CN216446897U - 一种用于煤层注水的动静压联合注水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，包括动压注水子系统、静压注水子系统、注水管路子系统和注水控制子系统，动压注水子系统包括动压水箱和动压出水管，动压出水管上设置有高压水泵、动压出水压力表和动压出水阀门；静压注水子系统包括静压水箱和静压出水管，静压出水管上设置有静压出水压力表和静压出水阀门；注水管路子系统包括多个注水管道，每个注水管道均包括动压注水管、静压注水管和钻孔进水管，动压注水管上设置有动压注水阀门，静压注水管上设置有静压注水阀门，钻孔进水管上设置有钻孔进水压力表。本实用新型能够有效应用在煤层注水中，提高注水效率，降低能耗及设备损耗，使用效果好，便于推广使用。

Description

一种用于煤层注水的动静压联合注水系统

技术领域

本实用新型属于煤层注水技术领域，具体涉及一种用于煤层注水的动静压联合注水系统。

背景技术

煤炭工业在国民经济中具有重要的战略地位，是我国国民经济的基础产业。目前，我国90％以上煤炭采用地下开采的形式，为了满足对煤炭的高需求，其机械化开采程度越来越高，大部分煤矿已从原有的炮采炮掘发展成为综采综掘的机械化开采方式，生产效率得到了大幅度提升。然而，随着机械化水平的提高，煤体破碎的程度也大幅增加，综采(掘)机切割煤体时所产生的粉尘量也明显增多，特别是对人体危害最大的呼吸性粉尘，在机械破碎增强的情况下也随之大幅增多。

实践充分表明，煤层注水在防治矿井自然灾害、巩固安全生产基础、改善煤矿从业人员作业环境、降低矿工劳动强度、提高原煤生产效率等方面都发挥着不可替代的巨大作用，是一项一举多得的技术，我国已将其列入生产规程。

现有技术中的注水系统一般采用井下静压注水或高压水泵加压注水。静压注水对于透气性很好的煤层效果良好，但静压水的压力有限，不适用于透气性较差的煤层。高压水泵加压注水虽然拓宽了常压注水的适用范围，但如果一直使用高压水泵加压注水，对设备的运行、维护和管理要求也较高。而且，高压水泵加压注水通常采用一台高压水泵向多个钻孔同时注水，由于钻孔间的差别，例如钻孔长度、钻孔裂隙的不同，高压水泵的工作时间需满足注水量需求最大的钻孔的注水时长，导致高压水泵的工作时间延长，增加了能耗和设备损耗，延长了总注水时长。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，其系统结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在煤层注水中，提高注水效率，降低能耗及设备损耗，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，包括动压注水子系统、静压注水子系统、注水管路子系统和注水控制子系统，所述动压注水子系统和静压注水子系统均与注水管路子系统连接，所述动压注水子系统包括动压水箱，所述动压水箱上连接有动压出水管，所述动压出水管上随水流方向依次设置有高压水泵、动压出水压力表和动压出水阀门；所述静压注水子系统包括静压水箱，所述静压水箱上连接有静压出水管，所述静压出水管上随水流方向依次设置有静压出水压力表和静压出水阀门；所述注水管路子系统包括多个注水管道，每个所述注水管道均包括动压注水管、静压注水管和钻孔进水管，所述动压注水管的一端与动压出水管连接，所述动压注水管的另一端与钻孔进水管连接，所述动压注水管上设置有动压注水阀门，所述静压注水管的一端与静压出水管连接，所述静压注水管的另一端与钻孔进水管连接，所述静压注水管上设置有静压注水阀门，所述钻孔进水管上设置有钻孔进水压力表。

上述的一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，所述注水控制子系统包括控制器，所述动压出水压力表、静压出水压力表和钻孔进水压力表均与控制器的输入端连接，所述高压水泵、动压出水阀门、静压出水阀门、动压注水阀门和静压注水阀门均与控制器的输出端连接。

上述的一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，所述控制器为PLC控制器。

上述的一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，所述动压出水阀门、静压出水阀门、动压注水阀门和静压注水阀门均为水用电磁阀。

上述的一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，所述动压出水阀门和静压出水阀门均采用单向阀。

上述的一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，所述钻孔进水管上设置有流量计，所述流量计与控制器的输入端连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的系统结构简单，设计合理，实现方便。

2、本实用新型设计动压注水子系统对煤层钻孔进行高压注水，设计静压注水子系统对煤层钻孔进行静压注水，并通过注水控制子系统对动压注水和静压注水进行切换控制，实现煤层的充分润湿。

3、本实用新型设计注水管路子系统，能够对多个钻孔同时进行注水，并通过注水控制子系统对多个注水管道之间进行单独的动压注水和静压注水的切换控制，缩短总注水时长，降低能耗和设备损耗。

4、本实用新型能够有效应用在煤层注水中，提高注水效率，降低能耗及设备损耗，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本实用新型的系统结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在煤层注水中，提高注水效率，降低能耗及设备损耗，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的系统组成示意图；

图2为本实用新型注水控制子系统的原理框图。

附图标记说明:

1—动压水箱； 2—动压出水管； 3—高压水泵；

4—动压出水压力表； 5—动压出水阀门； 6—静压水箱；

7—静压出水管； 8—静压出水压力表； 9—静压出水阀门；

10—动压注水管； 11—静压注水管； 12—钻孔进水管；

13—动压注水阀门； 14—静压注水阀门； 15—钻孔进水压力表；

16—控制器； 17—流量计； 18—注水钻孔。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的用于煤层注水的动静压联合注水系统，包括动压注水子系统、静压注水子系统、注水管路子系统和注水控制子系统，所述动压注水子系统和静压注水子系统均与注水管路子系统连接，所述动压注水子系统包括动压水箱1，所述动压水箱1上连接有动压出水管2，所述动压出水管2上随水流方向依次设置有高压水泵3、动压出水压力表4和动压出水阀门5；所述静压注水子系统包括静压水箱6，所述静压水箱6上连接有静压出水管7，所述静压出水管7上随水流方向依次设置有静压出水压力表8和静压出水阀门9；所述注水管路子系统包括多个注水管道，每个所述注水管道均包括动压注水管10、静压注水管11和钻孔进水管12，所述动压注水管10的一端与动压出水管2连接，所述动压注水管10的另一端与钻孔进水管12连接，所述动压注水管10上设置有动压注水阀门13，所述静压注水管11的一端与静压出水管7连接，所述静压注水管11的另一端与钻孔进水管12连接，所述静压注水管11上设置有静压注水阀门14，所述钻孔进水管12上设置有钻孔进水压力表15。

具体实施时，通过动压注水子系统同时对多个钻孔同时进行高压注水，高压水对深部煤层裂隙产生强大的水力冲击以加速破坏待注水煤层的坚固结构，使之松散易注水，但由于钻孔间的差别，例如钻孔长度、钻孔裂隙的不同，各个钻孔的高压注水时长并不统一，因此，每个注水管道采用钻孔进水压力表15采集高压注水压力，通过压力值的变化反应钻孔的高压注水状态，当某个钻孔内高压注水使煤体裂隙张开后，通过注水控制子系统将该钻孔切换为静压注水，使水在静压注水子系统的作用下均匀地渗透入煤层，通过注水管路子系统和注水控制子系统的设计，能够对多个注水管道之间进行单独的动压注水和静压注水的切换控制。

本实施例中，如图2所示，所述注水控制子系统包括控制器16，所述动压出水压力表4、静压出水压力表8和钻孔进水压力表15均与控制器16的输入端连接，所述高压水泵3、动压出水阀门5、静压出水阀门9、动压注水阀门13和静压注水阀门14均与控制器16的输出端连接。

本实施例中，所述控制器16为PLC控制器。

本实施例中，所述动压出水阀门5、静压出水阀门9、动压注水阀门13和静压注水阀门14均为水用电磁阀。

本实施例中，所述动压出水阀门5和静压出水阀门9均采用单向阀。

本实施例中，所述钻孔进水管12上设置有流量计17，所述流量计17与控制器16的输入端连接。

具体实施时，也能够通过流量计17检测注水量状态，动压注水和静压注水交替进行，提高注水效率。

本实用新型使用时，通过控制器16打开动压出水管2上的高压水泵3和动压出水阀门5，以及每根动压注水管10上的动压注水阀门13；此时，静压出水阀门9和静压注水阀门14保持关闭，动压注水子系统对多个钻孔同时进行高压注水，高压水对深部煤层裂隙产生强大的水力冲击以加速破坏待注水煤层的坚固结构，使之松散易注水，注水过程中，通过钻孔进水压力表15检测高压注水状态，当某个钻孔内高压注水使煤体裂隙张开后，通过控制器16关闭该根动压注水管10上的动压注水阀门13，并打开静压出水阀门9和与动压注水阀门13对应的静压注水阀门14，对该钻孔转化为静压注水，直到煤体完全润湿；当全部钻孔动压注水完成后，通过控制器16关闭高压水泵3、动压出水阀门5和全部动压注水阀门13，接着，当全部钻孔静压注水完成后，通过控制器16关闭静压出水阀门9和全部静压注水阀门14。通过注水管路子系统和注水控制子系统的设计，能够对多个注水管道之间进行单独的动压注水和静压注水的切换控制，缩短总注水时长，降低能耗和设备损耗。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，其特征在于：包括动压注水子系统、静压注水子系统、注水管路子系统和注水控制子系统，所述动压注水子系统和静压注水子系统均与注水管路子系统连接，所述动压注水子系统包括动压水箱(1)，所述动压水箱(1)上连接有动压出水管(2)，所述动压出水管(2)上随水流方向依次设置有高压水泵(3)、动压出水压力表(4)和动压出水阀门(5)；所述静压注水子系统包括静压水箱(6)，所述静压水箱(6)上连接有静压出水管(7)，所述静压出水管(7)上随水流方向依次设置有静压出水压力表(8)和静压出水阀门(9)；所述注水管路子系统包括多个注水管道，每个所述注水管道均包括动压注水管(10)、静压注水管(11)和钻孔进水管(12)，所述动压注水管(10)的一端与动压出水管(2)连接，所述动压注水管(10)的另一端与钻孔进水管(12)连接，所述动压注水管(10)上设置有动压注水阀门(13)，所述静压注水管(11)的一端与静压出水管(7)连接，所述静压注水管(11)的另一端与钻孔进水管(12)连接，所述静压注水管(11)上设置有静压注水阀门(14)，所述钻孔进水管(12)上设置有钻孔进水压力表(15)。

2.按照权利要求1所述的一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，其特征在于：所述注水控制子系统包括控制器(16)，所述动压出水压力表(4)、静压出水压力表(8)和钻孔进水压力表(15)均与控制器(16)的输入端连接，所述高压水泵(3)、动压出水阀门(5)、静压出水阀门(9)、动压注水阀门(13)和静压注水阀门(14)均与控制器(16)的输出端连接。

3.按照权利要求2所述的一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，其特征在于：所述控制器(16)为PLC控制器。

4.按照权利要求2所述的一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，其特征在于：所述动压出水阀门(5)、静压出水阀门(9)、动压注水阀门(13)和静压注水阀门(14)均为水用电磁阀。

5.按照权利要求1所述的一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，其特征在于：所述动压出水阀门(5)和静压出水阀门(9)均采用单向阀。

6.按照权利要求1所述的一种用于煤层注水的动静压联合注水系统，其特征在于：所述钻孔进水管(12)上设置有流量计(17)，所述流量计(17)与控制器(16)的输入端连接。

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