3中，所述设定条件为含水率≤15％、水压≤12kpa。

技术总结本发明公开的原煤仓防溃仓控制装置，包括从上至下依次固接的煤仓下料仓体、给煤机、接水槽，接水槽下方设置有皮带输送机，下料仓体一侧壁安装有水分测试仪和水压测试仪，水分测试仪和水压测试仪共同信号连接有PLC中央处理器；给煤机内分别滑动连接有上闸板和下闸板，下闸板上均匀开设有若干个通孔；接水槽底部滑动连接有倾斜设置的接水槽闸板；接水槽侧壁安装有排水管；上闸板、下闸板、接水槽闸板均对应连接有电动闸板阀，各电动闸板阀均与PLC中央处理器电性连接。本发明的原煤仓防溃仓控制装置及控制方法，结构简单，利用PLC中央处理器实时计算并控制调整各闸板开度情况，可控性强，有效分离原煤仓底部游离水，防止溃仓。技术研发人员：陈哲,李伟,杨福珍,黄博华,贾锡永,曹龙波,贾培祥受保护的技术使用者：中煤西安设计工程有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26