一种井下采空区积水自动监测、抽排系统的制作方法

1.本实用新型涉及水位监测技术领域，具体涉及一种井下采空区积水自动监测、抽排系统。


背景技术：

2.随着当今社会信息技术的快速发展，自动化和智能化在各个行业和领域越来越普及。随着智慧矿山的提出，煤矿越来越重视研究新型技术，实现井下各个工作面少人甚至无人。而矿山水害一直是矿山几大主要灾害之一，矿井内水文地质条件复杂，充水水源多，充水通道多，工作面回采结束后的采空区内会不断涌水，当积水过多，会对井下生产以及生命财产安全造成极其严重的威胁。而且，人工进行排水，不仅占用人力资源，同时排水工作坏境恶劣，安全风险高。利用信息技术来实现采空区积水自动监测、抽排十分可行。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目在于给井下采空区积水提供一种自动监测、抽排系统，节省人力成本，降低安全风险，提高工作效率。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.一种井下采空区积水自动监测、抽排系统，包括十字形管结构、止回阀、压力传感器、plc控制系统、水泵组。所述十字形管结构由抽排管道、监测管道、四通管组成，所述抽排管道的一端连接采空区，所述抽排管道的另一端通过四通管与水泵组相连；所述监测管道的上端装有止回阀，所述监测管道的下端与压力传感器相连，所述监测管道的中间通过四通管与抽排管道相连；所述plc控制系统的一端与压力传感器电性连接，所述plc控制系统的另一端与水泵组电性连接。
6.优选地,所述采空区积水自动监测、抽排系统通过十字形管结构将采空区积水程度转化为可测压力。
7.优选地,所述四通管与抽排管道、监测管道的尺寸相匹配，所述监测管道下端封闭。
8.优选地,所述监测管道下端与pvc堵头通过pvc专用胶水粘接密封，pvc堵头内侧粘合压力传感器，压力传感器上方为监测管道中水体，当监测管道内水量增加，压力传感器所受上方压力增大，压力传感器中压力敏感元件将所受液体压力转化为电信号，压力传感器测得上方压力。
9.优选地,所述压力传感器为为液压传感器，内含带隔离的硅压阻式压力敏感软件，用于将所受压力转化为标准电信号。
10.优选地，在压强作用下，所述采空区水平面与所述监测管道水平面高度趋于一致，所述采空区与所述十字管结构构成u形管结构。
11.优选地，所述监测管道为透明塑料管，并在整个上标明刻度线。
12.本实用新型公开了以下有益效果：
13.(1)本实用新型通过十字型管结构来实现对采空区内积水的估测，操作简便，大大降低探测采空区积水难度，减少了探测成本；
14.(2)本实用新型通过压力传感器和plc控制系统来实现对采空区积水监测、抽排的自动化，大大提高了工作效率，降低人员危险性，节省了人力资源成本；
15.(3)本实用新型不断对采空区积水进行监测，一旦达到额定量plc控制系统则会控制水泵开启，可以避免采空区积水过量，对后续巷道或者生产活动造成威胁。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型井下采空区积水自动监测、抽排系统结构示意图，其中1为采空区，2为止回阀，3为抽排管道，4为监测管道，5为四通管，6为压力传感器，7为plc控制系统，8为水泵组。
具体实施方式
18.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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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。
19.如图1所示，本实用新型提供一种井下采空区积水自动监测、抽排系统，它包括止回阀2、抽排管道3、监测管道4、四通管5、压力传感器6、plc控制系统7、水泵组8。
20.在采空区1布置抽排管道3，在采空区1外巷道布置监测管道4，下端封闭，并在底端安装有压力传感器6，上段装有止回阀2，抽排管道3通过四通管5与监测管道4连接。
21.所述监测管道4下端与pvc堵头通过pvc专用胶水粘接密封，pvc堵头内侧粘合压力传感器6，压力传感器6上方为监测管道4中水体，当监测管道4内水量增加，压力传感器6所受上方压力增大，压力传感器6中压力敏感元件将所受液体压力转化为电信号，压力传感器6测得上方压力。
22.抽排管道3是尺寸为的管道，监测管道4是尺寸为的透明胶管，并标有刻度线。当采空区积水过多时，超过抽排管道3水平面，积水流入监测管道4，因为压强原因，采空区1和监测管道4形成u型管结构，采空区1积水水平面与监测管道4水平面高度保持一致，便于监测管道4底部的压力传感器6测量竖直管中水柱压力，将水柱压力传递给压力传感器6，压力传感器6将信息传递给plc控制系统7，plc控制系统7连接水泵组8，通过plc控制系统7内部逻辑算法自动开启水泵组8进行抽排水。
23.压力传感器6为data-52液压传感器，内含带隔离的硅压阻式压力敏感软件，可以将所受压力转化为标准电信号。plc控制系统7型号为fx2n－32mr－d。当监测管道4内水量降低到抽排管道3水平面下时，plc控制系统7关闭水泵组8，水泵停止工作。所述plc控制系统7内置逻辑算法，自动控制水泵运行。
24.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。


技术特征：
1.一种井下采空区积水自动监测、抽排系统，其特征在于，包括十字形管结构、止回阀(2)、压力传感器(6)、plc控制系统(7)、水泵组(8)，所述十字形管结构由抽排管道(3)、监测管道(4)、四通管(5)组成，所述抽排管道(3)的一端连接采空区(1)，所述抽排管道(3)的另一端通过四通管(5)与水泵组(8)相连；所述监测管道(4)的上端装有止回阀(2)，所述监测管道(4)的下端与压力传感器(6)相连，所述监测管道(4)的中间通过四通管(5)与抽排管道(3)相连；所述plc控制系统(7)的一端与压力传感器(6)电性连接，所述plc控制系统(7)的另一端与水泵组(8)电性连接。2.根据权利要求1所述的井下采空区积水自动监测、抽排系统，其特征在于,所述采空区积水自动监测、抽排系统通过十字形管结构将采空区积水程度转化为可测压力。3.根据权利要求1所述的井下采空区积水自动监测、抽排系统，其特征在于,所述四通管(5)与抽排管道(3)、监测管道(4)的尺寸相匹配，所述监测管道(4)下端封闭。4.根据权利要求3所述的井下采空区积水自动监测、抽排系统，其特征在于,所述监测管道(4)下端与pvc堵头通过pvc专用胶水粘接密封，pvc堵头内侧粘合压力传感器(6)，压力传感器(6)上方为监测管道(4)中水体，当监测管道(4)内水量增加，压力传感器(6)所受上方压力增大，压力传感器(6)中压力敏感元件将所受液体压力转化为电信号，压力传感器(6)测得上方压力。5.根据权利要求4所述的井下采空区积水自动监测、抽排系统，其特征在于,所述压力传感器(6)为液压传感器，内含带隔离的硅压阻式压力敏感软件，用于将所受压力转化为标准电信号。6.根据权利要求2所述的井下采空区积水自动监测、抽排系统，其特征在于，在压强作用下，所述采空区(1)水平面与所述监测管道(4)水平面高度趋于一致，所述采空区(1)与所述十字形管结构构成u形管结构。7.根据权利要求1所述的井下采空区积水自动监测、抽排系统，其特征在于，所述监测管道(4)为透明塑料管，并在整个上标明刻度线。

技术总结
本实用新型公开了一种井下采空区积水自动监测、抽排系统，包括十字形管结构、止回阀、压力传感器、PLC控制系统、水泵组，当采空区积水过多，通过十字型水管结构转换为压力传递给压力传感器，压力传感器将信息传递给PLC控制模块。PLC控制系统连接水泵，通过PLC控制系统内部逻辑算法自动开启水泵进行抽排水。当竖直管内水量降低到额定值，PLC控制结构关闭水泵。本实用新型优点在于：1.可自动监测、抽排积水，节省人工成本；2.当积水达到一定程度就会自动启动水泵抽排积水，不会使得采空区积水过多，对后续生产造成危害；3.实现自动化，程序控制。程序控制。程序控制。


技术研发人员：唐子波 周炜光 史节涛 荆红安 杨武 徐光晓 刘玉鼎 莫连红 王裕培 张光明
受保护的技术使用者：贵州大方煤业有限公司
技术研发日：2020.12.29
技术公布日：2022/3/8