CN103046957A - 矿井快速安装抢险排水自动化检测控制与组织指挥系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种矿井快速安装抢险排水自动化检测控制与组织指挥系统，其可以实现矿井突发水灾事故时用于快速安装抢险排水，也可以实现井下局部地区突发水灾事故时快速安装抢险排水系统的功能；该系统包括自动化检测控制和组织指挥系统两部分，自动化检测控制系统通过传感器检测水位、水流动压、流量、温度、电机电流、电压、光纤传输、数据采集与处理、数据反馈与控制；组织指挥系统包括光纤无源井上下双向语音通讯系统、数据同步录音系统、水位监测、瓦斯监测、温度监测及发火预警、电缆热点预警监测、图像采集与传输、图像显示与数据处理；两部分信息共用一套传输光纤，可以监测现场环境及设备运行基础参数，为抢险指挥提供科学依据。

Description

矿井快速安装抢险排水自动化检测控制与组织指挥系统

技术领域

本发明涉及一种矿井抢险排水系统的自动化检测控制系统与组织抢险指挥系统，尤其是涉及一种矿井突发水灾事故时用于抢险排水时的自动化检测控制系统和组织抢险指挥系统。 

背景技术

矿井正常排水系统和传统的抢险排水系统采用的是高扬程、大功率、设备笨重的一次排至地面的系统，目前，矿井正常排水系统已经采用了自动化控制技术，而且取得了成功。矿井快速安装抢险排水系统采用的是低扬程、小功率、重量轻的多设备接力排水系统，设备之间的自动化顺序控制与检测非常必要，因此，科学合理的及时开启、停止水泵运行，对加快抢险进度，最大限度地缩短抢险时间具有重要的现实意义。 

矿井抢险排水组织指挥系统是整个抢险排水事故处理的中枢，该系统彻底摒弃了原来的人工汇报、电话询问等落后的通讯指挥系统，采用了现代化的传感器检测、光纤传输、无源通讯、数据及图像处理技术，及时监测井下现场环境变化，实现了数据采集准确、分析判断正确、组织指挥科学的事故处理新模式，为抢险指挥部提供了科学、准确的现场信息。 

发明内容

本发明的目的是在总结原有抢险排水设备检测控制和组织指挥模式的基础上，通过将安装困难、设备庞大的井下直接排至地面的排水系统小型化、分散化、轻型化处理，实现接力排水系统的自动化检测与控制，利用共用光纤传输系统，将传感器采集到的水位、温度、瓦斯等参数分析，得出正确的指挥决策，通过双向语音传输系统将命令下达到抢险一线。 

该系统所要解决的技术问题是快速安装排水系统的自动化检测与控制、水位、温度、瓦斯等参数的无源检测与数据传输。 

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的矿井快速安装抢险排水自动化检测控制与组织指挥系统，其包括：一个具有矿井快速安装抢险排水自动化检测控制与组织指挥系统，该系统既可以在矿井突发水灾事故时用于排水系统的自动化检测控制与组织抢险指挥，又可以用于矿井正常生产时排水系统的自动化检测控制和生产调度指挥；一个具有适用于矿井快速安装抢险排水系统自动化检测控制，该系统包括水位传感器、水流动压传感器、流量传感器、温度传感器、电流互感器、电压互感器、光纤 传输系统、数据采集与处理系统硬件与软件、数据反馈与控制回路等；一个具有矿井快速安装抢险排水组织指挥系统，该系统包括光纤无源井上下双向语音通讯系统、数据同步录音系统、光纤水位信息监测装置、光纤无源瓦斯监测装置、光纤无源温度监测及发火预警装置、光纤无源电缆热点预警监测装置、图像采集与传输系统、图像显示与数据处理。 

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术措施进一步实现： 

前述的矿井快速安装抢险排水系统自动化检测控制与组织抢险指挥系统，既可以在矿井突发水灾事故时用于排水系统的自动化检测控制与组织抢险指挥，又可以用于矿井正常生产时排水系统的自动化检测控制和生产调度指挥； 

前述的一个具有适用于矿井快速安装抢险排水系统自动化检测控制，该系统包括水位传感器、水流动压传感器、流量传感器、温度传感器、电流互感器、电压互感器、光纤传输系统、数据采集与处理系统硬件与软件、数据反馈与控制回路； 

前述的一个具有矿井快速安装抢险排水组织指挥系统，该系统包括光纤无源井上下双向语音通讯系统、数据同步录音系统、光纤水位信息监测装置、光纤无源瓦斯监测装置、光纤无源温度监测及发火预警装置、光纤无源电缆热点预警监测装置、图像采集与传输系统、图像显示与数据处理软件等，上述传感器也可以采用有源检测、总线传输方式实现数据采集与处理。 

当矿井需要抢险排水时，固定安装在专用卡车上的所有供电与控制系统和安装在抢险指挥车上的数据采集与图像处理、通讯设备快速集结到井口并按顺序排列，根据矿井深度、斜井坡度等基本参数，计算出需要电泵数量、固定位置，用凿井稳车牵引水泵、动力电缆、控制电缆、传输光纤等运到指定位置固定，第一级潜水电泵固定在水面以下20米处，水面以上5m处位置安装水位、温度、瓦斯传感器和语音双向通话话筒、摄像装置，通过光纤将采集数据上传至指挥车数据采集与处理系统，并通过屏幕显示，所有采集数据设定报警限值，采集的数据为现场指挥人员提供科学决策的依据。 

接力排水系统的每一台泵均安装有电压、电流、温度传感器，实时监测设备运转工况；自第二台水泵开始，后面的每台水泵在圆形异径外壳上安装水流动压传感器，当第一台水泵启动，水流至第二台泵时，检测到压力变化的水流动压传感器将信号传输至电气控制系统或配合上一级水泵启动时间达到规定值时，第二台泵自动启动，后续水泵据此原理实现自动化顺序启动；在每一台泵的出水口和地面管道出水口安装流量传感器，比较各个潜水电泵排出流量值，分析判断管路是否有漏水现象或水泵是否存在问题。 

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点： 

本发明提供了一种全新的矿井快速安装抢险排水系统的自动化检测控制与组织抢险指挥系统新思路，该系统将矿井原来的大型直排抢险系统模式改变为 接力式小型化排水系统模式，实现了接力水泵的自动化顺序启动，通过实时监测抢险现场的周围环境数据和设备运行工况，对于科学合理的制订抢险方案提供了理论依据；该系统的应用实现了矿井快速安装抢险排水系统监测监控自动化和指挥系统的现代化，是一项技术与工艺创新，缩短了抢险排水时间，保证了指挥决策命令的正确；该新型自动化顺序控制系统和抢险组织指挥系统具有安装速度快、数据采集准确、系统操作简便、自动化程度高、监测手段齐全、预防与处理事故及时等优点。 

本发明矿井快速安装抢险排水自动化检测控制与组织指挥系统特别适用于地质条件复杂、周围环境恶劣、涌水量大、涌水量不稳定、具有突水隐患或各种水灾引发的透水事故的矿井。 

附图说明

图1是本发明矿井快速安装抢险排水自动化检测控制与组织指挥系统示意图。图中序号1是矿井抢险排水自动检测控制系统；图中序号2是矿井抢险排水组织指挥系统；图中序号3是信号传输光缆；图中序号4是指挥系统专用车；图中序号5是电控及设备检测系统专用车；图中序号6是凿井稳车；图中序号7是动力电缆与信号监测线；图中序号8是与车盘一体的潜水电泵；图中序号9是钢丝绳；图中序号10是瓦斯、水位、温度等传感器。 

具体实施方式

请参阅图1所示，是本发明矿井快速安装抢险排水自动化检测控制与组织指挥系统示意图。本发明具有一个矿井快速安装抢险排水自动化检测控制与组织指挥系统(1)；一个具有适用于矿井快速安装抢险排水系统的自动化检测控制(2)；一个具有矿井快速安装抢险排水组织指挥系统(3)。 

矿井快速安装抢险排水自动化检测控制与组织指挥系统(1)既可以在矿井突发水灾事故时用于排水系统的自动化检测控制与组织抢险指挥，又可以用于矿井正常生产时排水系统的自动化检测控制和生产调度指挥； 

矿井快速安装抢险排水系统的自动化检测控制(2)包括水位传感器、水流动压传感器、流量传感器、温度传感器、电流互感器、电压互感器、光纤传输系统、数据采集与处理系统硬件与软件、数据反馈与控制回路等； 

矿井快速安装抢险排水组织指挥系统(3)包括光纤无源井上下双向语音通讯系统、数据同步录音系统、光纤水位信息监测装置、光纤无源瓦斯监测装置、光纤无源温度监测及发火预警装置、光纤无源电缆热点预警监测装置、图像采集与传输系统、图像显示与数据处理。 

工作原理：当矿井需要抢险排水时，根据矿井深度、斜井坡度等基本参数，计算出需要电泵数量、固定位置，将水泵、动力电缆、控制电缆、传输光纤等运输到指定位置固定，第一级潜水电泵固定在水面以下20米处，水面以上5m处位置安装水位、温度、瓦斯传感器和语音双向通话话筒、摄像装置，通过光纤将采集数据上传至指挥车数据采集与处理系统，并通过屏幕显示，所有采集数据设定报警限值，采集的数据为现场指挥人员提供科学决策的依据。 

接力排水系统的每一台泵均安装有电压、电流、温度传感器，实时监测设备运转工况；自第二台水泵开始，后面的每台水泵在圆形异径外壳上安装水流动压传感器，当第一台水泵启动，水流至第二台泵时，检测到压力变化的水流动压传感器将信号传输至电气控制系统或配合上一级水泵启动时间达到规定值时，第二台泵自动启动，后续水泵据此原理实现自动化顺序启动；在每一台泵的出水口和地面管道出水口安装流量传感器，比较各个潜水电泵排出流量值，分析判断管路是否有漏水现象或水泵是否存在问题。 

Claims (4)

1.一种适用于矿井快速安装抢险排水自动化检测控制与组织指挥系统，其特征在于其包括：

一个具有矿井快速安装抢险排水自动化检测控制与组织指挥系统(1)，该系统既可以在矿井突发水灾事故时用于排水系统的自动化检测控制与组织抢险指挥，又可以用于矿井正常生产时排水系统的自动化检测控制和生产调度指挥；

一个具有适用于矿井快速安装抢险排水系统的自动化检测控制(2)，该系统包括水位传感器、水流动压传感器、流量传感器、温度传感器、电流互感器、电压互感器、光纤传输系统、数据采集与处理系统硬件与软件、数据反馈与控制回路等；

一个具有矿井快速安装抢险排水组织指挥系统(3)，该系统包括光纤无源井上下双向语音通讯系统、数据同步录音系统、光纤水位信息监测装置、光纤无源瓦斯监测装置、光纤无源温度监测及发火预警装置、光纤无源电缆热点预警监测装置、图像采集与传输系统、图像显示与数据处理软件等。

2.根据权利要求1所述的矿井快速安装抢险排水自动化检测控制与组织指挥系统(1)，该系统既可以在矿井突发水灾事故时用于排水系统的自动化检测控制与组织抢险指挥，又可以用于矿井正常生产时排水系统的自动化检测控制和生产调度指挥。

3.根据权利要求1所述的适用于矿井快速安装抢险排水系统的自动化检测控制(2)，该系统包括水位传感器、水流动压传感器、流量传感器、温度传感器、电流互感器、电压互感器、光纤传输系统、数据采集与处理系统硬件与软件、数据反馈与控制回路。

4.根据权利要求1所述的矿井快速安装抢险排水组织指挥系统(3)，该系统包括光纤无源井上下双向语音通讯系统、数据同步录音系统、光纤水位信息监测装置、光纤无源瓦斯监测装置、光纤无源温度监测及发火预警装置、光纤无源电缆热点预警监测装置、图像采集与传输系统、图像显示与数据处理。 

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