煤矿井下压裂检测装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110036079.X

申请日:

2011.02.11

公开号:

CN102135010A

公开日:

2011.07.27

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):E21F 7/00申请公布日:20110727|||实质审查的生效IPC(主分类):E21F 7/00申请日:20110211|||公开

IPC分类号:

E21F7/00; E21F17/18

主分类号:

E21F7/00

申请人:

南京北路自动化系统有限责任公司; 河南省煤层气开发利用有限公司; 郑州北路自动化系统有限公司

发明人:

金勇; 段文斌; 张杰; 连振中; 韦文思; 纪敏; 李滨; 薛红杰; 李鹏辉; 孙明闯; 耿仪; 王东; 刘志阳; 徐超; 冯保科

地址:

211106 江苏省南京市江宁开发区菲尼克斯路99号院二楼

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种煤矿井下压裂检测装置,属于本质安全型矿井检测装置。该装置在距工作煤壁1-2km的距离外的安全区域,设置控制计算机。控制计算机与无线传输分站连接;无线位移测试仪、无线气体测试仪、无线视频摄像机利用无线信号将采集的检测数据传送到无线传输分站,无线传输分站通过数据线缆把检测数据传输到控制计算机,并显示;同时控制计算机与压裂泵检测器通过数据线缆连接,把采集到压裂泵五种实时数据传输到控制计算机;操作人员实时监视工作煤壁的变形情况、压裂设备的工作状况,并对压裂设备进行必要的远程控制。

权利要求书

1: 煤矿井下压裂检测装置, 包括压裂泵检测器、 若干个无线位移检测仪、 若干个无线气 体检测仪、 若干个无线视频摄像机、 若干个矿用电源、 若干个无线传输分站、 控制计算机组 成, 其特征在于 : 数据线缆作为数据传输通道, 将压裂泵检测器、 各个无线传输分站与控制 计算机相连接。
2: 根据权利要求 1 所述的煤矿井下压裂检测装置, 其特征在于 : 所述无线传输分站通 过无线信号与若干个无线位移测试仪、 若干个无线气体检测仪、 若干个无线视频摄像机相 连接。
3: 根据权利要求 1 所述的煤矿井下压裂检测装置, 其特征在于 : 所述无线气体测试仪 检测四种气体 ( 氧气、 甲烷、 一氧化碳和硫化氢 ) 的气体浓度。
4: 根据权利要求 1 所述的煤矿井下压裂检测装置, 其特征在于 : 所述矿用无线传输分 站与矿用电源相连接。
5: 根据权利要求 1 所述的煤矿井下压裂检测装置, 其特征在于 : 所述矿用无线视频摄 像机与矿用电源相连接。

说明书


煤矿井下压裂检测装置

    【技术领域】
     本发明涉及煤矿安全管理领域, 特别涉及一种应用于煤矿井下压裂检测装置。背景技术 在煤炭行业, 煤与瓦斯突出的风险随着煤层开采向纵深发展变得越来越大, 目前 矿井先对煤层中的瓦斯进行抽放再开采, 但是由于部分区域煤层煤质松软传统的抽采方式 效果不明显, 不能有效对煤层中的瓦斯进行抽放, 不能最大限度的消除煤与瓦斯突出隐患。 现有的压裂设备距离压裂孔较远, 一般为一公里左右, 压裂设备通常将压裂液通过高压管 道输送到压裂孔。而在压裂设备工作过程中, 需要工作人员对高压管道及压裂孔附近设备 进行定期巡视检查, 由于压裂液在 40-60MPa 之间, 压强较高, 高压管道在工作过程中不断 受到液体的侵蚀而出现破坏, 因此高压管道有可能破裂致使出现压裂液泄露的危险, 设备 老化维护工作量大 ; 同时压裂孔目前都是采用经验的方法布置。现有的压裂系统在压裂设 备工作过程中, 需要工作人员对高压管道及压裂孔附近设备进行定期巡视检查, 可能产生 高压管道破裂致使巡检人员伤亡事故的发生, 无法保障矿井生产安全。
     发明内容
     本发明的目的是为了解决上述技术问题而提供的一种利用无线传输技术、 无线视 频技术、 各种环境监测传感器等技术的煤矿井下压裂检测装置, 对压裂现场的气体涌出浓 度、 顶板离层位移情况、 现场压裂孔及设备的实时图像、 现场的煤爆声音等信息进行采集处 理, 为压裂工作提供技术保障。
     本发明的目的可以通过下述技术方案来实现 :
     本发明的一种煤矿井下压裂检测装置包括压裂泵检测器、 无线位移检测仪、 无线 气体检测仪、 无线视频摄像机、 矿用电源、 无线传输分站和控制计算机。
     1. 压裂泵检测器 : 用于采集五种实时数据 ( 压裂泵出口压力、 润滑油油温、 润滑油 油压、 进口流量、 注塞泵油压 ) 检测器。
     2. 无线位移检测仪 : 用于采集巷道离层位移变化数据 ;
     3. 无线气体检测仪 : 用于采集环境内四种气体 ( 氧气、 甲烷、 一氧化碳和硫化氢 ) 的气体浓度变化 ;
     4. 无线视频摄像机 : 用于采集压裂现场煤壁或设备的现场视频和音频情况 ;
     5. 矿用电源 : 用于压裂工作时, 在断电情况下, 给无线基站、 无线视频摄像机设备 提供电源支持。
     6. 无线传输分站 : 用于数据接收, 压缩, 传输数据作用 ;
     7. 控制计算机 : 用于实时数据收集、 处理、 显示、 控制。
     在距工作煤壁 1-2km 的距离外的安全区域, 设置控制计算机。控制计算机与无线 传输分站连接 ; 无线位移测试仪、 无线气体测试仪、 无线视频摄像机采用无线通信方式将采 集的检测数据传送到无线传输分站, 无线传输分站通过数据线缆把检测数据传输到控制计算机, 并在控制计算机上显示 ; 同时控制计算机与压裂泵检测器通过数据线缆连接, 把采集 到压裂泵五种 ( 压裂泵出口压力、 润滑油油温、 润滑油油压、 进口流量、 注塞泵油压 ) 实时数 据传输到控制计算机 ; 矿用电源与无线传输分站、 无线视频摄像机通过电源线连接, 给无线 传输分站、 无线视频摄像机在断电情况下提供不少于 4 个小时的供电支持 ; 操作人员实时 监视工作煤壁的变形情况、 压裂设备的工作状况, 并对压裂设备进行必要的远程控制 ;
     本装置的有益效果如下 :
     在工作煤壁一方的无线位移测试仪、 无线气体测试仪、 无线视频摄像机采用无线 通信方式与无线传输分站连接, 实现数据的无线传递, , 一方面避免了由于工作煤壁附近的 设备的改动对有线方式的破坏, 另一方面设备的移动性较强, 减少了工作煤壁监测系统的 安装工作量, 便于系统的移动安装。
     无线传输分站实现对无线传感器网络智能节点的实时监测数据的收集并通过协 议转换的方式将无线数据格式转换为有线数据格式, 再通过有线方式 ( 以太网或 CAN 总线 ) 传至本安型操作主站, 操作人员通过操作控制计算机就可以实时地掌握工作煤壁的各种变 化和巷道中气体含量的变化, 又能避免操作人员深入现场操控压裂设备, 保障了操作人员 的安全。 本装置能有效实时检测压裂泵运行状况, 发现异常及时报警, 通过操作人员就可 以实时掌握工作煤壁的各种变化和巷道中气体含量的变化, 相当于操作人员亲临现场操控 压裂设备, 有身临其境的感觉, 不仅保障了操作人员的安全, 而且具有良好的社会效益。
     附图说明
     图 1 为本发明的整体装置图具体实施方式
     本发明的一种煤矿井下压裂检测装置包括压裂泵检测器、 无线位移检测仪、 无线 气体检测仪、 无线视频摄像机、 矿用电源、 无线传输分站和控制计算机。
     结合煤矿的实际地形特征和监控需求, 在距工作煤壁 1-2km 的距离外的安全区 域, 设置控制计算机。 控制计算机与无线传输分站连接 ; 无线位移测试仪、 无线气体测试仪、 无线视频摄像机采用无线通信方式将采集的检测数据传送到无线传输分站, 无线传输分站 通过数据线缆把检测数据传输到控制计算机, 并在控制计算机上显示 ; 同时控制计算机与 压裂泵检测器通过数据线缆连接, 把采集到压裂泵五种 ( 压裂泵出口压力、 润滑油油温、 润 滑油油压、 进口流量、 注塞泵油压 ) 实时数据传输到控制计算机 ; 矿用电源与无线传输分 站、 无线视频摄像机通过电源线缆相连接, 提供在断电情况下不少于 4 个小时的供电支持 ; 操作人员实时监视工作煤壁的变形情况、 压裂设备的工作状况, 并对压裂设备进行必要的 远程控制。

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资源描述

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1、10申请公布号CN102135010A43申请公布日20110727CN102135010ACN102135010A21申请号201110036079X22申请日20110211E21F7/00200601E21F17/1820060171申请人南京北路自动化系统有限责任公司地址211106江苏省南京市江宁开发区菲尼克斯路99号院二楼申请人河南省煤层气开发利用有限公司郑州北路自动化系统有限公司72发明人金勇段文斌张杰连振中韦文思纪敏李滨薛红杰李鹏辉孙明闯耿仪王东刘志阳徐超冯保科54发明名称煤矿井下压裂检测装置57摘要一种煤矿井下压裂检测装置,属于本质安全型矿井检测装置。该装置在距工作煤壁12K。

2、M的距离外的安全区域,设置控制计算机。控制计算机与无线传输分站连接;无线位移测试仪、无线气体测试仪、无线视频摄像机利用无线信号将采集的检测数据传送到无线传输分站,无线传输分站通过数据线缆把检测数据传输到控制计算机,并显示;同时控制计算机与压裂泵检测器通过数据线缆连接,把采集到压裂泵五种实时数据传输到控制计算机;操作人员实时监视工作煤壁的变形情况、压裂设备的工作状况,并对压裂设备进行必要的远程控制。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页CN102135015A1/1页21煤矿井下压裂检测装置,包括压裂泵检测器、若干个无线位移检测仪、若干个无。

3、线气体检测仪、若干个无线视频摄像机、若干个矿用电源、若干个无线传输分站、控制计算机组成,其特征在于数据线缆作为数据传输通道,将压裂泵检测器、各个无线传输分站与控制计算机相连接。2根据权利要求1所述的煤矿井下压裂检测装置,其特征在于所述无线传输分站通过无线信号与若干个无线位移测试仪、若干个无线气体检测仪、若干个无线视频摄像机相连接。3根据权利要求1所述的煤矿井下压裂检测装置,其特征在于所述无线气体测试仪检测四种气体氧气、甲烷、一氧化碳和硫化氢的气体浓度。4根据权利要求1所述的煤矿井下压裂检测装置,其特征在于所述矿用无线传输分站与矿用电源相连接。5根据权利要求1所述的煤矿井下压裂检测装置,其特征在。

4、于所述矿用无线视频摄像机与矿用电源相连接。权利要求书CN102135010ACN102135015A1/2页3煤矿井下压裂检测装置技术领域0001本发明涉及煤矿安全管理领域,特别涉及一种应用于煤矿井下压裂检测装置。背景技术0002在煤炭行业,煤与瓦斯突出的风险随着煤层开采向纵深发展变得越来越大,目前矿井先对煤层中的瓦斯进行抽放再开采,但是由于部分区域煤层煤质松软传统的抽采方式效果不明显,不能有效对煤层中的瓦斯进行抽放,不能最大限度的消除煤与瓦斯突出隐患。现有的压裂设备距离压裂孔较远,一般为一公里左右,压裂设备通常将压裂液通过高压管道输送到压裂孔。而在压裂设备工作过程中,需要工作人员对高压管道及。

5、压裂孔附近设备进行定期巡视检查,由于压裂液在4060MPA之间,压强较高,高压管道在工作过程中不断受到液体的侵蚀而出现破坏,因此高压管道有可能破裂致使出现压裂液泄露的危险,设备老化维护工作量大;同时压裂孔目前都是采用经验的方法布置。现有的压裂系统在压裂设备工作过程中,需要工作人员对高压管道及压裂孔附近设备进行定期巡视检查,可能产生高压管道破裂致使巡检人员伤亡事故的发生,无法保障矿井生产安全。发明内容0003本发明的目的是为了解决上述技术问题而提供的一种利用无线传输技术、无线视频技术、各种环境监测传感器等技术的煤矿井下压裂检测装置,对压裂现场的气体涌出浓度、顶板离层位移情况、现场压裂孔及设备的实。

6、时图像、现场的煤爆声音等信息进行采集处理,为压裂工作提供技术保障。0004本发明的目的可以通过下述技术方案来实现0005本发明的一种煤矿井下压裂检测装置包括压裂泵检测器、无线位移检测仪、无线气体检测仪、无线视频摄像机、矿用电源、无线传输分站和控制计算机。00061压裂泵检测器用于采集五种实时数据压裂泵出口压力、润滑油油温、润滑油油压、进口流量、注塞泵油压检测器。00072无线位移检测仪用于采集巷道离层位移变化数据;00083无线气体检测仪用于采集环境内四种气体氧气、甲烷、一氧化碳和硫化氢的气体浓度变化;00094无线视频摄像机用于采集压裂现场煤壁或设备的现场视频和音频情况;00105矿用电源用。

7、于压裂工作时,在断电情况下,给无线基站、无线视频摄像机设备提供电源支持。00116无线传输分站用于数据接收,压缩,传输数据作用;00127控制计算机用于实时数据收集、处理、显示、控制。0013在距工作煤壁12KM的距离外的安全区域,设置控制计算机。控制计算机与无线传输分站连接;无线位移测试仪、无线气体测试仪、无线视频摄像机采用无线通信方式将采集的检测数据传送到无线传输分站,无线传输分站通过数据线缆把检测数据传输到控制计说明书CN102135010ACN102135015A2/2页4算机,并在控制计算机上显示;同时控制计算机与压裂泵检测器通过数据线缆连接,把采集到压裂泵五种压裂泵出口压力、润滑油。

8、油温、润滑油油压、进口流量、注塞泵油压实时数据传输到控制计算机;矿用电源与无线传输分站、无线视频摄像机通过电源线连接,给无线传输分站、无线视频摄像机在断电情况下提供不少于4个小时的供电支持;操作人员实时监视工作煤壁的变形情况、压裂设备的工作状况,并对压裂设备进行必要的远程控制;0014本装置的有益效果如下0015在工作煤壁一方的无线位移测试仪、无线气体测试仪、无线视频摄像机采用无线通信方式与无线传输分站连接,实现数据的无线传递,一方面避免了由于工作煤壁附近的设备的改动对有线方式的破坏,另一方面设备的移动性较强,减少了工作煤壁监测系统的安装工作量,便于系统的移动安装。0016无线传输分站实现对无。

9、线传感器网络智能节点的实时监测数据的收集并通过协议转换的方式将无线数据格式转换为有线数据格式,再通过有线方式以太网或CAN总线传至本安型操作主站,操作人员通过操作控制计算机就可以实时地掌握工作煤壁的各种变化和巷道中气体含量的变化,又能避免操作人员深入现场操控压裂设备,保障了操作人员的安全。0017本装置能有效实时检测压裂泵运行状况,发现异常及时报警,通过操作人员就可以实时掌握工作煤壁的各种变化和巷道中气体含量的变化,相当于操作人员亲临现场操控压裂设备,有身临其境的感觉,不仅保障了操作人员的安全,而且具有良好的社会效益。附图说明0018图1为本发明的整体装置图具体实施方式0019本发明的一种煤矿。

10、井下压裂检测装置包括压裂泵检测器、无线位移检测仪、无线气体检测仪、无线视频摄像机、矿用电源、无线传输分站和控制计算机。0020结合煤矿的实际地形特征和监控需求,在距工作煤壁12KM的距离外的安全区域,设置控制计算机。控制计算机与无线传输分站连接;无线位移测试仪、无线气体测试仪、无线视频摄像机采用无线通信方式将采集的检测数据传送到无线传输分站,无线传输分站通过数据线缆把检测数据传输到控制计算机,并在控制计算机上显示;同时控制计算机与压裂泵检测器通过数据线缆连接,把采集到压裂泵五种压裂泵出口压力、润滑油油温、润滑油油压、进口流量、注塞泵油压实时数据传输到控制计算机;矿用电源与无线传输分站、无线视频摄像机通过电源线缆相连接,提供在断电情况下不少于4个小时的供电支持;操作人员实时监视工作煤壁的变形情况、压裂设备的工作状况,并对压裂设备进行必要的远程控制。说明书CN102135010ACN102135015A1/1页5图1说明书附图CN102135010A。

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