一种煤矿井下水仓水位检测装置

应用技　文章编号：１６７４—９１４６（２０１４）０７—０１０７—０２　一种缫矿井吓水仓水位检剥装置冰　杨旭彬ｌ１　，许（１．河南理工大学，河南　焦作颖ｚ　０４６０００）　４５４０００；２．潞安矿业集团公司，山西　长冶摘要：鉴于目前很多煤矿并下主水仓水位的检测都是靠人工进行’且煤矿井下环境复杂’有效监测其变化有一定的　困难，因此，笔者提出了一种新的装置，通过分析其工作原理和使用效果＇得出该装置有效解决了人工检测的问题．　保证７　矿的｜产安全，关键讽　艰仓水强　监　捧往椿头　｜孽Ｉ鬻童ｉｊ　｜薯　譬　ｊ　ｉ≯誊ｔ　～：｜　囊一　。ｉ罄薯｜鼍　。｜。ｌ｜０　－≯　。　厨分类号：ＴＤ７４４文　碍　Ａ　ｏｏｌｊｍ蝴　√　ｊ托２　４　ｉ１０７｜｜　｜一　目前，多数煤矿井下主水仓水位的检测是靠人　工进行，值班人员观察时需站在盖板上向下看．根　据台阶估计水位，且要时时观察主水仓水位的变　化。由于煤矿井下环境复杂，水量时多时少，当水　量较大而未及时抽水时，积水就会溢出水仓、淹没　水位变化ｆ　Ｉ相应位置三极Ｊ　Ｉ水位变化达到上、下限　达到某探　管导通，对应发Ｈ时，继电器Ｊ吸合控制　头位置时Ｉ　Ｊ光管发出指示ｌ　Ｊ外部声光电笛发声报警　图１　煤矿井下水仓水位检测原理框图　位实时变化的模拟显示：同时设置１号和７号探针　作为监测水仓水位上、下极限。当水位到达这两个　极限时，中间继电器会吸合，该装置对外输出有一　巷道，给生产、供电或人身造成伤害；当水位低至　极限时．如果值班人员未能及时发现，就会损坏水　泵等大型设备。同时，煤矿井下主水仓中的煤水含　煤量很高，类似于煤泥，具有导电性，因此有效监　测其变化有一定的困难。　１　煤矿井下水仓水位检测装置工作原理　煤矿井下水仓水位检测装置主要包括探头和检　对接点，提供“通”或“断”两种形态．可供井下　专用声光电笛作为报警使用，见图２。　７根独立　测电路两部分，具有结构简单、工作可靠的优点，　适用于煤矿或非煤矿山使用。其中，检测电路包括　水位监测和显示电路、预警控制电路及供电模块。　将探头放置于水仓中．探针通过信号线连接至　本装置的检测回路，经分析驱动相应的发光二极　管，指示水位。当达到上、下限位时。即直接驱动　图２水位探头简易图　中间继电器，输出常开（或常闭）接点。外接矿用　声光报警装置。该装置工作时能实时显示水仓水位　变化情况，当水位超过上、下限时会发出声光报　警，见图１。　该装置设７个水位探针，用发光二极管作为水　水仓抽水用离心式水泵，水位不能低于抽水管　的抽水Ｉ５Ｉ。所以７号探针比抽水管略短，作为水仓　水位下限监测。１号探针放在水仓口下０．５　ｍ位置，　防止水仓水位溢出，淹没巷道、设备。正常工作情　况下，水仓水位只能保持在１—７号探针之间。因为　【基金项目】实用新型专利：ＺＬ２００６２０１２８５４０．９　收稿日‘期：２０１４—０２—１９；修回日期：２０１４—０５—１９　作者简介：杨旭彬（１９７１－），男，河北武安人，硕士，注册安全工程师，主要从事井下机电技术研究，Ｅ－ｍａｌｌｉ８７１６４８７６６＠ｑｑ　ｃｏｍ。　２ｏ￣４＃－７月．总等　期５—１０７—　科接圈葡　篁　ｌ　用技术Ｅ　井下各工作面的积水、巷道淋水经专用排水管排至　２使用效果分析　该装置制作完成后，２００８年在某矿井下６３０中　井下水仓，水仓内有大功率离心式水泵，将水仓内　的水排至地面。由于井下巷道或工作面的出水随地　质条件而变化，因此水仓水位时刻在变化。　可以看出，该装置的水位探头经过了特殊设　计．主要是为了应付煤矿主水仓水质的特殊情况。　水仓中的水质含煤量较高，具有导电性、较强的粘　着性。例如，水位淹没至３号探针后，３～７号探针　均在水中．水中的煤泥会附着在探针上，由于各探　针之间是隔空的，所以各探针之间不会被水中的煤　泥直接联系在一起。　央水仓试用。将该装置放置于变电所内，设置５个　发光管显示实时的水位变化。水位探头放置于水仓　内．用矿用信号电缆将各电极连接至该装置。声光　报警器也放置于变电所内，１号和７号电极为上、　下限监测电极，当水位到达这两个点后，该装置会　输出常开（或常闭）点，控制井下专用声光报警器　发出声光报警，提示水泵司机注意及时抽水。　在实际试用中，安排两个人工作，一人在变电　所，一人在水仓观察水位变化，再与装置上水位的　显示对比　每班只设一人，即配电工兼水泵司机，　市面上常见的水位监测装置其探头是一根竹竿　形状，垂直放置于水仓中，检测电极从上到下均匀　每天可减少３人。使用一月后，确定水位指示准　地固定在这根类似竹竿的探头上。这种装置很难探　测煤矿井下主水仓的水位，因为水中的煤泥具较强　确；当主水仓水位到上、下限监测位时，声光报警　器能正常发出声光报警音。实测整个装置的工作电　流为３　ｍＡ，流过探头的电流为２　Ａ。使用一年，　未发生水仓溢水事故，节约人工工资９万元。　３结束语　粘着性．水位所淹没过探头时，探头上都会附着上　煤泥，因煤泥具有导电性，探头上的电极、中间绝　缘部分都会粘着煤泥，致使所有电极全部“电联　结”，这样就不能有效监测水位的变化情况。市面　上还有一种检测方法，就是采用浮球检测法。即将　该装置具有结构简单、运行安全可靠；可实　时、直观显示水位变化情况；当水位超限时会发｝｝｛　声光报警：对外输出有控制接点，可控制磁力起动　浮球放置于水面，通过连接绳连到水仓口的指示　器，指示器上画有刻度线，标示水位线。这种方法　有几个缺点：水泵抽水过程中．水面不停波动，幅　器开关停送电等特点，有效解决了人Ｔ检测井下主　水仓水位不便、无法确定开泵抽水准确时间等问　题，已取得国家知识产权局颁发的实用新型专利证　书。该装置在与信号综保配合使用时（为该装置提　供电源和防爆外壳），可以直接应用于井下采区的　小水仓，用于控制磁力启动器达到自动控制水泵开　停的目的，从而减少工作人员的劳动强度，杜绝设　备损坏和人身伤害，保证煤矿的安全生产。　（责任编辑高腾）　度较大，造成水位指示不准确：水中的煤泥沾满浮　球及连接线后，指示也会不准确；没有上限、下限　警示：由于水仓来水不断变化，人Ｔ就要经常观察　水位指示器．判断是否需要开泵抽水：还需要经常　维护检测装置。　由上述可知，该装置从设计上有效解决了这些　难题，尤其具备独立的检测电极设计、上下限声光　报警等特有功能，也是该装置的主要创新点。　Ａ　Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　Ｄｅｖｉｃｅ　ｏｆ　Ｓｕｍｐ　ａｎｄ　Ｗａｔｅｒ　Ｌｅｖｅｌ　Ｕｎｄｅｒ　Ｓｈａｆｔ　ｏｆ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　Ｙａｎｇ　Ｘｕ－ｂｉｎｌ，２＇Ｘｕ　Ｙｉｎｇ　（１．Ｈｅｎａｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ　４５４０００　Ｃｈｉｎａ；　２．Ｌｕ’ａｎ　Ｍｉｉｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｎｒｙ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈａｎｇｚｈｉ　０４６０００　Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｍａｎｙ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｗａｔｅｒ　ｓｕｍｐ　ｌｅｖｅｌ　ａｒｅ　ｍａｎｕａｌｌｙ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｅｎｖｌ’一　ｒｏｎｍｅｎｔ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｈａｓ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｄｉｉｃｕｌｆｔｙ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｐｒｏｐｏｓｅｓ　ａ　ｎｅｗ　ｄｅｖｉｃｅ，ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ａｎａｌ—　ｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｖｉｃｅ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ａｒｔｉｉｃｉｆａｌ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｅｎ—　ｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ　ｓｕｍｐ　ｌｅｖｅｌ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｗａｔｅｒ　ｌｅｖｅｌ　ｐｒｏｂｅ　ｌ　ＳＣＩ－ＴＥＣＨ　ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ＆ＰＲＯＤＵＣＴＩＶＩＴＹ　１—－－．－－－－－－－－—－—－　－－．．－　．—．—　．．一一　１０８一Ｌ—　：！　１　２０—１４，Ｔｏｔａｌ　Ｎｏ．２４６