一种矿井注浆智能化、动态化监测系统及其工作方法与流程

本发明涉及矿井注浆技术领域，尤其涉及一种矿井注浆智能化、动态化监测系统。

背景技术：

随着采矿深度的日益加大，巷道围岩压力也越来越大，尤其是围岩软弱、破碎的巷道支护非常困难，常规支护方式不能对巷道围岩形成有效的控制，影响巷道的安全性和稳定性。注浆锚杆融合锚固支护技术和注浆加固技术，极大提高围岩强度和自承能力，可以有效控制软弱围岩，保持巷道稳定。注浆锚杆在注浆过程中注浆量的多少和注浆压力的高低将直接影响注浆效果，因此每个注浆锚杆的注浆压力、注浆流量将对整体支护效果产生重要影响。

现有注浆过程存在下述问题：

一、现有注浆过程采用现场制浆，工序繁琐，设备转移时间长，注浆时间长，浆液浪费严重，注浆环境差。

二、现有注浆过程无法准确采集注浆参数(包括流量、压力)，无法对注浆效果进行实时定量监测，无法对不达标注浆锚杆及时进行补救。

三、现有注浆过程缺乏监督机制，注浆质量很难得到保证。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：现有注浆过程采用现场制浆，工序繁琐，设备转移时间长，注浆时间长，浆液浪费严重，注浆环境差，现有注浆过程无法准确采集注浆参数(包括流量、压力)，无法对注浆效果进行实时定量监测，无法对不达标注浆锚杆及时进行补救，现有注浆过程缺乏监督机制，注浆质量很难得到保证。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种矿井注浆智能化、动态化监测系统，包括注浆管、球阀、浆液回收泵、高精度本安型压力传感器、高精度本安型流量传感器、注浆锚杆定位系统、注浆锚杆、搅拌装置、采区浆液泵站、数据传输系统、地面数据采集系统和煤矿调度中心，采区浆液泵站的四周设置有多个注浆接口，每个所述注浆接口背离采区浆液泵站的一侧设置有注浆管，所述高精度本安型压力传感器和高精度本安型流量传感器均固定在注浆接口内，所述球阀、注浆锚杆定位系统均设置在注浆接口外部，数据传输系统与高精度本安型压力传感器、高精度本安型流量传感器、注浆锚杆定位系统、地面数据采集系统均相互连接。

优选的，所述采区浆液泵站为柱体密闭空间，内部安装搅拌装置、加压装置，顶部安装泄压阀门、进料口。

优选的，所述采区浆液泵站的底端面设置有浆液回收泵，所述浆液回收泵与注浆管的端部相连，浆液回收泵、泄压阀与加压装置的控制开关实现互锁。

一种矿井注浆智能化、动态化监测系统的工作方法，包括以下几个步骤：

s1：注浆前注浆锚杆定位系统对注浆锚杆的位置进行采集，将精确定位信息通过数据传输系统传输到煤矿工业环网，地面数据采集系统对每根注浆锚杆位置定位。

s2：注浆过程中高精度本安型流量传感器、高精度本安型压力传感器采集到注浆压力和流量数据，通过数据传输系统传输到煤矿工业环网，地面数据采集系统采集保存。

s3:地面数据采集系统将采集到的注浆锚杆位置信息与注浆压力、流量数据进行匹配存档，存储于矿山注浆参数数据库，地面数据采集系统设置注浆压力警戒值，监测数据低于警戒值，立即报警。

s4:注浆过程中，浆液回收泵、泄压阀门、进料口关闭，加压装置在密闭空间加压，通过注浆管给注浆锚杆注浆。

s5:注浆过程结束，加压装置关闭，泄压阀、浆液回收泵开启，将注浆管中的浆液回收至采区浆液泵站，防止注浆管堵塞和浆液浪费。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、注浆过程结束，加压装置关闭，泄压阀、浆液回收泵开启，将注浆管中的浆液回收至采区浆液泵站，防止注浆管堵塞和浆液浪费，使得注浆时间大大的缩短，节约了浆液资源；

2、通过球阀、高精度本安型压力传感器、高精度本安型流量传感器、注浆锚杆定位系统、注浆锚杆和地面数据采集系统的相互作用，使得注浆的过程准确的采集注浆参数，对注浆的效果实时检测，可以对不达标的注浆锚杆及时补救；

3、通过煤矿调度中心和摄像头的相互连接，对现场的工人进行实时监控，进而使得使得监督的机制更加完善，进而使得注浆的质量得到保证。

附图说明

图1为本发明提出的一种矿井注浆智能化、动态化监测系统及其工作方法的工作流程图；

图2为本发明提出的一种矿井注浆智能化、动态化监测系统中的采区液泵站的正视图；

图3为本发明提出的一种矿井注浆智能化、动态化监测系统中的采区液泵站的俯视图；

图4为本发明提出的一种矿井注浆智能化、动态化监测系统中的注浆装置平面图。

图中：1注浆管、2球阀、3浆液回收泵、4高精度本安型压力传感器、5高精度本安型流量传感器、6注浆锚杆定位系统、7注浆锚杆、8搅拌装置、9注浆接口、10采区浆液泵站、11数据传输系统、12地面数据采集系统、13煤矿调度中心。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

参照图1-4，一种矿井注浆智能化、动态化监测系统，包括注浆管1、球阀2、浆液回收泵3、高精度本安型压力传感器4、高精度本安型流量传感器5、注浆锚杆定位系统6、注浆锚杆7、搅拌装置8、采区浆液泵站10、数据传输系统11、地面数据采集系统12和煤矿调度中心13，采区浆液泵站10的四周设置有多个注浆接口9，每个注浆接口9背离采区浆液泵站10的一侧设置有注浆管1，高精度本安型压力传感器4和高精度本安型流量传感器5均固定在注浆接口9内，球阀2、注浆锚杆定位系统6均设置在注浆接口9外部，数据传输系统11与高精度本安型压力传感器4、高精度本安型流量传感器5、注浆锚杆定位系统6、地面数据采集系统12均相互连接，采区浆液泵站10为柱体密闭空间，内部安装搅拌装置、加压装置，顶部安装泄压阀门、进料口，采区浆液泵站10的底端面设置有浆液回收泵，浆液回收泵与注浆管1的端部相连，浆液回收泵3、泄压阀与加压装置的控制开关实现互锁，采区浆液泵站10内的高压浆液经注浆管进入注浆锚杆7，注浆接口9处的传感器将注浆参数通过数据传输系统11传送至煤矿工业环网，地面数据采集系统12采集保存，若不达标数据报警，煤矿调度中心13根据报警数据位置进行调度，及时补救，矿井注浆智能化、动态化监测系统包括注浆管1、球阀2、注浆接口9、高精度本安型压力传感器4、高精度本安型流量传感器5、注浆锚杆定位系统6、数据传输系统11、地面数据采集系统12、浆液回收泵3、采区浆液泵站10，注浆管1与注浆接口9、采区浆液泵站10相连，高精度本安型压力传感器4、高精度本安型流量传感器5固定在注浆接口9内部，球阀2、注浆锚杆定位系统6固定在注浆接口9外部。

一种矿井注浆智能化、动态化监测系统的工作方法，包括以下几个步骤：

s1：注浆前注浆锚杆定位系统6对注浆锚杆7的位置进行采集，将精确定位信息通过数据传输系统11传输到煤矿工业环网，地面数据采集系统12对每根注浆锚杆7位置定位。

s2：注浆过程中高精度本安型流量传感器5、高精度本安型压力传感器4采集到注浆压力和流量数据，通过数据传输系统传输到煤矿工业环网，地面数据采集系统12采集保存。

s3:地面数据采集系统12将采集到的注浆锚杆7位置信息与注浆压力、流量数据进行匹配存档，存储于矿山注浆参数数据库，地面数据采集系统12设置注浆压力警戒值，监测数据低于警戒值，立即报警。

s4:注浆过程中，浆液回收泵3、泄压阀门、进料口关闭，加压装置在密闭空间加压，通过注浆管1给注浆锚杆7注浆。

s5:注浆过程结束，加压装置关闭，泄压阀、浆液回收泵3开启，将注浆管1中的浆液回收至采区浆液泵站10，防止注浆管1堵塞和浆液浪费。

本发明中，数据传输系统与高精度本安型压力传感器4、高精度本安型流量传感器5、注浆锚杆定位系统6、地面数据采集系统12相连，注浆前注浆锚杆定位系统6对注浆锚杆7位置进行采集，将精确定位信息通过数据传输系统11传输到煤矿工业环网，地面数据采集系统12采集保存，注浆过程中高精度本安型压力传感器4、高精度本安型流量传感器5采集到注浆压力和流量数据，通过数据传输系统11传输到煤矿工业环网，地面数据采集系统12采集保存，地面数据采集系统12将采集到的注浆锚杆7位置信息与压力、流量数据进行匹配存档，存储于矿山注浆参数数据库，地面数据采集系统12设置注浆压力警戒值，监测数据低于警戒值，立即报警，采区浆液泵站10为柱体密闭空间，内部安装搅拌装置、加压装置，顶部安装泄压阀门、进料口，搅拌装置控制开关处于常开状态，避免浆液凝固，注浆过程中，浆液回收泵3、泄压阀门、进料口关闭，加压装置在密闭空间加压，通过注浆管1给注浆锚杆7注浆，浆液回收泵3固定在采区浆液泵站10下部，与注浆管1端部相连，浆液回收泵3、泄压阀与加压装置的控制开关实现互锁，注浆过程结束，加压装置关闭，泄压阀、浆液回收泵3开启，将注浆管1中的浆液回收至采区浆液泵站10，防止注浆管1堵塞和浆液浪费。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。