煤矿瓦斯检测与风机自动控制系统的制作方法

本实用新型涉及煤矿瓦斯检测技术领域，特别涉及一种煤矿瓦斯检测与风机自动控制系统。

背景技术：

瓦斯是煤矿井下常见的一种有害气，学名甲烷，是一种无色、无臭、无味、易燃、易爆的气体。瓦斯平时依附在煤层中，在煤层开采过程中会自动放散出来。当空气中瓦斯的浓度在5.5％到16％之间时，有明火的情况就会发生爆炸，而浓度在9.5的时候，其爆炸时的威力最大、破坏性也最强。瓦斯爆炸时会产生高温、高压、冲击波，并放出有毒气体。为了减少和避免瓦斯事故的最主要和最有效的办法是尽量减小井下瓦斯的浓度，以足够的风量将瓦斯冲淡，排出地面。矿井主要使用扇风机进行矿井通风，这种方法是把扇风机安装在出风井口附近，将扇风机与出风井筒连通，利用扇风机产生的风压将矿井内空气吸出地面，同时地面的新鲜空气就自然从进风井口流入井内，实现矿井瓦斯浓度降低。现有技术中，为尽量保证安全性，在瓦斯隧道掘进过程中，通风通常按照掘进通风最大需求选择风机，然而在掘进工作面瓦斯浓度较小的情况下，掘进通风机仍在最大功率下运行，这造成了极大的能源浪费。并且，瓦斯隧道通风最重要的是保证连续不间断的向工作面供风，而现有技术中风机仅设置一台，当该风机出现故障或与其接通的通风管出现漏风时，掌子面处的通风量就不能有效保证，即不能有效保证通风的连续性，且当出现大的瓦斯涌出量时，单风机和单风管的方式也不能加大风量。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种煤矿瓦斯检测与风机自动控制系统，以解决上述背景技术中所记载的问题。

本实用新型的煤矿瓦斯检测与风机自动控制系统，包括至少两组井下通风组件，每一井下通风组件均包括风机、变频器和通风管，风机的电源接口与变频器的电源输出接口电性相连，风机的进风口位于瓦斯隧道外，风机的出风口与通风管的进风口相贯通，通风管的出风口朝向隧道掌子面；

还包括瓦斯浓度检测单元、风速检测单元、控制器和用于与隧道掘进装置的动力电源相连接的继电器，瓦斯浓度检测单元和风速检测单元均邻近隧道掌子面设置并输出端均与控制器信号连接，继电器的输入端与控制器信号连接，并控制器与每一井下通风组件的变频器的控制信号端相连接；还包括报警装置，报警装置与控制器信号连接并由控制器控制工作。

进一步，瓦斯浓度检测单元集成安装在一安装壳体上，安装壳体上还设置有用于喷洒水雾降低瓦斯浓度并降尘阻燃的喷雾器，喷雾器与控制器连接。

进一步，喷雾器包括用于供水的水管、设置在水管上用于启闭的电磁阀和与水管连接并用于喷出水雾的喷雾头，喷雾头以可被驱动转动的方式与壳体配合，电磁阀与控制器连接并由控制器控制工作。

进一步，瓦斯浓度检测单元包括瓦斯浓度传感器、与瓦斯浓度传感器相连的第一模数转换器、与第一模数转换器相连的第一处理装置，第一处理装置与控制器之间通过无线通讯的方式形成连接。

进一步，风速检测单元包括风速检测传感器、与风速检测传感器相连的第二模数转换器、与第二模数转换器相连的第二处理装置，第二处理装置与控制器之间同样通过无线通讯的方式形成连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的煤矿瓦斯检测与风机自动控制系统，设置至少两组通风组件，且每一通风管的出风口均朝向隧道掌子面，通常情况下可保持一组正常使用，当出现故障时，可控制另一组通风组件工作进行替换，以保证持续性通风，当瓦斯涌出量加大时，可使两组通风组件同时开启，起到扩大风量的作用，大大增加瓦斯隧道施工的安全感；且通过瓦斯浓度检测单元和风速检测单元可对隧道掌子面处的瓦斯浓度和风速进行检测，控制器根据检测信号通过变频器控制对应风机的转速，根据具体工况调整风机送风量，以达到节能降耗的目的；并且设置有与隧道掘进装置的动力电源相连接的继电器，并通过控制器对其进行控制，当控制器接收瓦斯浓度检测单元的检测信号判断瓦斯浓度超标时，可控制继电器工作将动力电源断开，停止隧道掘进工作，并通过变频器控制通风组件的风机加大送风量，大大保证了井下隧道掘进工作的安全性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型整体流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围内。

本实用新型提出一种煤矿瓦斯检测与风机自动控制系统。

参照图1，图1为本实用新型整体流程示意图，如图所示：本实施例的煤矿瓦斯检测与风机自动控制系统，包括至少两组井下通风组件1，每一井下通风组件1均包括风机、变频器和通风管，风机的电源接口与变频器的电源输出接口电性相连，风机的进风口位于瓦斯隧道外，风机的出风口与通风管的进风口相贯通，通风管的出风口朝向隧道掌子面；还包括瓦斯浓度检测单元2、风速检测单元3、控制器4和用于与隧道掘进装置的动力电源相连接的继电器6，瓦斯浓度检测单元2和风速检测单元3均邻近隧道掌子面设置并输出端均与控制器4信号连接，继电器6的输入端与控制器4信号连接，并控制器4与每一井下通风组件1的变频器的控制信号端相连接；还包括报警装置5，报警装置5与控制器4信号连接并由控制器4控制工作。

即井下通风组件1设置至少两组，通常为两组，一组用于常态工作，一组备用，当常态工作下的通风组件的风机或通风管出现故障时，另一组通风组件再进行工作，当然，当井下瓦斯涌出量较大时，两组通风组件也可同时工作，以保证足够大的供风量；变频器可用于控制风机的转速，以提供不同的风量，而每一组通风组件的变频器均由控制器4进行控制工作，其中，控制器4可为井下监控机或井上监控机，主要为单片机，用于接收瓦斯浓度检测单元2和风速检测单元3 的检测信号并根据所接收到的检测信号，具体可为，控制器4内预设最高瓦斯浓度值和最低风速值，当控制器4接收到瓦斯浓度检测单元2的检测信号判断当前检测瓦斯浓度值高于设定的最高瓦斯浓度值，或/和接收到风速检测单元3的检测信号判断当前风速低于设定的最低风速值时，则控制报警装置和与风机相连的变频器工作，报警装置为蜂鸣器或声光报警器中的一种。另外，继电器用于控制掘进装置的动力电源的开关，当控制器4判断瓦斯浓度过高时即控制继电器工作断开动力电源，停止掘进工作，大大增加了井下掘进工作的安全性。

本实施例中，瓦斯浓度检测单元2集成安装在一安装壳体上，安装壳体上还设置有用于喷洒水雾降低瓦斯浓度并降尘阻燃的喷雾器，喷雾器与控制器4连接。喷雾器包括用于供水的水管、设置在水管上用于启闭的电磁阀和与水管连接并用于喷出水雾的喷雾头，喷雾头以可被驱动转动的方式与壳体配合，电磁阀与控制器4连接并由控制器4控制工作。

本实施例中，瓦斯浓度检测单元2包括瓦斯浓度传感器、与瓦斯浓度传感器相连的第一模数转换器、与第一模数转换器相连的第一处理装置，第一处理装置与控制器4之间通过无线通讯的方式形成连接。

本实施例中，风速检测单元3包括风速检测传感器、与风速检测传感器相连的第二模数转换器、与第二模数转换器相连的第二处理装置，第二处理装置与控制器4之间同样通过无线通讯的方式形成连接。

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