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1、(10)授权公告号 CN 202493291 U(45)授权公告日 2012.10.17CN202493291U*CN202493291U*(21)申请号 201220111665.6(22)申请日 2012.03.22E21F 17/18(2006.01)(73)专利权人淮南矿业（集团）有限责任公司地址 232001 安徽省淮南市田家庵区洞山中路1号(72)发明人张纯如 邹学彦 丁梅生 张森(74)专利代理机构北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205代理人孟金喆(54) 实用新型名称煤层钻孔施工防着火预警及控制系统(57) 摘要本实用新型提供一种煤层钻孔施工防着火预警及控制系统，其包括：。
2、传感器，用于监测钻孔施工地点回风侧设定范围内的一氧化碳浓度；气动三通球阀，包括第一入口、第二入口以及出口；第一入口用于与压风机连通，以经由第一入口向出口输送压风；第二入口用于与压水机连通，以经由第二入口向出口输送压水，出口用于与钻机的变头连通；气动三通球阀处于通电状态，第一入口与出口导通；气动三通球阀处于断电状态，第二入口与出口导通；控制装置，具有输入端和输出端，输入端与传感器电性连接，输出端与气动三通球阀电性连接，控制装置用于根据传感器的探测值控制气动三通球阀通电或断电。上述技术方案可有效起到煤层钻孔施工防着火预警以及控制的作用。(51)Int.Cl.(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专。
3、利 权利要求书1页 说明书4页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页1/1页21.一种煤层钻孔施工防着火预警及控制系统，其特征在于，包括：传感器，用于监测钻孔施工点回风侧设定范围内的一氧化碳浓度；气动三通球阀，包括第一入口、第二入口以及出口；所述第一入口用于与压风机连通，以经由所述第一入口向所述出口输送压风；所述第二入口用于与压水机连通，以经由所述第二入口向所述出口输送压水；所述出口用于与钻机的变头连通；所述气动三通球阀处于通电状态，所述气动三通球阀的所述第一入口与所述出口导通；所述气动三通球阀处于断电状态，所述第二入。
4、口与所述出口导通；控制装置，具有输入端和输出端，所述输入端与所述传感器电性连接，所述输出端与所述气动三通球阀电性连接，所述控制装置用于根据所述传感器的探测值控制所述气动三通球阀处于通电或断电状态。2.根据权利要求1所述的煤层钻孔施工防着火预警及控制系统，其特征在于，所述控制装置的输出端和所述气动三通球阀之间还顺次设置有断电器、第一供电开关和第二供电开关；所述断电器断电触点的吸合和分离的动作带动所述第一供电开关的触点导通和断开；所述第一供电开关用于向所述钻机供电；所述第二供电开关用于向所述气动三通球阀供电。3.根据权利要求1所述的煤层钻孔施工防着火预警及控制系统，其特征在于，所述传感器为一氧化碳。
5、传感器，设置在所述钻孔施工点回风侧5米的范围内。4.根据权利要求1所述的煤层钻孔施工防着火预警及控制系统，其特征在于，所述控制装置为煤矿用安全监控系统，所述煤矿用安全监控系统用于根据所述传感器的探测值生成控制信号，以控制所述气动三通球阀处于通电或断电状态。权 利 要 求 书CN 202493291 U1/4页3煤层钻孔施工防着火预警及控制系统技术领域0001 本实用新型涉及煤矿钻孔施工技术，尤其涉及一种煤层钻孔施工防着火预警及控制系统。背景技术0002 矿井煤层钻孔多采用压风排渣法进行施工，在施工过程中，曾多次发生钻孔冒烟、着火，甚至酿成较大火灾事故。导致钻孔着火的原因是：在钻孔施工过程中，钻。
6、杆、钻头与孔内煤渣摩擦发热冒烟着火，或钻机停工后用于排渣的压风未关，摩擦后的高温煤渣在压风的作用下不断氧化造成冒烟着火。此时，若处置不当或人员不在现场，则会导致钻孔内火势发展、蔓延，甚至酿成严重的火灾事故，从而威胁矿工的生命安全和矿井安全生产。所以，钻孔着火之后，需及时采取灭火措施处理，以尽量减小对矿工的生命以及矿井安全生产的威胁。0003 安全监控系统是煤矿作业中的必备系统，它用于监测监控井下各个作业点的环境参数和设备运转状态。上述安全监控系统包括一氧化碳传感器，用于监测钻孔施工地点回风侧5米内的一氧化碳浓度，安全监控系统将监测值与设定值进行比较，以判断该钻孔孔口的一氧化碳浓度是否在安全范围。
7、以内。0004 现有技术中，钻孔着火预兆很难被人们所察觉；钻孔着火后，一般采用人工手动开启压水方式灭火，在实际操作中，这种方式有效性不强，由于钻孔施工地点所处位置特殊，钻孔着火后，人员往往惊慌失措，而非及时进行灭火操作，从而失去灭火的最佳时机，甚至酿成更严重的火灾事故，所以钻孔操作的安全性低。实用新型内容0005 本实用新型提供一种煤层钻孔施工防着火预警及控制系统，用于提高煤层钻孔施工的安全性。0006 本实用新型提供了一种煤层钻孔施工防着火预警及控制系统，其中，包括：0007 传感器，用于监测钻孔施工点回风侧设定范围内的一氧化碳浓度；0008 气动三通球阀，包括第一入口、第二入口以及出口；所。
8、述第一入口用于与压风机连通，以经由所述第一入口向所述出口输送压风；所述第二入口用于与压水机连通，以经由所述第二入口向所述出口输送压水；所述出口用于与钻机的变头连通；所述气动三通球阀处于通电状态，所述气动三通球阀的所述第一入口与所述出口导通；所述气动三通球阀处于断电状态，所述第二入口与所述出口导通；0009 控制装置，具有输入端和输出端，所述输入端与所述传感器电性连接，所述输出端与所述气动三通球阀电性连接，所述控制装置用于根据所述传感器的探测值控制所述气动三通球阀处于通电或断电状态。0010 如上所述的煤层钻孔施工防着火预警及控制系统，优选的是，0011 所述控制装置的输出端和所述气动三通球阀之。
9、间还顺次设置有断电器、第一供电说 明 书CN 202493291 U2/4页4开关和第二供电开关；0012 所述断电器断电触点的吸合和分离的动作带动所述第一供电开关的触点导通和断开；0013 所述第一供电开关用于向所述钻机供电；0014 所述第二供电开关用于向所述气动三通球阀供电。0015 如上所述的煤层钻孔施工防着火预警及控制系统，优选的是，所述传感器为一氧化碳传感器，设置在所述钻孔施工点回风侧5米的范围内。0016 如上所述的煤层钻孔施工防着火预警及控制系统，优选的是，0017 所述控制装置为煤矿用安全监控系统，所述煤矿用安全监控系统用于根据所述传感器的探测值生成控制信号，以控制所述气动三。
10、通球阀处于通电或断电状态。0018 气动三通球阀的第一入口和第二入口若只与压风和压水连接，那么气动三通球阀就只有两种状态，一种是输出压风，另一种是输出压水。将气动三通球阀的通电状态设置为向钻机输入压风、断电状态设置为向钻机输入压水，这主要是考虑到施工的安全性。之前钻孔施工中，若出现火灾，施工人员会停止钻孔操作，此时若继续向钻孔内输入压风只能使火灾更加严重，所以将气动三通球阀的工作状态设置为上述形式。传感器用来采集一氧化碳浓度参数，当钻孔着火时，势必会产生一氧化碳，传感器监测到一氧化碳浓度达到设定的断电值时，一氧化碳传感器立即将信息传至控制装置，控制装置立即自动发出断电指令，断开气动三通球阀的供。
11、电，此时气动三通球阀处于断电状态，即压风关闭，压水送入孔内进行钻孔灭火。上述技术方案，通过控制气动三通球阀的工作状态，使得钻机可以自动输出压风或压水，避免了煤层钻孔在施工过程中因钻杆、钻头与孔内煤渣摩擦发热冒烟着火，或因钻机停工后用于排渣的压风未关，摩擦后的高温煤渣在压风的作用下不断氧化造成冒烟着火事故，从而起到预警以及控制钻孔着火的作用。附图说明0019 图1为本实用新型实施例一提供的煤层钻孔施工防着火预警及控制系统的原理示意图一；0020 图2为本实用新型实施例一提供的煤层钻孔施工防着火预警及控制系统的原理示意图二。0021 附图标记：0022 1-传感器； 2-气动三通球阀； 3-控制装。
12、置；0023 21-第一入口； 22-第二入口； 23-出口；0024 31-输入端； 32-输出端； 4-继电器；0025 5-供电开关； 6-钻机。具体实施方式0026 图1为本实用新型实施例一提供的煤层钻孔施工防着火预警及控制系统的原理示意图一，图2为本实用新型实施例一提供的煤层钻孔施工防着火预警及控制系统的原理示意图二，其中图1示意的是钻机正常施工，即正常钻孔，并向钻机提供压风的工作状态，图2示意的是停止钻孔，并向钻机供水的工作状态。说 明 书CN 202493291 U3/4页50027 参见图1或图2，本实用新型实施例一提供一种煤层钻孔施工防着火预警及控制系统，其包括传感器1、气动。
13、三通球阀2以及控制装置3；传感器1用于监测钻孔施工点回风侧设定范围内的一氧化碳浓度，此处具体为5米；气动三通球阀2包括第一入口21、第二入口22以及出口23；第一入口21用于与压风机(图未示出)连通，以经由第一入口21向出口23输送压风；第二入口22用于与压水机(图未示出)连通，以经由第二入口22向出口23输送压水；出口23用于与钻机6的变头连通；气动三通球阀2处于通电状态，气动三通球阀2的第一入口21与出口23导通；气动三通球阀2处于断电状态，第二入口22与所述出口23导通；控制装置3具有输入端31和输出端32，输入端31与传感器1电性连接，输出端32与气动三通球阀2电性连接，控制装置3用于。
14、根据传感器1的探测值控制气动三通球阀2处于通电或断电状态。0028 上述煤层钻孔施工防着火预警及控制系统用于预警及控制钻孔内可能出现的着火情况，使用时，控制装置可以设置在地面上；传感器需较宜设置在距离钻孔施工点回风侧的5米范围之内，以保证监测的及时性；气动三通球阀较宜设置在井下钻孔施工点附近。每一个钻孔施工点都设置有压风机的压风管路、以及压水机的压水管路，气动三通球阀的两个入口可以直接与压风管路和压水管路连通。0029 传感器可以选用现有的带有报警功能的传感器，即当传感器监测到的一氧化碳浓度到达一定值时，传感器会给出提示。比如传感器上设置有提示音，一氧化碳浓度达到预警值时，传感器发出“嘀，嘀”。
15、的提示，以提醒工作人员注意井下作业情况；一氧化碳浓度达到断电值时，传感器发出“嘀嘀，嘀嘀”的提示，以提醒工作人员马上停止钻孔作业。传感器的报警值和断电值可以根据实际需要进行设置，报警值比如设置为10ppm，断电值比如设置为24ppm，当10ppm一氧化碳浓度24ppm，此时传感器发出“嘀，嘀”的报警声音，但是并不经由控制装置断开气动三通球阀的用电；当24ppm一氧化碳浓度时，传感器发出“嘀嘀，嘀嘀”的报警声音，且经由控制装置断开气动三通球阀的用电。0030 气动三通球阀的第一入口和第二入口若只与压风和压水连接，那么气动三通球阀就只有两种状态，一种是输出压风，另一种是输出压水。将气动三通球阀的通。
16、电状态设置为向钻机输入压风、断电状态设置为向钻机输入压水，这主要是考虑到施工的安全性。使用中，若出现火灾，施工人员会停止钻孔操作，此时若继续向钻孔内输入压风只能使火灾更加严重，所以将气动三通球阀的工作状态设置为上述形式。实际使用中，需要关掉与气动三通球阀连接的水管，以停止向气动三通球阀中输送压水；关掉与气动三通球阀连接的风管，以停止向气动三通球阀中输送压风；若压水管或压风管路一直处于导通状态，那么气动三通球阀一直输出的压水或压风。上述技术方案，通过设置气动三通球阀的工作状态，使得钻机可以自动输出压风或压水，从而起到预警以及控制火灾的作用。0031 参见图1和图2，进一步地，控制装置3的输出端3。
17、2和气动三通球阀2之间还顺次设置有继电器4、第一供电开关5和第二供电开关7；断电器4断电触点的吸合和分离的动作带动第一供电开关5的两触点导通和断开；第一供电开关5用于向钻机6供电，具体为660V；第二供电开关7用于向气动三通球阀2供电，具体为127V。0032 承上述，第一供电开关5用于向钻机6提供660V的电压，该电压主要提供给钻机6和第二供电开关7；第二供电开关7向气动三通球阀2提供127V的电压，该电压值由气动三通球阀2的自身性能决定的。第一供电开关5断开，此时电源就无法传递至钻机6和气说 明 书CN 202493291 U4/4页6动三通球阀2。参见图1，此时断电器4连通，参见图2此时。
18、断电器4断开。0033 在设置了断电器4的情况下，控制装置3的输入端31与传感器1电性连接，控制装置3的输出端32与断电器4电性连接，由断电器4来控制第一供电开关5的通电或断电状态，第一供电开关5来控制气动三通球阀2的第二供电开关7的通电或断电状态，从而实现控制装置3根据传感器1的探测值控制气动三通球阀2处于通电或断电状态。0034 由上述可知，气动三通球阀和钻机的断电情况是一致的，设置断电器和供电开关后，便于同时控制气动三通球阀和钻机的断电情况。实际应用中，第二供电开关为照明综保开关，用于井下照明，输出127V电压，正好与气动三通球阀的额定电压相匹配，照明综保开关的用电也来自于第一供电开关，。
19、可以将气动三通球阀连接在照明综保开关上，以使气动三通球阀与钻机之间具有相同的断电情况。另外，在实际工况中，所有的钻孔施工点都设置有断电器以控制钻机断电，所以断电器无需重复安装。0035 实际应用中，可选地，传感器1为一氧化碳传感器，设置在钻孔施工点回风侧5米的范围内。0036 考虑到井下具有现成的矿井安全监控系统，所以，优选地，控制装置3为煤矿用矿井安全监控系统，煤矿用安全监控系统用于根据传感器1的探测值生成控制信号，以控制气动三通球阀2处于通电或断电状态。0037 直接采用矿井安全监控系统中的服务器作为控制装置的服务器，可以大大降低煤层钻孔施工防着火预警及控制系统的生产成本。0038 上述技。
20、术方案提供的系统，在进行煤层钻孔操作时使用，在钻孔有着火预兆时能起到预警作用，并在着火之后能在最短时间内供水以灭火，提高了钻孔作业的安全性；另外，上述技术方案便于推广利用。0039 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。说 明 书CN 202493291 U1/1页7图1图2说 明 书 附 图CN 202493291 U。