一种用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制方法及系统与流程

本技术涉及瓦斯抽放泵智能控制，具体涉及一种用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制方法及系统。

背景技术：

1、目前，在煤矿开采过程中，一般会涉及到利用瓦斯抽放泵对两类瓦斯进行抽放。其一是游离或吸附在待开采煤层内的瓦斯，其二是采区工作面空气中的游离瓦斯。一般而言，在煤矿开采过程中，先将待开采的煤层中的瓦斯抽放，在抽放管道内的瓦斯浓度降低到一定程度之后，即可进行煤层开采，在开采过程中，同时对采区工作面空气中的瓦斯进行抽放。

2、但是，当前瓦斯抽放泵抽采控制和监测方式较为单一，一般都只关注到各个采区的瓦斯浓度是否在安全范围内，即一般是简单地分别对每个采区(内的抽放管道)内的瓦斯浓度进行监控，再根据每个采区内的瓦斯浓度人工手动对每个采区的抽放管道的阀门开度进行实时调节，如此，不仅会造成瓦斯抽采效率较低，而且还会造成瓦斯抽放泵耗能过高的问题。

技术实现思路

1、为了解决相关技术中的问题，本技术提供了一种用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制方法及系统。

2、为了达到上述目的，本技术采用的技术方案为：

3、根据本技术的第一方面，本技术提供了一种用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制方法，该方法包括：

4、分别采集煤层瓦斯抽放管道和采区瓦斯抽放管道内的瓦斯浓度和真空度；

5、当采集到的煤层瓦斯抽放管道内的真空度小于第一真空度阈值时，通过变频器调节对应的瓦斯抽放泵增大电机转速，以使得煤层瓦斯抽放管道内的真空度大于或等于第一真空度阈值；当采集到的煤层瓦斯抽放管道内的真空度大于第二真空度阈值时，通过变频器调节对应的瓦斯抽放泵减小电机转速，以使得煤层瓦斯抽放管道内的真空度小于或等于第二真空度阈值；

6、当采集到的采区瓦斯抽放管道内的真空度小于第三真空度阈值时，通过变频器调节对应的瓦斯抽放泵增大电机转速，以使得采区瓦斯抽放管道内的真空度大于或等于第三真空度阈值；当采集到的采区瓦斯抽放管道内的瓦斯浓度大于浓度阈值时，通过变频器调节对应的瓦斯抽放泵增大电机转速，以使得采区瓦斯抽放管道内的瓦斯浓度小于或等于浓度阈值。

7、可选地，所述用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制方法还包括：

8、当采集到的采区瓦斯抽放管道内的真空度小于第三真空度阈值，且采区瓦斯抽放管道内的瓦斯浓度大于浓度阈值时，通过变频器调节对应的瓦斯抽放泵增大电机转速，以使得采区瓦斯抽放管道内的瓦斯浓度小于或等于浓度阈值。

9、可选地，所述用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制方法还包括：

10、当采集到的采区瓦斯抽放管道内的真空度大于第四真空度阈值，通过变频器调节对应的瓦斯抽放泵减小电机转速，以使得采区瓦斯抽放管道内的真空度小于或等于第四真空度阈值。

11、可选地，所述用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制方法还包括：

12、当采集到的采区瓦斯抽放管道内的真空度大于第四真空度阈值，且采区瓦斯抽放管道内的瓦斯浓度大于浓度阈值时，通过变频器调节对应的瓦斯抽放泵增大电机转速，以使得采区瓦斯抽放管道内的瓦斯浓度小于或等于浓度阈值。

13、可选地，所述用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制方法还包括：

14、当采集到的采区瓦斯抽放管道内的真空度大于第四真空度阈值，且采区瓦斯抽放管道内的瓦斯浓度小于浓度阈值时，通过变频器调节对应的瓦斯抽放泵逐渐减小电机转速，直至采区瓦斯抽放管道内的瓦斯浓度等于浓度阈值。

15、可选地，所述用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制方法还包括：

16、在变频器调节瓦斯抽放泵的电机的转速时，变频器逐渐改变电机的输入电压的频率和幅值。

17、可选地，所述用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制方法还包括：

18、当采区瓦斯抽放管道对应的瓦斯抽放泵已达到最大输出功率，且采集到的采区瓦斯抽放管道内的瓦斯浓度大于浓度阈值时，

19、将煤层瓦斯抽放抽放管道对应的瓦斯抽放泵断开与煤层瓦斯抽放抽放管道的连通，并将采区瓦斯抽放管道接入该瓦斯抽放泵。

20、根据本技术的第二方面，提供了一种用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制系统，应用于本技术第一方面中任一项技术方案中所述的用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制方法，所述用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制系统包括：

21、第一瓦斯抽放泵组和第二瓦斯抽放泵组，所述第一瓦斯抽放泵组与所述煤层瓦斯抽放管道连通，以用于抽放煤层中的瓦斯，所述第二瓦斯抽放泵组与所述采区瓦斯抽放管道连通，用于抽放采区空气中的瓦斯；

22、传感器组件，包括瓦斯浓度传感器和真空度传感器，所述瓦斯浓度传感器分别设置于所述煤层瓦斯抽放管道和所述采区瓦斯抽放管道内，以用于采集煤层瓦斯抽放管道和采区瓦斯抽放管道内的瓦斯浓度和真空度；

23、控制单元和变频器，所述控制单元分别与所述传感器组件和所述变频器电连接，所述控制单元被配置为能够将传感器组件采集到的数据转化为相应的电信号，并将该电信号传输给所述变频器，所述变频器分别与所述第一瓦斯抽放泵组和所述第二瓦斯抽放泵组电连接，以用于调节对应的瓦斯抽放泵的电机转速。

24、可选地，所述瓦斯浓度传感器分别设置于所述煤层瓦斯抽放管道和所述采区瓦斯抽放管道的管道进口处和管道出口处，且，所述真空度传感器分别设置于所述煤层瓦斯抽放管道和所述采区瓦斯抽放管道的管道进口处和管道出口处。

25、可选地，所述用于煤矿瓦斯抽放泵的智能控制系统还包括循环水系统，所述循环水系统包括水池、恒水位水箱和冷却塔，所述冷却塔的进水口与瓦斯抽放泵的出水口连通，以用于冷却瓦斯抽放泵排出的循环水，所述冷却塔的出水口与所述水池连通，所述水池用于容纳循环水，所述水池与所述恒水位水箱连通，以用于向所述恒水位水箱输送循环水，所述恒水位水箱用于与瓦斯抽放泵的进水口连通，以用于以恒水位的方式向瓦斯抽放泵供水。

26、有益效果：

27、1、通过上述技术方案，在一方面，本技术根据采集到的煤层瓦斯抽放管道内的真空度与第一真空度阈值和第二真空度阈值进行对比，对应调节瓦斯抽放泵的电机转速，以使得煤层瓦斯抽放管道对应的瓦斯抽放泵能够以较为适宜的功率运行，以能够为煤层瓦斯抽放管道提供合适的负压；相对于现有满负荷运行的方案来说，能够有效地提升负压利用效率，也就能够有效地避免能源浪费和降低瓦斯抽放泵的能耗。在另一方面，本技术根据采集到的采区瓦斯抽放管道内的真空度与第三真空度阈值进行对比，对应调节瓦斯抽放泵的转速，以使得采区瓦斯抽放管道对应的瓦斯抽放泵能够以较为适宜的功率运行，以能够为采区瓦斯抽放管道提供合适的负压，相对于现有满负荷运行的方案来说，能够有效地提升负压利用效率，也就能够有效地避免能源浪费和降低瓦斯抽放泵的能耗。在再一方面，本技术根据采集到的采区瓦斯抽放管道内的瓦斯浓度与浓度阈值进行对比，对应调节瓦斯抽放泵的电机转速，不仅保证采区处的瓦斯浓度能够在安全范围之内，而且在一定程度上还有利于降低瓦斯抽放泵的运行功率。

28、2、在采区瓦斯抽放管道的真空度较大且瓦斯浓度较高时，以控制瓦斯浓度为优先目标，就可以通过增大电机转速来使得瓦斯抽放泵能够为采区瓦斯抽放管道提供更大的负压，有利于增大抽放能力，以保证瓦斯浓度能够较为快速地下降至安全范围内，如此，就可以有效地保证采区内的作业安全。

29、3、变频器的调节过程是逐步进行，并且，配合同步不断验证真空度和/或瓦斯浓度是否达标，能够有效地提升变频器调整效率和调节准确性，从而能够有效地提升瓦斯抽放效率，此外，还在一定程度上能够达到节能降耗、调节精度高、运行平稳等效果。

30、4、在采区的瓦斯浓度大于浓度阈值且瓦斯抽放泵已经达到最大输出功率时，此时无法通过增大瓦斯抽放泵的输出功率来达到提升瓦斯抽放效率的效果，可以将煤层瓦斯抽放管道对应的瓦斯抽放泵从煤层瓦斯抽放管道中断开并将其接入到采区瓦斯抽放管道中，以提升采区瓦斯抽放效率，从而能够有效地提升采区的安全性。

31、5、在本技术中，恒水位水箱自身能够维持液位恒定，如此，就可以利用瓦斯抽放泵的自吸功能，使得瓦斯抽放泵的进水量能够适用于瓦斯抽放泵本身的进水需要，以实现进水量的精确控制，从而实现瓦斯抽放泵的正常且高效的工作。同时，通过设置的冷却塔进行循环水温度的主动控制，有利于避免相关设备或管道出现结垢现象，有利于提升瓦斯抽放泵的运行效率。

32、6、本技术的其他有益效果或优势将在具体实施方式中结合具体结构或步骤进行详细描述。