防止煤矿井下工作面误送电的方法与流程

本发明涉及煤矿井下安全监测技术领域，具体涉及一种防止煤矿井下工作面误送电的方法。

背景技术

现阶段，在煤矿井下工作面瓦斯超限断电逻辑和解除断电逻辑主要是依靠单个瓦斯传感器的监测值来实现的。如图2所示，在u形通风系统中，当瓦斯传感器t1检测到空气中瓦斯浓度达到断电值时，监测分站执行控制命令，切断工作面所有非本质安全型设备的供电电源。由于通风系统的存在，新鲜风流被吹入工作面，瓦斯浓度降低，当瓦斯传感器t1检测到空气中瓦斯浓度低于复电值时，监测分站执行复电命令，允许工作面所有非本质安全型设备的供电电源送电。在实际运行过程中，当工作面涌出一股瓦斯被传感器t1监测达到断电值，系统执行断电操作。新鲜风流吹过传感器t1，传感器t1监测到的瓦斯浓度值满足复电条件，系统执行复电操作。但是工作面中涌出的那股瓦斯气体在随风流向回风巷流动时，瓦斯浓度并没有被稀释到安全浓度，当传感器t2监测到瓦斯浓度超标时，再次执行断电操作，直至瓦斯浓度低于复电值，再执行复电操作。在高浓度瓦斯气体流过传感器t1但没有到达t2位置的这段时间，如果进行送电操作，存在瓦斯爆炸危险。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种防止煤矿井下工作面误送电的方法，避免在回风巷中瓦斯浓度还未稀释到安全浓度以下，工作面的供电系统就解锁断电控制，给非本质安全型电气设备误送电，保证了工作面电气设备工作的安全性和稳定性。

本发明提供一种防止煤矿井下工作面误送电的方法，包括步骤

s1:实时测量回风巷在与工作面距离为l0处的瓦斯气体浓度，判断瓦斯气体浓度是否大于或等于安全瓦斯气体浓度；当瓦斯气体浓度大于或等于安全瓦斯气体浓度时，断开并闭锁工作面中的非本质安全电气设备的供电；

s2:继续测量回风巷在与工作面距离为l0处的瓦斯气体浓度，当测量到瓦斯气体浓度小于安全瓦斯气体浓度时，再隔安全测量时间后，测量回风巷在与工作面距离为l0处的瓦斯气体浓度，判断隔安全测量时间后测量的瓦斯浓度是否小于安全瓦斯浓度；

若隔安全测量时间后测量的瓦斯浓度小于安全瓦斯浓度，则解锁对工作面中的非本质安全电气设备的断电控制；

若隔安全测量时间后测量的瓦斯浓度大于或等于安全瓦斯浓度，返回步骤s2。

进一步，所述步骤s2中，所述安全测量时间的确定具体如下：

s201:继续测量回风巷在与工作面距离为l0处的瓦斯气体浓度，当测量到瓦斯气体浓度小于安全瓦斯气体浓度时，测量回风巷在与工作面距离为l0处的气体流速；

s202:根据气体流速和工作面长度计算气体完全流过工作面的所用时间t1；

s203:根据工作面的空气容积和单位时间的供风量，计算完全更新工作面空气的时间t2；

s204:将t1和t2进行大小比较，取t1和t2中值最大的时间作为安全测量时间。

进一步，所述气体完全流过工作面的所用时间t1的计算公式如下：

其中，l为工作面的长度，v1为当测量到瓦斯气体浓度小于安全瓦斯气体浓度时回风巷在与工作面距离为l0处的气体流速。

进一步，所述完全更新工作面空气的时间t2的计算公式如下：

其中，v为工作面的空气容积，q为工作面的单位时间的供风量。

进一步，所述l0≤10米。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的流程图；

图2为确定安全测量时间的流程图；

图3为现有的防止煤矿井下误送电系统的布置示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明提供的一种防止煤矿井下工作面误送电的方法，包括步骤

s1:实时测量回风巷在与工作面距离为l0处的瓦斯气体浓度，判断瓦斯气体浓度是否大于或等于安全瓦斯气体浓度；当瓦斯气体浓度大于或等于安全瓦斯气体浓度时，断开并闭锁工作面中的非本质安全电气设备的供电；

s2:继续测量回风巷在与工作面距离为l0处的瓦斯气体浓度，当测量到瓦斯气体浓度小于安全瓦斯气体浓度时，再隔安全测量时间后，测量回风巷在与工作面距离为l0处的瓦斯气体浓度，判断隔安全测量时间后测量的瓦斯浓度是否小于安全瓦斯浓度；

若隔安全测量时间后测量的瓦斯浓度小于安全瓦斯浓度，则解锁对工作面中的非本质安全电气设备的断电控制；

若隔安全测量时间后测量的瓦斯浓度大于或等于安全瓦斯浓度，返回步骤s2。通过上述方法，相对于单一地回风巷在与工作面距离为l0处的瓦斯气体浓度来解锁对工作面的非本质安全电气设备的断电，避免在回风巷中瓦斯浓度还未稀释到安全浓度以下，工作面的供电系统就解锁断电控制，给非本质安全型电气设备误送电，保证了工作面电气设备工作的安全性和稳定性，相对于在回风巷的进风端和出风端分别设置两个传感器对瓦斯浓度进行测量，其更加精确，误送电率更低，也避免了在距离相距较远的位置设置多个传感器，导致接线、结构复杂、易受干扰等问题。其中，安全瓦斯浓度为1％。当测量回风巷在与工作面距离为l0处的瓦斯气体浓度为a时，比如a取值为2％，由于大于安全瓦斯浓度1％，断开并闭锁工作面中的非本质安全电气设备的供电，而瓦斯气体存在不均匀流动的现象，当在测量到瓦斯气体浓度为2％之后，测量到瓦斯气体浓度为0.9％，低于安全瓦斯浓度1％，此时若将非本质安全电气设备解锁供电，由于工作面中高浓度的瓦斯气体还未被新鲜空气完全排出工作面，可能在测量到瓦斯气体浓度为0.9％随后的某个短时间内再次测量到瓦斯气体浓度为1.5％，此时需要再次断电闭锁，如此反复循环，给工作面的非本质安全设备进行误送电。在工作面中高浓度的瓦斯气体还未被新鲜空气完全排出工作面的情况下，频繁的断电闭锁和解锁供电，容易在工作面引发瓦斯爆炸。本实施例中，采用u形通风系统的巷道。

所述步骤s2中，所述安全测量时间的确定具体如下：

s201:继续测量回风巷在与工作面距离为l0处的瓦斯气体浓度，当测量到瓦斯气体浓度小于安全瓦斯气体浓度时，测量回风巷在与工作面距离为l0处的气体流速；

s202:根据气体流速和工作面长度计算气体完全流过工作面的所用时间t1；

s203:根据工作面的空气容积和单位时间的供风量，计算完全更新工作面空气的时间t2；

s204:将t1和t2进行大小比较，取t1和t2中值最大的时间作为安全测量时间。

本实施例中，充分考虑到向工作面输送新鲜空气的速率和瓦斯气体的排出工作面速率，两者取其值更大的作为判断瓦斯气体是否充分排出的工作面的安全测量时间，为了更一步保证判断的准确性，在测量到瓦斯浓度已低于安全瓦斯浓度后，再在间隔安全测量时间后再次判断瓦斯浓度，以进一步确保高浓度瓦斯气体完全排出工作面，避免了对非本质安全电气设备的误送电。

所述气体完全流过工作面的所用时间t1的计算公式如下：

其中，l为工作面的长度，v1为当测量到瓦斯气体浓度小于安全瓦斯气体浓度时回风巷在与工作面距离为l0处的气体流速。

所述完全更新工作面空气的时间t2的计算公式如下：

其中，v为工作面的空气容积，q为工作面的单位时间的供风量。

所述l0≤10米。本实施例中，l0取10米，在此处测量瓦斯气体浓度，避免了在工作面和回风巷的交界处或在工作面处测量瓦斯气体浓度时，由于路径的变化，风速的不稳定，导致瓦斯气体浓度的不均匀，而提高了误送电的几率，l0≤10米的位置，空气的流速已平稳均匀，更利于测量和计算。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。