[发明专利]一种煤矿泵房吸水井淤泥深度检测装置及方法

说明书

本发明提供了一种煤矿井下泵房吸水井淤泥深度检测装置及方法，该装置包括：矿用隔爆兼本安型可编程控制箱、电机、矿用本安型拉力传感器、编码器、重锤、滚筒和缆绳。缆绳的一端固定在滚筒上，另一端连接重锤，电机带动滚筒转动时，重锤做升降运动。矿用隔爆兼本安型可编程控制箱根据编码器和矿用本安型拉力传感器采集的信息，计算出重锤下落的长度和缆绳受到的拉力，并以此计算出淤泥深度。该装置具有安全的防爆结构以及简洁高效的传动机构，工作稳定可靠，故障率低。

技术领域

本发明属于煤矿排水领域，具体说是一种煤矿泵房吸水井淤泥深度检测装置及方法。

背景技术

煤矿井下排水系统是煤矿生产四大件之一，担负着将井下积水排出的重要任务，是矿井安全生产的保障。但由于水源中含有大量煤尘、污泥等，经常造成吸水井污泥淤积，严重时堵塞吸水管，导致水泵无法正常排水。长期以来只能通过人工下放重锤来检测淤泥堆积情况，增加了大量的人工成本，同时人工检测也不能和泵房自动化系统实现有效闭锁，如果检测不及时造成淤泥大量堆积将会对矿井生产产生严重影响。为了降低人员投入，保证矿井安全排水，有必要发明一种用于煤矿泵房吸水井淤泥深度的检测装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种煤矿泵房吸水井淤泥深度检测装置。该装置具有安全的防爆结构以及简洁高效的传动机构，工作稳定可靠，故障率低。

本实发明采用的技术方案是：一种煤矿井下泵房吸水井淤泥深度检测装置，该装置包括：矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1、电机2、矿用本安型拉力传感器3、编码器4、重锤5、滚筒6和缆绳7。矿用本安型拉力传感器3安装在缆绳7上，其输出与矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1连接，编码器4安装于滚筒6轴心处，其输出端连接矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1，矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1输出连接电机2，滚筒6与电机2输出轴连接。缆绳7一端安装重锤5，另一端固定在滚筒6上，当滚筒6按正反不同方向转动时，可通过缆绳7带动重锤5上下移动。

矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1通过内部程序驱动电机2带动重锤5做往复升降运行，矿用本安型拉力传感器3检测重锤在不同位置时缆绳7受到的拉力值，编码器4检测重锤5下放的长度。矿用本安型拉力传感器3和编码器4的输出连接矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1，矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1对采集的拉力值和编码器数据进行分析、计算，矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1的输出连接电机2。

矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1具备丰富的通讯接口包括：以太网接口、RS-485通讯接口（Modbus-RTU通讯协议）和模拟量接口以及开关量接口。矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1作为数据采集、分析处理主站，采集矿用本安型拉力传感器3及编码器4检测的拉力信号和转数，计算淤泥堆积深度，将H_淤数据实时输出给监控设备，当淤泥深度H_淤超出上限值时，通过开关量接口输出控制信号，实现与水泵控制系统的闭锁。

重锤5需定时往复运行，避免长期浸于水下被淤泥掩盖。

矿用本安型拉力传感器3检测后输出的4-20mA信号和编码器4检测后输出的转数脉冲传送给矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1，矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1根据检测的拉力值和转数值（重锤5下放长度），计算淤泥淤积高度。当拉力值等于0时，吸水井深度减重锤下放长度即为淤泥淤积高度，当拉力值小于重力时，依据阿基米德原理可通过重力值、拉力值判断当前水仓内水的密度。

基于上述一种煤矿井下泵房吸水井淤泥深度检测装置，本发明提供了一种煤矿井下泵房吸水井淤泥深度检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：初始状态时，缆绳7全部缠绕在滚筒6上，重锤5下放长度L等于0；

步骤二：在矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1的控制下，电机2开始转动，将重锤5放入吸水井内；此时，编码器4记录滚筒6的转数，矿用本安型拉力传感器3检测缆绳7受到的拉力，并分别将检测数据传送给矿用隔爆兼本安型可编程控制箱1。