CN114033467A - 一种基于网络串级控制的矿下通风控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于网络串级控制的矿下通风控制系统，包括：抽气管路一端与抽气机连通，另一端分为三条抽气管支路，三条支管分别在上、中、下层；三条抽气管支路中均设有通断控制阀；通风管一端与鼓风机连通，另一端伸入矿道在矿道中铺设；温湿度传感器设置于通风管中；主控制回路的输入端与抽气机连通，用于获取抽气机抽取的气体，根据气体中瓦斯浓度产生主控制信号；副控制回路的信号输入端分别与抽气机、鼓风机、主控制回路的信号输出端连接，副控制回路的信号输出端与风机转速阀、通断控制阀、加湿机、制冷机连接；风机转速阀与抽气机、鼓风机连接。本发明将抽气管路、送风管路进行三层铺设，可以精确的对矿道中气体流通的控制。

Description

一种基于网络串级控制的矿下通风控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及矿下通风控制技术领域，具体涉及一种基于网络串级控制的矿下通风控制系统及控制方法。

背景技术

我国是煤矿开采的大国，矿下的环境十分恶劣，生产过程比较复杂，工人开采煤矿时存在大量的安全隐患，矿下有害气体和瓦斯浓度过高引发爆炸等造成的伤亡几乎每年都有发生。为了安全有效的开采，矿下及时通风以及实时监测气体对于预防煤矿事故的发生有着重大的意义。

一般的通风控制系统难以对抗矿下的复杂环境，而矿下需要一种抗干扰能力强的通风系统来保障足够的通风来避免瓦斯或其他有害气体浓度过高导致的人员伤亡。传统通风系统不能根据矿下瓦斯浓度来合理的输送空气，并且仅有鼓风机进行通风，没有抽气机配合使用。因此为了保证工人可以安全的进行开采煤矿，需要设计一种可以分层精确控制通风系统。

发明内容

本发明提供了一种基于网络串级控制的矿下通风控制系统及控制方法，以解决现有技术中对矿下环境控制精确性低的问题。

本发明提供了一种基于网络串级控制的矿下通风控制系统，包括：抽气管路、抽气机、送风管路、鼓风机、加湿机、制冷机、温湿度传感器、风机转速阀、主控制回路、副控制回路，主控制回路与副控制回路构成串级回路；

所述抽气管路一端与所述抽气机连通，另一端分为三条抽气管支路，一条所述抽气管支路铺设于矿道上层，第二条抽气管支路铺设于矿道中层，第三条抽气管支路铺设于矿道下层；三条所述抽气管支路中均设有通断控制阀；所述通风管一端与所述鼓风机连通，另一端伸入所述矿道在矿道中铺设；所述温湿度传感器设置于所述通风管中；所述主控制回路的输入端与所述抽气机连通，用于获取抽气机抽取的气体，根据气体中瓦斯浓度产生主控制信号；所述副控制回路的信号输入端分别与所述抽气机、鼓风机、主控制回路的信号输出端连接，所述副控制回路的信号输出端与所述风机转速阀、通断控制阀、加湿机、制冷机连接；所述风机转速阀与所述抽气机、鼓风机连接。

进一步地，所述通风管路在矿道中的一端分为三条通风管支路，一条所述通风管支路铺设于矿道上层，第二条通风管支路铺设于矿道中层，第三条通风管支路铺设于矿道下层；三条所述通风管支路中均设有通断控制阀。

进一步地，所述主控制回路包括：瓦斯监测仪、主控制器；

所述瓦斯监测仪与所述抽气机连通；所述主控制器分别与所述瓦斯监测器、副控制回路的信号输入端连接。

进一步地，所述副控制回路包括：副传感器、副控制器；

所述副传感器与所述抽气机、鼓风机、副控制器连接；所述副控制器与所述风机转速阀、通断控制阀、加湿机、制冷机连接。

本发明还提供了一种基于网络串级控制的矿下通风控制系统的控制方法，包括：

在对瓦斯浓度进行降低时，根据控制信号对抽气管支管中的通断控制阀进行控制；

在对瓦斯浓度进行监测时，通过抽气管支管中的通断控制阀控制抽气管支管以上、中、下依次循环导通的方式导通；瓦斯监测仪依次获取上、中、下三层抽气管支管气体中瓦斯浓度；

当仅上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度时，通过控制风机转速阀使抽气机、鼓风机低功率运行；

当仅上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度，中层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度一半时，过控制风机转速阀使抽气机、鼓风机半功率运行；

当上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度，中层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度一半，下层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度四分之一半时，过控制风机转速阀使抽气机、鼓风机全功率运行。

进一步地，在对瓦斯浓度进行降低时，还包括：根据控制信号对送风管支管中的通断控制阀进行控制；

当仅上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度时，还包括，通过送风管支管中的通断控制阀、抽气管支管中的通断控制阀，导通上层送风管支管，导通中层抽气管支管；

当仅上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度，中层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度一半时，还包括，通过送风管支管中的通断控制阀、抽气管支管中的通断控制阀，导通中层送风管支管，导通上层抽气管支管；

当上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度，中层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度一半，下层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度四分之一半时，还包括，通过送风管支管中的通断控制阀、抽气管支管中的通断控制阀，导通下层送风管支管，导通上层抽气管支管。

本发明的有益效果：

本发明的通过主控制回路和副控制回路构成串级控制回路，可以在控制回路上提高控制进度。本发明在矿道中，将抽气管路、送风管路进行三层铺设，可以精确的对矿道中气体流通的控制。本发明根据不同层的瓦斯浓度给与抽气机、送风机不同的工作功率，可以在有效控制瓦斯的前提下，降低能耗。本发明根据不同层的瓦斯浓度，通过管路支管的通断状况，配合抽气机、送风机功率输出，合理利用气体、气体流动特性，在降低能耗的前提下，还能有效提高瓦斯控制速度。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明具体实施例的结构示意图。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，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，本领域技术人员在没有作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。

本发明实施例提供一种基于网络串级控制的矿下通风控制系统，包括：抽气管路10、抽气机6、送风管路11、鼓风机7、加湿机9、制冷机8、温湿度传感器12、风机转速阀5、主控制回路、副控制回路，主控制回路与副控制回路构成串级回路；

抽气管路一端与抽气机连通，另一端分为三条抽气管支路，一条抽气管支路101铺设于矿道上层，第二条抽气管支路102铺设于矿道中层，第三条抽气管支路103铺设于矿道下层；三条抽气管支路中均设有通断控制阀；通风管一端与鼓风机连通，另一端伸入矿道在矿道中铺设；温湿度传感器12设置于通风管中；主控制回路的输入端与抽气机6连通，用于获取抽气机6抽取的气体，根据气体中瓦斯浓度产生主控制信号；副控制回路的信号输入端分别与抽气机6、鼓风机7、主控制回路的信号输出端连接，副控制回路的信号输出端与风机转速阀5、通断控制阀、加湿机9、制冷机8连接；风机转速阀5与抽气机6、鼓风机7连接。

通风管路在矿道中的一端分为三条通风管支路，一条通风管支路111铺设于矿道上层，第二条通风管支路112铺设于矿道中层，第三条通风管支路113铺设于矿道下层；三条通风管支路中均设有通断控制阀。

主控制回路包括：瓦斯监测仪3、主控制器1；

瓦斯监测仪3与抽气机6连通；主控制器1分别与瓦斯监测器3、副控制回路的信号输入端连接。

副控制回路包括：副传感器4、副控制器2；

副传感器4与抽气机6、鼓风机7、副控制器2连接；副控制器2与风机转速阀5、通断控制阀、加湿机9、制冷机8连接。

本发明还提供了一种基于网络串级控制的矿下通风控制系统的控制方法，包括：

在对瓦斯浓度进行降低时，根据控制信号对抽气管支管中的通断控制阀进行控制，根据控制信号对送风管支管中的通断控制阀进行控制；

在对瓦斯浓度进行监测时，通过抽气管支管中的通断控制阀控制抽气管支管以上、中、下依次循环导通的方式导通；瓦斯监测仪依次获取上、中、下三层抽气管支管气体中瓦斯浓度；

当仅上层抽气管支管101中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度0.2％时，通过控制风机转速阀5使抽气机6、鼓风机7低功率20％运行；通过送风管支管中的通断控制阀、抽气管支管中的通断控制阀，导通上层送风管支管，导通中层抽气管支管；

当仅上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度1.6％，中层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度一半时，过控制风机转速阀使抽气机、鼓风机50％功率运行；通过送风管支管中的通断控制阀、抽气管支管中的通断控制阀，导通中层送风管支管，导通上层抽气管支管；

当上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度，中层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度一半，下层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度四分之一半时，过控制风机转速阀使抽气机、鼓风机全功率100％运行；通过送风管支管中的通断控制阀、抽气管支管中的通断控制阀，导通下层送风管支管，导通上层抽气管支管。

同样，本发明还可以根据不同层的温湿度，对矿道温湿度进行准确调节；

抽气管支管中的温湿度传感器会获取当前层的温湿度，当不满足设置温度26摄氏度和/或湿度40％时，启动制冷机和/或加湿机，导通当前层的送风管支管，通过送风机结合加湿机和/或制冷机对该层进行温湿度调整至温度低于20摄氏度和/或湿度高于40％。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (6)

1.一种基于网络串级控制的矿下通风控制系统，其特征在于，包括：抽气管路、抽气机、送风管路、鼓风机、加湿机、制冷机、温湿度传感器、风机转速阀、主控制回路、副控制回路，主控制回路与副控制回路构成串级回路；

所述抽气管路一端与所述抽气机连通，另一端分为三条抽气管支路，一条所述抽气管支路铺设于矿道上层，第二条抽气管支路铺设于矿道中层，第三条抽气管支路铺设于矿道下层；三条所述抽气管支路中均设有通断控制阀；所述通风管一端与所述鼓风机连通，另一端伸入所述矿道在矿道中铺设；所述温湿度传感器设置于所述通风管中；所述主控制回路的输入端与所述抽气机连通，用于获取抽气机抽取的气体，根据气体中瓦斯浓度产生主控制信号；所述副控制回路的信号输入端分别与所述抽气机、鼓风机、主控制回路的信号输出端连接，所述副控制回路的信号输出端与所述风机转速阀、通断控制阀、加湿机、制冷机连接；所述风机转速阀与所述抽气机、鼓风机连接。

2.如权利要求1所述的基于网络串级控制的矿下通风控制系统，其特征在于，所述通风管路在矿道中的一端分为三条通风管支路，一条所述通风管支路铺设于矿道上层，第二条通风管支路铺设于矿道中层，第三条通风管支路铺设于矿道下层；三条所述通风管支路中均设有通断控制阀。

3.如权利要求1所述的基于网络串级控制的矿下通风控制系统，其特征在于，所述主控制回路包括：瓦斯监测仪、主控制器；

所述瓦斯监测仪与所述抽气机连通；所述主控制器分别与所述瓦斯监测器、副控制回路的信号输入端连接。

4.如权利要求1所述的基于网络串级控制的矿下通风控制系统，其特征在于，所述副控制回路包括：副传感器、副控制器；

所述副传感器与所述抽气机、鼓风机、副控制器连接；所述副控制器与所述风机转速阀、通断控制阀、加湿机、制冷机连接。

5.一种基于网络串级控制的矿下通风控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

在对瓦斯浓度进行降低时，根据控制信号对抽气管支管中的通断控制阀进行控制；

在对瓦斯浓度进行监测时，通过抽气管支管中的通断控制阀控制抽气管支管以上、中、下依次循环导通的方式导通；瓦斯监测仪依次获取上、中、下三层抽气管支管气体中瓦斯浓度；

当仅上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度时，通过控制风机转速阀使抽气机、鼓风机低功率运行；

当仅上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度，中层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度一半时，过控制风机转速阀使抽气机、鼓风机半功率运行；

当上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度，中层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度一半，下层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度四分之一半时，过控制风机转速阀使抽气机、鼓风机全功率运行。

6.如权利要求5所述的基于网络串级控制的矿下通风控制系统的控制方法，其特征在于，在对瓦斯浓度进行降低时，还包括：根据控制信号对送风管支管中的通断控制阀进行控制；

当仅上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度时，还包括，通过送风管支管中的通断控制阀、抽气管支管中的通断控制阀，导通上层送风管支管，导通中层抽气管支管；

当仅上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度，中层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度一半时，还包括，通过送风管支管中的通断控制阀、抽气管支管中的通断控制阀，导通中层送风管支管，导通上层抽气管支管；

当上层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度，中层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度一半，下层抽气管支管中的瓦斯浓度大于预设瓦斯危险浓度四分之一半时，还包括，通过送风管支管中的通断控制阀、抽气管支管中的通断控制阀，导通下层送风管支管，导通上层抽气管支管。

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