CN216342317U - 一种煤矿井排水系统集成控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种煤矿井排水系统集成控制装置，包括检测模块、控制模块和排水模块；排水模块包括集水槽、引流组件和排水组件，引流组件铺设于煤矿井道内并接入集水槽，排水组件与所述集水槽连接，排水组件抽取所述集水槽内的积水，排水组件的排水端引出煤矿井；检测模块包括设置于集水槽内的水位传感器，水位传感器用于检测集水槽内的水位高度；控制模块分别与检测模块和排水模块电性连接，控制模块用于接收检测模块发出的水位信息，并反馈控制排水组件的启动。通过设置集水槽和引流组件，对煤矿井内的积水引流至集水槽内，从而有效避免积水问题发生，提高矿井的排水能力。

Description

一种煤矿井排水系统集成控制装置

技术领域

本实用新型属于煤炭技术领域，尤其涉及一种煤矿井排水系统集成控制装置。

背景技术

煤矿井下低洼处往往会聚集水，如果任由水位涨高而不进行排水，可能会造成低洼处巷道被水淹没，无法通行人员，并阻碍风流，造成通风事故。需要安排专人排水，或安装自动排水控制装置。常用的自动排水控制装置，一般以检测到的水位来控制磁力启动器启停水泵。

因井下空气潮湿，特别是存水地点，情况更加严重。检测水位信号的传感器及其线路经常会发生故障，导致水位即使超限也不能启动水泵排水，发生淹没巷道，甚至淹没排水控制设备，导致短时间内无法进行排水，影响安全生产的正常进行。煤矿井下需设置自动排水的地点，往往是远离采掘工作面的巷道内，出水流量相对稳定，具备定时定量排水的条件。

CN204239213U公开了一种煤矿井下自动排水控制装置，包括浮球、导向杆、高位接近开关和低位接近开关，高位接近开关和低位接近开关与保护变压器、综合保护器组成排水泵控制电路，其还包括水位标尺和拉绳，所述导向杆固定在水位标尺上，并向水位标尺下方延伸，所述浮球套在水位标尺下方的导向杆上，水位标尺顶端设有一滑轮，所述拉绳跨过滑轮，其一端系在浮球上，另一端系在水位标尺背后的配重锤上，高位接近开关和低位接近开关分别固定在水位标尺上，所述拉绳上还设有一金属片，该金属片位于高位接近开关和低位接近开关之间，适于井下排水。

CN106321146A公开了一种矿井自动排水系统，包括上位机系统、通信网络、PAC控制器、电源箱、水泵控制器、温度巡检仪；所述水泵控制器可接收所述控制器的控制信号用于对单台水泵及其附属设备进行控制，所述温度巡检仪用于采集反映水泵运行状态的温度参数并能将该温度参数发送至所述控制器，所述上位机系统安装于地面并与所述控制器信号连接用于对井下泵房进行远程监控；所述水位开关用于采集矿井水仓水位的高低限并将水位信号发送至控制器；所述电源箱用于对所述控制器供电，该系统通过本质安全设计和设备集成，缩小了设备体积、减轻了设备重量；通过总线方式组网，简化了系统结构，减少了线缆用量；通过水泵控制器实现了单台水泵的独立控制，实现了模块化组网，有效提高了系统可靠性。

CN203559928U公开了一种矿井多水平排水综合控制装置，包括设于各个涌水区与交流电源连接的主排水泵，所述各个涌水区均设有用检测其水位的液位传感器，所述液位传感器的输出端通过软启动柜与控制器的输入端电连接；所述控制器的输出端分别与主排水泵、用于对主排水泵进行抽真空的真空泵电连接；所述控制器通过通信模块与设于井上控制室的上位机交互式连接，控制器交互式电连接有用于显示与输入指令的操作屏。实现了矿井多水平排水系统的集中、远程监控与控制，通过对水位、主排水泵流量与电压的检测，从而达到自动开启或停止主、备排水泵，达到自动化管理与节能降耗，并提高矿井排水能力，为矿井的安全生产提供保障。

现有排水装置均存在预警效果差、集水效果差和结构复杂等问题，因此，如何在保证排水装置具有结构简单的情况下，还能够避免积水，排水效率高，成为目前迫切需要解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种煤矿井排水系统集成控制装置，通过设置集水槽和引流组件，对煤矿井内的积水引流至集水槽内，从而有效避免积水问题发生，并通过水位传感器实时监测集水槽内水位高度，控制模块调节排水组件启动，提高矿井的排水能力，具有结构简单、自动化和效率高等特点。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种煤矿井排水系统集成控制装置，所述煤矿井排水系统集成控制装置包括检测模块、控制模块和排水模块；所述排水模块包括集水槽、引流组件和排水组件，所述引流组件铺设于煤矿井道内并接入所述集水槽，所述排水组件与所述集水槽连接，所述排水组件抽取所述集水槽内的积水，所述排水组件的排水端引出煤矿井；所述检测模块包括设置于集水槽内的水位传感器，所述水位传感器用于检测集水槽内的水位高度；所述控制模块分别与检测模块和排水模块电性连接，所述控制模块用于接收所述检测模块发出的水位信息，并反馈控制排水组件的启动。

本实用新型通过设置引流组件，将煤矿井内的积水引流至集水槽内，有效避免煤矿井内发生积水的问题，提高集水槽的集水效果，此外，通过检测模块检测水位等情况，当检测到高于水位阈值时，控制模块反馈控制排水组件启动，将集水槽内的积水排出，随时保障煤矿井内无积水点，进一步地，保障煤矿井内的安全生产，具有结构简单、自动化和效率高等特点。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述检测模块还包括设置于集水槽内的水质检测器，所述水质检测器包括温度传感器、pH传感器、导电率传感器、离子浓度传感器和氧化还原电位传感器。

所述温度传感器、pH传感器、导电率传感器、离子浓度传感器和氧化还原电位传感器分别与控制模块电性连接。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述煤矿井排水系统集成控制装置还包括与控制模块电性连接的报警模块，所述控制模块接收温度传感器、pH传感器、导电率传感器、离子浓度传感器、氧化还原电位传感器和水位传感器发出的任一信号高于对应信号阈值，所述报警模块发出报警。

本实用新型通过设置水质检测器，检测集水槽内的水质，工作人员能够利用水质数据与井突水数据进行对比，根据对比结果，可预先判断是否存在井突水问题的发生，从而进行相应的解决方案，避免突水问题发生，保证煤矿井内的安全。

需要说明的是，本实用新型中对对应信号阈值不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据当地井突水水质情况，合理设定温度阈值、pH阈值、导电率阈值、离子浓度阈值和氧化还原电位阈值。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述排水组件包括并联设置的至少一个排水泵和至少一个辅助泵，所述控制模块分别独立电性连接所述的排水泵和辅助泵。

本实用新型通过设置辅助泵，从而保证排水泵工作异常时，启动辅助泵进行工作，保证排水，避免积水问题严重。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述检测模块还包括设置于排水泵的排水口和辅助泵的排水口的水压传感器，所述水压传感器用于检测排水泵的排水压力和辅助泵的排水压力。

所述水压传感器分别独立电性连接控制模块，所述控制模块接收水压传感器发出的水压信号，并反馈控制排水泵和辅助泵的输出功率。

本实用新型通过对排水泵的排水压力和辅助泵的排水压力进行检测，一方面根据排水压力，调节排水泵和辅助泵的输出功率，另一方面，通过排水压力数值判断辅助泵和排水泵的是否工作异常，例如，控制模块反馈控制提高排水泵的输出功率，而排水泵的排水压力无变化，则工作异常。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述检测模块还包括挂设于集水槽上方的监控器，所述监控器用于摄像记录集水槽内水位。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述煤矿井排水系统集成控制装置还包括位于地面的远程终端，所述远程终端电性连接所述控制模块，所述远程终端存储并显示所述控制模块接收的检测信号。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述远程终端设置有输入器，所述输入器用于输入控制指令，调节所述控制模块发出的控制信号。

本实用新型通过设置输入器对控制模块进行调控，无需下入煤矿井对装置进行调控，仅通过远程终端即可进行调控。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述引流组件包括至少一条接入集水槽的引水管，所述引水管的外壁上遍布通孔，所述引水管的外壁套设有过滤网。

本实用新型通过设置过滤网，从而能够避免泥土颗粒等进入引水管，导致引水管堵塞。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述引水管呈放射状分布于集水槽的边缘。

示例性地，提供一种上述煤矿井排水系统集成控制装置进行排水的方法，所述排水的方法具体包括以下步骤：

(Ⅰ)引水管将煤矿井内积水处的积水引流至集水槽内，检测模块分别检测集水槽内水的水位、温度、pH、导电率、离子浓度和氧化还原电位等检测信号，并将检测信号发送至控制模块；

(Ⅱ)控制模块将检测信号与对应阈值进行对比，根据水位位置、水位增长速度，以及根据检测模块检测到的排水泵排水压力，反馈调节排水泵的启动和输出功率调节，保证积水及时排出；

(Ⅲ)当控制模块调节排水泵输出功率后，其排水压力无变化，则判定该排水泵故障，启动辅助泵进行工作代替，并对故障排水泵维修更换，保证装置连续运行。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过设置引流组件，将煤矿井内的积水引流至集水槽内，有效避免煤矿井内发生积水的问题，提高集水槽的集水效果，此外，通过检测模块检测水位等情况，当检测到高于水位阈值时，控制模块反馈控制排水组件启动，将集水槽内的积水排出，随时保障煤矿井内无积水点，进一步地，保障煤矿井内的安全生产，具有结构简单、自动化和效率高等特点。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施方式中提供的煤矿井排水系统集成控制装置的结构示意图。

其中，1-集水槽；2-控制模块；3-排水泵；4-辅助泵；5-远程终端；6-监控器；7-引水管。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本领域技术人员理应了解的是，本实用新型中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本实用新型的主要创新点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型可以自行增设布局，本实用新型对此不做特殊要求和具体限定。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种煤矿井排水系统集成控制装置，如图1所示，所述煤矿井排水系统集成控制装置包括检测模块、控制模块2和排水模块；所述排水模块包括集水槽1、引流组件和排水组件，所述引流组件铺设于煤矿井道内并接入所述集水槽1，所述排水组件与所述集水槽1连接，所述排水组件抽取所述集水槽1内的积水，所述排水组件的排水端引出煤矿井；所述检测模块包括设置于集水槽1内的水位传感器，所述水位传感器用于检测集水槽1内的水位高度；所述控制模块2分别与检测模块和控制模块2电性连接，所述控制模块2用于接收所述检测模块发出的水位信息，并反馈控制排水组件的启动。

本实用新型通过设置引流组件，将煤矿井内的积水引流至集水槽1内，有效避免煤矿井内发生积水的问题，提高集水槽1的集水效果，此外，通过检测模块检测水位等情况，当检测到高于水位阈值时，控制模块2反馈控制排水组件启动，将集水槽1内的积水排出，随时保障煤矿井内无积水点，进一步地，保障煤矿井内的安全生产，具有结构简单、自动化和效率高等特点。

进一步地，检测模块还包括设置于集水槽1内的水质检测器，所述水质检测器包括温度传感器、pH传感器、导电率传感器、离子浓度传感器和氧化还原电位传感器。所述温度传感器、pH传感器、导电率传感器、离子浓度传感器和氧化还原电位传感器分别与控制模块2电性连接。

进一步地，煤矿井排水系统集成控制装置还包括与控制模块2电性连接的报警模块，所述控制模块2接收温度传感器、pH传感器、导电率传感器、离子浓度传感器、氧化还原电位传感器和水位传感器发出的任一信号高于对应信号阈值，所述报警模块发出报警。

本实用新型通过设置水质检测器，检测集水槽1内的水质，工作人员能够利用水质数据与井突水数据进行对比，根据对比结果，可预先判断是否存在井突水问题的发生，从而进行相应的解决方案，避免突水问题发生，保证煤矿井内的安全。

进一步地，排水组件包括并联设置的至少一个排水泵3和至少一个辅助泵4，所述控制模块2分别独立电性连接所述的排水泵3和辅助泵4。本实用新型通过设置辅助泵4，从而保证排水泵3工作异常时，启动辅助泵4进行工作，保证排水，避免积水问题严重。

进一步地，检测模块还包括设置于排水泵3的排水口和辅助泵4的排水口的水压传感器，所述水压传感器用于检测排水泵3的排水压力和辅助泵4的排水压力。所述水压传感器分别独立电性连接控制模块2，所述控制模块2接收水压传感器发出的水压信号，并反馈控制排水泵3和辅助泵4的输出功率。

本实用新型通过对排水泵3的排水压力和辅助泵4的排水压力进行检测，一方面根据排水压力，调节排水泵3和辅助泵4的输出功率，另一方面，通过排水压力数值判断辅助泵4和排水泵3的是否工作异常，例如，控制模块2反馈控制提高排水泵3的输出功率，而排水泵3的排水压力无变化，则工作异常。

进一步地，检测模块还包括挂设于集水槽1上方的监控器6，所述监控器6用于摄像记录集水槽1内水位。

进一步地，煤矿井排水系统集成控制装置还包括位于地面的远程终端5，所述远程终端5电性连接所述控制模块2，所述远程终端5存储并显示所述控制模块2接收的检测信号。更进一步地，远程终端5设置有输入器，所述输入器用于输入控制指令，调节所述控制模块2发出的控制信号。本实用新型通过设置输入器对控制模块2进行调控，无需下入煤矿井对装置进行调控，仅通过远程终端5即可进行调控。

进一步地，引流组件包括至少一条接入集水槽1的引水管7，所述引水管7的外壁上遍布通孔，所述引水管7的外壁套设有过滤网。本实用新型通过设置过滤网，从而能够避免泥土颗粒等进入引水管7，导致引水管7堵塞。更进一步地，引水管7呈放射状分布于集水槽1的边缘。

示例性地，提供一种上述煤矿井排水系统集成控制装置进行排水的方法，所述排水的方法具体包括以下步骤：

(Ⅰ)引水管7将煤矿井内积水处的积水引流至集水槽1内，检测模块分别检测集水槽1内水的水位、温度、pH、导电率、离子浓度和氧化还原电位等检测信号，并将检测信号发送至控制模块2；

(Ⅱ)控制模块2将检测信号与对应阈值进行对比，根据水位位置、水位增长速度，以及根据检测模块检测到的排水泵3排水压力，反馈调节排水泵3的启动和输出功率调节，保证积水及时排出；

(Ⅲ)当控制模块2调节排水泵3输出功率后，其排水压力无变化，则判定该排水泵3故障，启动辅助泵4进行工作代替，并对故障排水泵3维修更换，保证装置连续运行。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种煤矿井排水系统集成控制装置，其特征在于，所述煤矿井排水系统集成控制装置包括检测模块、控制模块和排水模块；

所述排水模块包括集水槽、引流组件和排水组件，所述引流组件铺设于煤矿井道内并接入所述集水槽，所述排水组件与所述集水槽连接，所述排水组件抽取所述集水槽内的积水，所述排水组件的排水端引出煤矿井；

所述检测模块包括设置于集水槽内的水位传感器，所述水位传感器用于检测集水槽内的水位高度；

所述控制模块分别与检测模块和排水模块电性连接，所述控制模块用于接收所述检测模块发出的水位信息，并反馈控制排水组件的启动。

2.根据权利要求1所述的煤矿井排水系统集成控制装置，其特征在于，所述检测模块还包括设置于集水槽内的水质检测器，所述水质检测器包括温度传感器、pH传感器、导电率传感器、离子浓度传感器和氧化还原电位传感器；

所述温度传感器、pH传感器、导电率传感器、离子浓度传感器和氧化还原电位传感器分别与控制模块电性连接。

3.根据权利要求2所述的煤矿井排水系统集成控制装置，其特征在于，所述煤矿井排水系统集成控制装置还包括与控制模块电性连接的报警模块，所述控制模块接收温度传感器、pH传感器、导电率传感器、离子浓度传感器、氧化还原电位传感器和水位传感器发出的任一信号高于对应信号阈值，所述报警模块发出报警。

4.根据权利要求1所述的煤矿井排水系统集成控制装置，其特征在于，所述排水组件包括并联设置的至少一个排水泵和至少一个辅助泵，所述控制模块分别独立电性连接所述的排水泵和辅助泵。

5.根据权利要求4所述的煤矿井排水系统集成控制装置，其特征在于，所述检测模块还包括设置于排水泵的排水口和辅助泵的排水口的水压传感器，所述水压传感器用于检测排水泵的排水压力和辅助泵的排水压力；

所述水压传感器分别独立电性连接控制模块，所述控制模块接收水压传感器发出的水压信号，并反馈控制排水泵和辅助泵的输出功率。

6.根据权利要求1所述的煤矿井排水系统集成控制装置，其特征在于，所述检测模块还包括挂设于集水槽上方的监控器，所述监控器用于摄像记录集水槽内水位。

7.根据权利要求1所述的煤矿井排水系统集成控制装置，其特征在于，所述煤矿井排水系统集成控制装置还包括位于地面的远程终端，所述远程终端电性连接所述控制模块，所述远程终端存储并显示所述控制模块接收的检测信号。

8.根据权利要求7所述的煤矿井排水系统集成控制装置，其特征在于，所述远程终端设置有输入器，所述输入器用于输入控制指令，调节所述控制模块发出的控制信号。

9.根据权利要求1所述的煤矿井排水系统集成控制装置，其特征在于，所述引流组件包括至少一条接入集水槽的引水管，所述引水管的外壁上遍布通孔，所述引水管的外壁套设有过滤网。

10.根据权利要求9所述的煤矿井排水系统集成控制装置，其特征在于，所述引水管呈放射状分布于集水槽的边缘。

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