控制矿山采空区漏风的方法及控制矿山采空区漏风的装置

摘要

本发明公开了一种控制矿山采空区漏风的方法及装置，所述方法包括下述步骤：(一)采集回风巷道内的风速及进风巷道内距离矿用通风机的进风口5-10m处的风速，采集通采空区透口的静压，采集采空区透口与运输巷之间的联络巷内的静压，并将上述风速值及静压值均传输至PLC控制系统，(二)PLC控制系统对上述风速值、静压值进行记录、存储与处理；(三)PLC控制系统的主控计算机根据上述静压值、风速值远程集中启停矿用通风机并通过变频器调控矿用通风机的运行频率，运用风量风压平衡原理实现矿脉通风系统进、回风量一致，使通风系统内通采空区透口处于正压区。本发明控制矿山采空区漏风的方法，其操作简单、运行安全可靠、实用性强。

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止矿山采空区漏风的方法及装置,具体说涉及一种适合于作业采场与 采空区贯通、采用密闭和充填技术措施难以控制空区漏风的矿山的防止采空区漏风的方法及 装置。

背景技术

在矿山开采过程中，开采过的区域成为采空区，有的矿山周边环境复杂，矿区内存在 大量没有地质记录和开采记录的采空区，这些采空区分布杂乱，其方向、坡度和形状不规 则或极不规则，严重破坏了矿山的整体结构和开采秩序，更是矿山重大灾害事故的直接诱 因之一。为保证安全，矿山上采用抽出式通风系统，然而随着矿山开采深度的不断增加以 及作业采场面积的不断扩大，井下作业采场与采空区贯通地点越来越多，贯通面积越来越 大，采空区漏风量增大。通采空区透口漏风量增大势必减少矿井通风系统有效风量及有效 风量利用率，给矿山安全管理带来很大难题，同时，该漏风量随季节性变化以及早晚气温 差异忽大忽小，使得井下通风系统可靠性和稳定性较差，部分巷道无风或风流逆转，严重 影响了矿井正常安全生产。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种控制矿山采空区漏风的方法，其操作简单、运行安全可靠、 实用性强。

本发明的另一目的是提供一种控制矿山采空区漏风的装置，其结构简单、运行安全可靠。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种控制矿山采空区漏风的方法，包括 下述步骤：(一)采集各作业采场回风巷道内的风速及进风巷道内距离矿用通风机的进风口 5-10m处的风速，采集各作业采场通采空区透口的静压及各采空区透口与运输巷之间的联络 巷内的静压，并将上述各风速值及各静压值均传输至PLC控制系统，(二)PLC控制系统对 上述风速值、静压值进行记录、存储与处理，并根据稳定时间内采集到的各作业采场通采空 区透口的静压的平均值作为通采空区透口的静压值，稳定时间内采集到的各采空区透口与运 输巷之间的联络巷内的静压的平均值作为采空区透口与运输巷之间联络巷内的静压值，稳定 时间内采集到的各作业采场回风巷道内的风速的平均值作为中段总回风风速值，稳定时间内 采集到的各作业采场进风巷道内距离矿用通风机的进风口5-10m处的风速平均值作为矿用通 风机的风速值；(三)PLC控制系统通过通讯网络将主控计算机与置于井下的Ethernet通讯 控制柜、远程I/O控制柜以及变频器相连，主控计算机根据上述静压值、风速值远程集中启 停矿用通风机并通过变频器调控矿用通风机的运行频率，运用风量风压平衡原理实现矿脉通 风系统进、回风量一致，使通风系统内通采空区透口处于正压区：当所述通采空区透口的静 压值大于所述采空区透口与运输巷之间联络巷内的静压值时，所述主控计算机通过变频器使 所述矿用通风机运行频率加快，加大进风量，当所述采空区透口与运输巷之间联络巷内的静 压值大于所述通采空区透口的静压值时，通风系统内通采空区透口处于正压区。

本发明控制矿山采空区漏风的方法，其中，在所述步骤(一)中采用第一风速传感器采 集回风巷道内的风速，采用第二风速传感器采集进风巷道内距离矿用通风机的进风口5-10m 处的风速，采用第一静压传感器采集通采空区透口的静压，采用第二静压传感器采集采空区 透口与运输巷之间的联络巷内的静压。。

本发明控制矿山采空区漏风的方法，其中，在所述步骤(三)中，所述PLC控制系统通 过RS-485通讯网络将主控计算机与置于井下的Ethernet通讯控制柜、远程I/O控制柜以及变 频器相连。

一种控制矿山采空区漏风的装置，包括若干个矿用通风机，若干个矿用通风机分别设置 于各作业采场的进风口处，各矿用通风机分别连接有一变频器，还包括若干个第一风速传感 器、若干个第二风速传感器、若干个静压传感器及若干个全压采集装置，所述若干个第一风 速传感器分别设置于各作业采场的回风口处，所述各第二风速传感器分别设置于各作业采场 的进风口处，所述各静压传感器分别设置于各作业采场距离通采空区透口5-10m处，所述各 第二静压传感器分别设置于各作业采场的采空区透口与运输巷之间的联络巷内，所述各第一 风速传感器、各第二风速传感器、各第一静压传感器及各第二静压传感器均连接到PLC控制 系统，PLC控制系统通过通讯网络将主控计算机与置于井下的Ethernet通讯控制柜、远程I/O 控制柜以及各所述变频器相连。

本发明控制矿山采空区漏风的装置，其中，各所述第一、第二静压传感器分别通过一导 压软管连接到所述PLC控制系统。

本发明控制矿山采空区漏风的装置，其中，所述PLC控制系统通过RS-485通讯网络将 主控计算机与置于井下的Ethernet通讯控制柜、远程I/O控制柜以及变频器相连。

采用上述方案后，与现有技术相比由于本发明控制矿山采空区漏风的方法中PLC控制系 统的主控计算机根据测得的静压值及风速值，远程集中启停矿用通风机并通过变频器调控矿 用通风机的运行频率，运用风量风压平衡原理实现矿脉通风系统进、回风量一致，使通风系 统内通采空区透口处于正压区，在矿用通风机通风过程中，实时取得静压值、风速值，并对 监测数据进行记录、存储、处理，方法简单实用、运行安全可靠、实用性强，能有效控制采 空区漏风。

附图说明

图1是本发明控制矿山采空区漏风的装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明控制矿山采空区漏风的装置包括若干个矿用通风机13，若干个矿用 通风机13分别设置于各作业采场的进风口处，各矿用通风机13分别连接有一变频器14，还 包括若干个第一风速传感器11、若干个第二风速传感器12、若干个第一静压传感器17及若 干个第二静压传感器18，若干个第一风速传感器11分别设置于各作业采场的回风口处，并 位于巷道中心高度处，各第二风速传感器12分别设置于各作业采场的进风口距离各矿用通风 机5-10m的位置处，并且各第二风速传感器12均位于巷道中心高度处，第一、第二风速传感 器11、12均采用细钢丝固定，并且安装时避开巷道端面不规则以及渗水的位置，以提高监测 数据的准确性及风速传感器的使用寿命，各第一静压传感器17分别设置于距离各作业采场通 采空区透口5-10m处，各第二静压传感器18分别设置于各作业采场的采空区透口与运输巷之 间的联络巷内，各第一风速传感器11、各第二风速传感器12均连接到PLC控制系统，各第 一静压传感器17及各第二静压传感器18分别通过一导压软管连接到PLC控制系统，各第一、 第二静压传感器通过导压软管将静压值传输至PLC控制系统16，PLC控制系统16通过RS-485 通讯网络将主控计算机与置于井下的Ethernet通讯控制柜、远程I/O控制柜以及各变频器14 相连。

本发明一种控制矿山采空区漏风的方法，包括下述步骤：(一)采用第一风速传感器11 采集各作业采场回风巷道内的风速，采用第二风速传感器12采集各作业采场进风巷道内距离 矿用通风机13的进风口5-10m处的风速，通过第一静压传感器17采集各作业采场通采空区 透口的静压，通过第二静压传感器18采集各作业采场采空区透口与运输巷之间联络巷内的静 压，并将上述各风速值、静压值传输至PLC控制系统16，(二)PLC控制系统16对上述风 速值、静压值进行记录、存储与处理，并根据稳定时间内各第一静压传感器17采集到的作业 采场通采空区透口的静压的平均值作为通采空区透口的静压值，稳定时间内各第二静压传感 器18采集到的各采空区透口与运输巷之间的联络巷内的静压的平均值作为采空区透口与运 输巷之间联络巷内的静压值，稳定时间内各第一风速传感器11采集到的各作业采场回风巷道 内的风速的平均值作为中段总回风风速值，稳定时间内第二风速传感器12采集到的各作业采 场进风巷道内距离矿用通风机13的进风口5-10m处的风速平均值作为矿用通风机13的风速 值；(三)PLC控制系统16通过通讯网络将主控计算机与置于井下的Ethernet通讯控制柜、 远程I/O控制柜以及变频器相连，主控计算机根据上述静压值、风速值远程集中启停矿用通 风机13并通过变频器调控矿用通风机13的运行频率，运用风量风压平衡原理实现矿脉通风 系统进、回风量一致，使通风系统内通采空区透口处于正压区：当第一、第二风速传感器11、 12传输来的中段总回风风速值、矿用通风机13的风速值相差不大时，说明漏风量不大，当 第一风速传感器11传输来的中段总回风风速值比第二风速传感器12传输来的矿用通风机13 的风速值大很多时，说明漏风量很大，当通采空区透口的静压值大于采空区透口与运输巷之 间联络巷内的静压值并且两者相差很多时，主控计算机通过变频器使矿用通风机13运行频率 加快，加大进风量，当采空区透口与运输巷之间联络巷内的静压值大于通采空区透口的静压 值时，通风系统内通采空区透口处于正压区。

以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限 定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出 的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。