科学家设计封闭采空区瓦斯释放自动监测调控系统

2019-03-27

  煤矿封闭采空区会“呼吸”。


  封闭采空区可视为一个处于弱平衡状态的半封闭容器,采空区内、外气体状态发生变化时,这种平衡就有可能被打破,采空区内外会产生气体交换,从而呈现出“呼气”和“吸气”现象。这类现象的影响因素主要包括:采空区煤柱、遗煤及导气裂隙带内邻近煤岩层的补充瓦斯、外部惰性气体的注入、地面大气压、通风系统变化、密闭质量,采空区疏放水过程中的“水气置换”以及邻近采空区上覆岩层间的离层裂缝。


  煤矿封闭采空区“呼吸”现象的特征表明密闭内外压差受采空区内气体状态和地面大气参数的共同制约,地面大气参数波动是导致“呼吸”现象产生的根本原因。


  为了安全、高效地释放采空区瓦斯,有效、便捷地解决因采空区“呼吸”现象而导致密闭外侧瓦斯超限问题,矿大(北京)聂百胜团队设计了封闭采空区瓦斯释放自动监测调控系统。该系统主要由监测信号采集子系统,现场自动控制子系统和管道抑爆子系统组成。系统硬件设备主要包括PLC控制箱、电动阀门、矿用低体积分数瓦斯传感器等。


封闭采空区瓦斯自动释放监测调控系统原理


现场安装示意


  PLC控制箱主要实现对电动阀门开度的控制,进而实现对管道流量以及瓦斯释放区域瓦斯体积分数的控制。PLC控制箱内置三相1 140转380V变压器、三菱PLC模块。变压器的功能是从井下三相1 140 V配电点取电,并输出380V三相电,为电动阀门执行器提供动力。PLC模块的功能是接收管道差压和瓦斯体积分数监测信号,运行控制程序,给电动阀门传送阀门开度指令,并接收阀门开度的反馈信号。


论文链接
  责任编辑:宫在芹
今日专家

男,1965年11月6日生,山西五台人,中国共产党十六大、十八大、十九大...

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