CN113586013B - 瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤层瓦斯抽采钻孔设备技术领域,具体一种瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统与方法。包括瓦斯抽采系统、排水排渣系统以及智能监测控制系统,瓦斯抽采系统包括设置在下向钻孔内的孔内抽采管,孔内抽采管通过导气支管与气路汇集管连通,气路汇集管顶部与导风管连通,导风管与压风主管连接,气路汇集管通过气路连接管与气液分离器连接,气液分离器通过抽采连接管与瓦斯抽采主管连通;所述的排水排渣系统包括设置在下向钻孔内的排水排渣管,下向钻孔的孔口位置设置有钻孔封孔段,排水排渣管深入下向钻孔底部,排水排渣管通过输水支管与输水汇集管连通,输水汇集管通过输水连接管与气液分离器连接,气液分离器底部与放水管路连通。
Description
技术领域
本发明涉及煤层瓦斯抽采钻孔设备技术领域,具体是一种瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统与方法。
背景技术
瓦斯(煤层气)作为煤的伴生产物,不仅是煤矿重大灾害源和大气污染源,更是一种宝贵的清洁能源。目前解决矿井瓦斯问题最普遍、最有效的技术措施是布设钻孔进行瓦斯抽采,在煤炭资源开采前对煤层瓦斯进行合理抽采,不仅能减少环境污染,还能保障煤矿安全生产,同时获得清洁能源,具有“环境、安全、能源”三重效益。
煤层瓦斯抽采钻孔根据不同的倾角方向可分为水平钻孔、上向钻孔和下向钻孔,多数情况下瓦斯抽采钻孔为水平钻孔或上向钻孔,排水排渣较为简单。然而,很多情况下煤矿开采过程也需要进行下向钻孔抽采瓦斯,如条带预抽消突、井巷揭煤穿层钻孔预抽瓦斯、煤层顶板岩巷预抽煤层瓦斯、煤层间岩巷抽采下部煤层瓦斯等。下向钻孔施工时一般采用水力排渣工艺,导致瓦斯抽采过程中很难有效将钻孔内积存的大量水和煤渣排出;另外,煤层和顶底板岩层中多富含水,下向钻孔在瓦斯抽采过程中孔壁周边的水将流入钻孔内,导致钻孔积水。钻孔积水不仅会形成水封效应导致瓦斯运移通道堵塞,大大降低瓦斯抽采效率,还会使钻孔孔壁在长时间的浸泡下发生失稳坍塌,甚至造成整个瓦斯抽采钻孔失效。
目前,针对下向钻孔积水积渣问题,现有的技术措施和设备主要是在钻孔施工结束后利用排水泵或者压风管路直接将孔内积水和煤渣排出,只能作为一种临时的排水排渣方式,不能将整个瓦斯抽采期间钻孔内积水和煤渣有效排出,且不能实现多个钻孔联动控制自动排水排渣;另外,煤矿现场通常采用大量的人力对下向钻孔定期排水排渣,不仅自动化程度低、效果差,还容易造成排水管路的堵塞,而且不能根据实际钻孔积水情况进行有效排水排渣。因此,针对下向瓦斯抽采钻孔易积水、排水排渣困难和现有技术效果差等问题,研制一种可靠、有效的瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统与方法是十分迫切需要的。
发明内容
本发明为了解决瓦斯抽采下向钻孔积水排放设备及排放方法的不足,提供一种瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统与方法。
本发明采取以下技术方案:一种瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统,包括瓦斯抽采系统、排水排渣系统以及智能监测控制系统,所述的瓦斯抽采系统包括设置在下向钻孔内的孔内抽采管,孔内抽采管通过导气支管与气路汇集管连通,气路汇集管顶部与导风管连通,导风管与压风主管连接,气路汇集管通过气路连接管与气液分离器连接,气液分离器通过抽采连接管与瓦斯抽采主管连通;所述的排水排渣系统包括设置在下向钻孔内的排水排渣管,下向钻孔的孔口位置设置有钻孔封孔段,排水排渣管深入下向钻孔底部,排水排渣管通过输水支管与输水汇集管连通,输水汇集管通过输水连接管与气液分离器连接,气液分离器底部与放水管路连通;智能监测控制系统包括设置在下向钻孔内的液位传感器、导风管上安装的矿用电磁阀I、导气支管上安装的矿用电磁阀II、气路连接管上安装的矿用电磁阀III以及抽采连接管上安装的矿用电磁阀IV,液位传感器、矿用电磁阀I、矿用电磁阀II、矿用电磁阀III以及矿用电磁阀IV分别与PLC控制箱信号连接,PLC控制箱与地面监控终端信号连接。
进一步的,孔内抽采管端头处设有布满筛孔的采气接头。
进一步的,排水排渣管端头处设有布满筛孔的滤渣接头。
进一步的,输水连接管上设有滤渣套管。
进一步的,放水管路上设有自动排水阀和水流量计。
进一步的,气液分离器上设置有气压平衡阀。
进一步的,液位传感器位于下向钻孔的中下部,距孔底的斜长距离为孔深的1/3。
一种瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统的使用方法,包括以下步骤。
S100-瓦斯抽采:下向钻孔正常抽采瓦斯时,导气支管、气路连接管和抽采连接管上的矿用电磁阀II、矿用电磁阀III以及矿用电磁阀IV处于打开状态,导风管上的矿用电磁阀I处于关闭状态,此时下向钻孔中的瓦斯流入气路汇集管,然后通过气路连接管汇入气液分离器,在负压作用下经抽采连接管流入瓦斯抽采主管。
S200-冲渣:当下向钻孔内的积水达到液位传感器所在的位置时,液位传感器将下向钻孔中的液位信息传递至PLC控制箱,PLC控制程序将信息进行处理后,进入下向钻孔自动冲渣程序,此时PLC控制程序首先关闭导气支管和抽采连接管上的矿用电磁阀II和矿用电磁阀IV,打开导风管上的矿用电磁阀I,压风主管中的高压气体压入下向钻孔底部,将沉积在下向钻孔底部中的泥渣冲刷起来,以便在进一步的排水排渣过程中将下向钻孔中沉积的泥渣充分排出。
S300-排水排渣:自动冲渣程序结束后,PLC控制程序自动进入下向钻孔排水排渣程序,关闭气路连接管上的矿用电磁阀I,打开导气支管上的矿用电磁阀II,保持导风管上的矿用电磁阀I处于打开状态,抽采连接管上的矿用电磁阀IV处于关闭状态;此时压风主管中的高压气体压入下向钻孔,在下向钻孔中形成正压,将下向钻孔中的泥渣和水排至气液分离器中,此过程中气液分离器上部的气压平衡阀由于气液分离器内部气压增大而打开,以保证下向钻孔中的水和泥渣可以顺利排至气液分离器中,同时使排水排渣过程中进入气液分离器中的空气排出,以防降低瓦斯抽采浓度;当下向钻孔中的水位重新下降到液位传感器以下时,继续进行t时间的排水排渣作业后,关闭导风管上的矿用电磁阀I,打开气路连接管和抽采连接管上的矿用电磁阀III、矿用电磁阀IV,保持导气支管上的矿用电磁阀II处于打开状态,重新进入瓦斯抽采作业;当气液分离器中水位漫过其内部的电极液位控制器时,将气液分离器中汇集的水和泥渣通过放水管路直接排入水沟,当气液分离器中水位下降到电极液位控制器以下时,自动排水阀的开关自动关闭,设在放水管路上的水流量计可实时监测排水流量,反映下向钻孔的积水情况。
S400-监测预警:在整个瓦斯抽采、冲渣和排水排渣过程中,将PLC控制程序处理信息显示在PLC控制箱和地面监控终端,对下向钻孔瓦斯抽采和排水排渣作业状态进行监测控制和异常预警。
步骤S100中,下向钻孔抽采瓦斯过程中,导气支管上安装瓦斯浓度传感器I和瓦斯流量传感器II实时监测下向钻孔中瓦斯的浓度和流量变化,当瓦斯浓度传感器I和瓦斯流量传感器II的数值均超过PLC控制程序中其设定的阈值时(其阈值大小需根据现场试验测定的瓦斯抽采参数而定),说明该下向钻孔没有失效,可正常进行瓦斯抽采作业;当瓦斯浓度传感器I的数值超过其阈值,而瓦斯流量传感器II的数值低于其阈值时,说明该下向钻孔已达瓦斯极限抽采量,此时瓦斯浓度传感器I和瓦斯流量传感器II信息传递至PLC控制箱,PLC控制程序将信息进行处理后,将与该下向钻孔连接的导气支管上的矿用电磁阀II关闭,该下向钻孔不再进行瓦斯抽采作业;当瓦斯浓度传感器I的数值低于其阈值,而瓦斯流量传感器II的数值高于其阈值时,说明该下向钻孔漏风严重,此时PLC控制箱通过PLC控制程序同样先将与该下向钻孔连接的导气支管上的矿用电磁阀II关闭,以防瓦斯抽采系统负压损失和瓦斯抽采浓度降低,然后对该下向钻孔重新进行封孔堵漏。
步骤S300中,,其中,D为下向钻孔直径,L为液位传感器距孔底的斜长距离,Q为排水平均流量,PLC控制程序自动结束排水排渣作业。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明通过液位传感器、瓦斯浓度传感器和瓦斯流量传感器自动感知下向钻孔内的水位变化和瓦斯抽采参数变化,并将PLC控制程序处理信息显示在PLC控制箱和地面监控终端,可实现对下向钻孔瓦斯抽采和排水排渣作业状态的智能监测控制和异常预警;
2、本发明通过气路汇集管和输水汇集管将钻场内多个钻孔并联,对钻场内多个下向钻孔智能抽采瓦斯和排水排渣进行联动控制,实现了下向钻孔抽采瓦斯、排水排渣的集约化和高效化;
3、本发明通过信号传输线分别将PLC控制程序与液位传感器、矿用电磁阀和地面监控终端相连接,PLC控制程序控制各矿用电磁阀开关状态,可实现地面远程控制各个下向钻孔的排水排渣工作。
附图说明
图1是本发明瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统的结构示意图;
图2是本发明瓦斯抽采下向钻孔多孔并联智能抽采排水排渣一体化系统的管路布置图;
图中:1—下向钻孔;2—孔内抽采管;3—排水排渣管;4A—滤渣接头;4B—采气接头;5A—瓦斯浓度传感器I;5B—瓦斯流量传感器II;6—液位传感器;7—钻孔封孔段;8—导气支管;9—输水支管;10A、10B、10C、10D—矿用电磁阀;11—压风主管;12—导风管;13—气路汇集管;14—气路连接管;15—输水汇集管;16—滤渣套管;17—输水连接管;18—瓦斯抽采主管;19—抽采连接管;20—气液分离器;21—自动排水阀;22—放水管路;23—水流量计;24—信号传输线;25—PLC控制箱;26—地面监控终端;27—气压平衡阀。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例;基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1、图2所示,本发明所提供的一种瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣抽采一体化系统,该系统包括瓦斯抽采系统、排水排渣系统和智能监测控制系统。瓦斯抽采系统包括设置在下向钻孔1内的孔内抽采管2,孔内抽采管2通过导气支管8与气路汇集管13连通,气路汇集管13顶部与导风管12连通,导风管12与压风主管11连接,气路汇集管13通过气路连接管14与气液分离器20连接,气液分离器20通过抽采连接管19与瓦斯抽采主管18连通;所述的排水排渣系统包括设置在下向钻孔1内的排水排渣管3,下向钻孔1的孔口位置设置有钻孔封孔段7,排水排渣管3深入下向钻孔1底部,排水排渣管3通过输水支管9与输水汇集管15连通,输水汇集管15通过输水连接管17与气液分离器20连接,气液分离器20底部与放水管路22连通。
智能监测控制系统包括设置在下向钻孔1内的液位传感器6、导风管12上安装的矿用电磁阀I10A、导气支管8上安装的矿用电磁阀II10B、气路连接管14上安装的矿用电磁阀III10C以及抽采连接管19上安装的矿用电磁阀IV10D,液位传感器6、矿用电磁阀I10A、矿用电磁阀II10B、矿用电磁阀III10C以及矿用电磁阀IV10D分别与PLC控制箱25信号连接,PLC控制箱25与地面监控终端26信号连接。
气路汇集管13通过导风管12与压风主管11连接,且气路汇集管13上连接有多根并联的导气支管8;气路连接管14一端与气路汇集管13连接,另一端与气液分离器20上部相连;孔内抽采管2一端插入下向钻孔1内部,且端头处设有布满筛孔的采气接头4B,另一端穿过钻孔封孔段7与导气支管8相连。
排水排渣管3一端插入下向钻孔1底部,且端头处设有布满筛孔的滤渣接头4A,另一端穿过钻孔封孔段7通过输水支管9与输水汇集管15相连;输水汇集管15上连接有多根并联的输水支管9,输水汇集管15通过输水连接管17与气液分离器20上部相连,且输水连接管17上设有滤渣套管16。
气液分离器20上部分别与气路连接管14、输水连接管17和抽采连接管19相连,且气液分离器20上部设有气压平衡阀27,下部设有放水管路22,放水管路22上设有自动排水阀21和水流量计23。
自动排水阀21由电极液位控制器控制其开关状态,当气液分离器20中水位漫过电极液位控制器时,自动排水阀21的开关自动打开,将气液分离器20中汇集的水和泥渣通过放水管路直接排入水沟,当气液分离器20中水位下降到电极液位控制器以下时,自动排水阀21的开关自动关闭。
PLC控制箱25内设有PLC控制程序,通过信号传输线24分别与液位传感6器、矿用电磁阀10A、10B、10C、10D和地面监控终端26相连接,所述地面监控终端26通过信号传输线24接收各个下向钻孔中的积水和瓦斯抽采情况信息,并通过PLC控制程序控制各矿用电磁阀10A、10B、10C、10D开关状态,实现地面远程控制各个下向钻孔1的排水排渣工作和异常报警。
一种瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统的使用方法,包括以下步骤。
S100-瓦斯抽采:下向钻孔1正常抽采瓦斯时,导气支管8、气路连接管14和抽采连接管19上的矿用电磁阀10B、10C、10D处于打开状态,导风管12上的矿用电磁阀10A处于关闭状态,此时下向钻孔1中的瓦斯由采气接头4B、孔内抽采管2经导气支管8上的瓦斯浓度传感器5A和瓦斯流量传感器5B流入气路汇集管13,然后通过气路连接管14汇入气液分离器20,最终在负压作用下经抽采连接管19流入瓦斯抽采主管18;下向钻孔1抽采瓦斯过程中,导气支管8上的瓦斯浓度传感器5A和瓦斯流量传感器5B可实时监测下向钻孔中瓦斯的浓度和流量变化,当瓦斯浓度传感器5A和瓦斯流量传感器5B的数值均超过PLC控制程序中其设定的阈值时,说明该下向钻孔1没有失效,可正常进行瓦斯抽采作业;当瓦斯浓度传感器5A的数值超过其阈值,而瓦斯流量传感器5B的数值低于其阈值时,说明该下向钻孔已达瓦斯极限抽采量,此时瓦斯浓度传感器5A和瓦斯流量传感器5B信息传递至PLC控制箱25,PLC控制程序将信息进行处理后,将与该下向钻孔1连接的导气支管上8的矿用电磁阀10B关闭,该下向钻孔不再进行瓦斯抽采作业;当瓦斯浓度传感器5A的数值低于其阈值,而瓦斯流量传感器5B的数值超过其阈值时,说明该下向钻孔漏风严重,此时PLC控制箱25通过PLC控制程序同样先将与该下向钻孔1连接的导气支管8上的矿用电磁阀10B关闭,以防瓦斯抽采系统负压损失和瓦斯抽采浓度降低,然后对该下向钻孔1重新进行封孔堵漏。
S200-冲渣:液位传感器6位于下向钻孔1的中下部,距孔底的斜长距离为孔深的1/3。当下向钻孔1内的积水达到液位传感器6所在的位置时,液位传感器6通过信号传输线24将下向钻孔1中的液位信息传递至PLC控制箱25,PLC控制程序将信息进行处理后,进入下向钻孔1自动冲渣程序,此时PLC控制程序首先关闭导气支管8和抽采连接管19上的矿用电磁阀10B、10D,打开导风管12上的矿用电磁阀10A,压风主管11中的高压气体通过导风管12、气路汇集管13、气路连接管14、气液分离器20、输水连接管17、输水汇集管15、输水支管9、排水排渣管3、滤渣接头4A压入下向钻孔1底部,将沉积在下向钻孔1底部中的泥渣冲刷起来,以便在进一步的排水排渣过程中将下向钻孔中沉积的泥渣充分排出。
S300-排水排渣:自动冲渣程序结束后,PLC控制程序自动进入下向钻孔1排水排渣程序,关闭气路连接管14上的矿用电磁阀10C,打开导气支管8上的矿用电磁阀10B,保持导风管12上的矿用电磁阀10A处于打开状态,抽采连接管19上的矿用电磁阀10D处于关闭状态;此时压风主管11中的高压气体通过导风管12、气路汇集管13、导气支管8、孔内抽采管2、采气接头4B压入下向钻孔1,在下向钻孔1中形成正压,将下向钻孔中1的泥渣和水通过滤渣接头4A、排水排渣管3、输水支管9、输水汇集管15、输水连接管17、滤渣套管16排至气液分离器20中,此过程中气液分离器20上部的气压平衡阀27由于气液分离器20内部气压增大而打开,以保证下向钻孔1中的水和泥渣可以顺利排至气液分离器20中,同时使排水排渣过程中进入气液分离器20中的空气排出,以防降低瓦斯抽采浓度;当下向钻孔中的水位重新下降到液位传感器6以下时,继续进行(其中,D为下向钻孔直径,L为液位传感器距孔底的斜长距离,Q为排水平均流量)时间的排水排渣作业后,PLC控制程序自动结束排水排渣作业,关闭导风管12上的矿用电磁阀10A,打开气路连接管14和抽采连接管19上的矿用电磁阀10C、10D,保持导气支管8上的矿用电磁阀10B处于打开状态,重新进入瓦斯抽采作业;当气液分离器20中水位漫过电极液位控制器时,自动排水阀21的开关自动打开,将气液分离器20中汇集的水和泥渣通过放水管路22直接排入水沟,当气液分离器20中水位下降到电极液位控制器以下时,自动排水阀21的开关自动关闭,设在放水管路22上的水流量23计可实时监测排水流量,反映下向钻孔1的积水情况;
S400-监测预警:在整个瓦斯抽采、冲渣和排水排渣过程中,将PLC控制程序处理信息显示在PLC控制箱25和地面监控终端26,对下向钻孔瓦斯抽采和排水排渣作业状态进行监测控制和异常预警。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统,其特征在于:包括瓦斯抽采系统、排水排渣系统以及智能监测控制系统,所述的瓦斯抽采系统包括设置在下向钻孔(1)内的孔内抽采管(2),孔内抽采管(2)通过导气支管(8)与气路汇集管(13)连通,气路汇集管(13)顶部与导风管(12)连通,导风管(12)与压风主管(11)连接,气路汇集管(13)通过气路连接管(14)与气液分离器(20)连接,气液分离器(20)通过抽采连接管(19)与瓦斯抽采主管(18)连通;所述的排水排渣系统包括设置在下向钻孔(1)内的排水排渣管(3),下向钻孔(1)的孔口位置设置有钻孔封孔段(7),排水排渣管(3)深入下向钻孔(1)底部,排水排渣管(3)通过输水支管(9)与输水汇集管(15)连通,输水汇集管(15)通过输水连接管(17)与气液分离器(20)连接,气液分离器(20)底部与放水管路(22)连通;智能监测控制系统包括设置在下向钻孔(1)内的液位传感器(6)、导风管(12)上安装的矿用电磁阀Ⅰ(10A)、导气支管(8)上安装的矿用电磁阀Ⅱ(10B)、气路连接管(14)上安装的矿用电磁阀Ⅲ(10C)以及抽采连接管(19)上安装的矿用电磁阀Ⅳ(10D),液位传感器(6)、矿用电磁阀Ⅰ(10A)、矿用电磁阀Ⅱ(10B)、矿用电磁阀Ⅲ(10C)以及矿用电磁阀Ⅳ(10D)分别与PLC控制箱(25)信号连接,PLC控制箱(25)与地面监控终端(26)信号连接;
所述的放水管路(22)上设有自动排水阀(21)和水流量计(23);
所述的气液分离器(20)上设置有气压平衡阀(27);
其使用方法包括以下步骤,
S100-瓦斯抽采:下向钻孔(1)正常抽采瓦斯时,导气支管(8)、气路连接管(14)和抽采连接管(19)上的矿用电磁阀Ⅱ(10B)、矿用电磁阀Ⅲ(10C)以及矿用电磁阀Ⅳ(10D)处于打开状态,导风管(12)上的矿用电磁阀Ⅰ(10A)处于关闭状态,此时下向钻孔(1)中的瓦斯流入气路汇集管(13),然后通过气路连接管(14)汇入气液分离器(20),在负压作用下经抽采连接管(19)流入瓦斯抽采主管(18);所述的步骤S100中,下向钻孔(1)抽采瓦斯过程中,导气支管上安装瓦斯浓度传感器Ⅰ(5A)和瓦斯流量传感器Ⅱ(5B)实时监测下向钻孔中瓦斯的浓度和流量变化,当瓦斯浓度传感器Ⅰ(5A)和瓦斯流量传感器Ⅱ(5B)的数值均超过PLC控制程序中其设定的阈值时,说明该下向钻孔(1)没有失效,可正常进行瓦斯抽采作业;当瓦斯浓度传感器Ⅰ(5A)的数值超过其阈值,而瓦斯流量传感器Ⅱ(5B)的数值低于其阈值时,说明该下向钻孔已达瓦斯极限抽采量,此时瓦斯浓度传感器Ⅰ(5A)和瓦斯流量传感器Ⅱ(5B)信息传递至PLC控制箱(25),PLC控制程序将信息进行处理后,将与该下向钻孔(1)连接的导气支管上(8)的矿用电磁阀Ⅱ(10B)关闭,该下向钻孔不再进行瓦斯抽采作业;当瓦斯浓度传感器Ⅰ(5A)的数值低于其阈值,而瓦斯流量传感器Ⅱ(5B)的数值超过其阈值时,说明该下向钻孔漏风严重,此时PLC控制箱(25)通过PLC控制程序同样先将与该下向钻孔(1)连接的导气支管(8)上的矿用电磁阀Ⅱ(10B)关闭,以防瓦斯抽采系统负压损失和瓦斯抽采浓度降低,然后对该下向钻孔(1)重新进行封孔堵漏;
S200-冲渣:当下向钻孔(1)内的积水达到液位传感器(6)所在的位置时,液位传感器(6)将下向钻孔(1)中的液位信息传递至PLC控制箱(25),PLC控制程序将信息进行处理后,进入下向钻孔(1)自动冲渣程序,此时PLC控制程序首先关闭导气支管(8)和抽采连接管(19)上的矿用电磁阀Ⅱ(10B)和矿用电磁阀Ⅳ(10D),打开导风管(12)上的矿用电磁阀Ⅰ(10A),压风主管(11)中的高压气体压入下向钻孔(1)底部,将沉积在下向钻孔(1)底部中的泥渣冲刷起来,以便在进一步的排水排渣过程中将下向钻孔中沉积的泥渣充分排出;
S300-排水排渣:自动冲渣程序结束后,PLC控制程序自动进入下向钻孔(1)排水排渣程序,关闭气路连接管(14)上的矿用电磁阀Ⅲ(10C),打开导气支管(8)上的矿用电磁阀Ⅱ(10B),保持导风管(12)上的矿用电磁阀Ⅰ(10A)处于打开状态,抽采连接管(19)上的矿用电磁阀Ⅳ(10D)处于关闭状态;此时压风主管(11)中的高压气体压入下向钻孔(1),在下向钻孔(1)中形成正压,将下向钻孔中(1)的泥渣和水排至气液分离器(20)中,此过程中气液分离器(20)上部的气压平衡阀(27)由于气液分离器(20)内部气压增大而打开,以保证下向钻孔(1)中的水和泥渣可以顺利排至气液分离器(20)中,同时使排水排渣过程中进入气液分离器(20)中的空气排出,以防降低瓦斯抽采浓度;当下向钻孔中的水位重新下降到液位传感器(6)以下时,继续进行t时间的排水排渣作业后,关闭导风管(12)上的矿用电磁阀Ⅰ(10A),打开气路连接管(14)和抽采连接管(19)上的矿用电磁阀Ⅲ(10C)、矿用电磁阀Ⅳ(10D),保持导气支管(8)上的矿用电磁阀Ⅱ(10B)处于打开状态,重新进入瓦斯抽采作业;当气液分离器(20)中水位漫过其内部的电极液位控制器时,将气液分离器(20)中汇集的水和泥渣通过放水管路(22)直接排入水沟,当气液分离器(20)中水位下降到电极液位控制器以下时,自动排水阀(21)的开关自动关闭,设在放水管路(22)上的水流量计(23)可实时监测排水流量,反映下向钻孔(1)的积水情况;
S400-监测预警:在整个瓦斯抽采、冲渣和排水排渣过程中,将PLC控制程序处理信息显示在PLC控制箱(25)和地面监控终端(26),对下向钻孔瓦斯抽采和排水排渣作业状态进行监测控制和异常预警。
2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统,其特征在于:所述的孔内抽采管(2)端头处设有布满筛孔的采气接头(4B)。
3.根据权利要求2所述的瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统,其特征在于:所述的排水排渣管(3)端头处设有布满筛孔的滤渣接头(4A)。
4.根据权利要求3所述的瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统,其特征在于:所述的输水连接管(17)上设有滤渣套管(16)。
5.根据权利要求4所述的瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统,其特征在于:所述的液位传感器(6)位于下向钻孔(1)的中下部,距孔底的斜长距离为孔深的1/3。
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