【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及采空区二氧化碳灌注，具体为一种采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统。
技术介绍
1、采空区煤自燃灾害是采空区风流场持续供氧、遗煤蓄热、热量积聚综合作用的结果，当煤氧化反应放出热量大于向周围环境散发的热量时，热量积聚使煤温上升，反之，则不能使煤温上升。当积聚的热量使煤温上升到临界温度并继续上升，最终则会导致煤体发生自燃。因此，煤自燃过程实质是煤氧化作用产热与环境散热这对矛盾运动发展的过程。
2、公开号为cn 113063715 a的专利技术公开了一种采空区二氧化碳调控实验系统与方法，包括：总控计算机、惰化参数预测子系统、二氧化碳灌注子系统、二氧化碳检测部二氧化碳和监测系统，总控计算机用于输入采空区内的各项参数，惰化参数预测子系统用于预测得到采空区内各部分的二氧化碳浓度作为参考值并预测二氧化碳运移规律，二氧化碳灌注子系统用于向采空区内灌注二氧化碳气体，二氧化碳检测部设置于采空区内，二氧化碳监测子系统用于对二氧化碳实际浓度进行处理，并将处理结果传输至惰化参数预测子系统内与参考值进行比较。
3、如上述专利技术所示，现有的二氧化碳调控系统一般是将二氧化碳通过管道直接注入采空区，这种方式由于只有一个出口，导致二氧化碳的分布不均匀，其效果不易控制，很难达到预期的灭火或惰化效果。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统，解决了现有的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现
3、数据采集单元，用于采集灌注点以及总管路处环境数据，所述环境数据包括：灌注点周围温度、风向、管内压力以及指标气体浓度；
4、数据处理单元，通过判断环境数据中的温度、风向、流量计、管内压力以及指标气体浓度值，结合时钟模块，基于时间差原理，以当前采集环境数据为被控量状态，以传感器采集数据为参考目标，固定时间差为动作点，输出控制量的调控措施。
5、优选的，所述灌注系统还包括灌注管路，所述灌注管路沿进风巷直通采空区内部，重点灌注采空区内氧化带，所述灌注管路直通采空区内部，每隔固定间隔开孔，用于将二氧化碳均匀灌入采空区氧化带部分。
6、优选的，所述灌注管路上的开孔朝向回风巷道一侧，便于二氧化碳在漏风场的影响下更均匀地分布，且每个开孔处配备有电动球阀，电动球阀可以根据实际需要精确控制二氧化碳的灌注量。
7、优选的，所述数据采集单元包括温度传感器、风向传感器、气体流量计、压力传感器和气体浓度传感器。
8、优选的，所述灌注系统遵循一种分级的调控模式，该模式基于温度传感器、风向传感器、气体流量计、压力传感器以及二氧化碳浓度传感器所收集的数据进行分析，进而指导电动球阀的运作。
9、优选的，所述电动球阀的开度被划分为五个等级，分别是0％、25％、50％、75％和100％，这些百分比代表了球阀开启的程度，达到预设的所述二氧化碳浓度标准的百分比也被分为五个等级，分别是100％、75％、50％、25％和0％。
10、优选的，当设定的二氧化碳浓度百分比为100％时，球阀的开度为0％；
11、当设定的二氧化碳浓度百分比为75％时，球阀的开度为25％；
12、当设定的二氧化碳浓度百分比为50％时，球阀的开度为50％；
13、当设定的二氧化碳浓度百分比为25％时，球阀的开度为75％；
14、当设定的二氧化碳浓度百分比为0％时，球阀的开度为100％。
15、优选的，所述灌注系统的灌注方法包括以下步骤：
16、步骤一、数据收集：使用温度传感器监测灌注点周围的环境温度，利用风向传感器检测灌注点处的风流方向，通过气体流量计测量灌注的二氧化碳流量，压力传感器监控管路系统中的压力变化，二氧化碳浓度传感器监测灌注点周围的二氧化碳浓度；
17、步骤二、环境安全评估：温度传感器和压力传感器数据用于评估环境安全条件，确认温度在设定的安全范围内且压力符合安全标准，记录每个传感器数据的时间戳，以便分析时间差；
18、步骤三、风流方向确认：风向传感器确保风流方向适宜，即从进风巷向回风巷运移，记录风流方向稳定的时间长度，确保达到安全灌注条件；
19、步骤四、球阀开度调节：根据二氧化碳浓度传感器的数据调节电动球阀的开度；
20、球阀开度分为五个等级：0％、25％、50％、75％和100％；
21、对应的二氧化碳浓度标准百分比为：100％、75％、50％、25％和0％；
22、步骤五：对应关系执行与时间差分析
23、当设定的二氧化碳浓度百分比为100％时，球阀开度为0％，记录持续时间；
24、当设定的二氧化碳浓度百分比为75％时，球阀开度为25％，记录持续时间；
25、当设定的二氧化碳浓度百分比为50％时，球阀开度为50％，记录持续时间；
26、当设定的二氧化碳浓度百分比为25％时，球阀开度为75％，记录持续时间；
27、当设定的二氧化碳浓度百分比为0％时，球阀开度为100％，记录持续时间；
28、步骤六、调控策略调整：分析记录的时间差和数据变化，调整调控策略以优化灌注过程，根据时间差调整球阀开度，以实现更精确的二氧化碳浓度控制。
29、有益效果
30、本专利技术提供了一种采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统。与现有技术相比具备以下有益效果：
31、1、该采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统通过采用并联多支路灌注方式，通过设计的管路铺设，将二氧化碳有效地输送到采空区的关键区域，为了实时监测灌注点处的环境状况，确保灌注效果，每个灌注点都安装了五种不同类型的传感器，包括温度传感器、风向传感器、气体流量计、压力传感器和气体浓度传感器，这些传感器共同构成了一个监测网络，用于收集和传输关键的环境数据，如温度、风向、气体流量、压力以及二氧化碳和其他气体的浓度，通过这种方式，结合漏风场和二氧化碳浓度场的叠加效应，可以确保二氧化碳有效地到达采空区的关键区域，也根据实时监测的数据调整灌注策略，从而实现更高效、更精确的二氧化碳灌注。
32、2、该采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统通过在管路深入采空区的部分，每隔一段固定距离设置有开孔，这些开孔朝向回风巷道一侧，以便于二氧化碳在漏风场的影响下更均匀地分布，每个开孔处配备有电动球阀，这些阀门可以根据实际需要精确控制二氧化碳的灌注量，利用自然的风向帮助二氧化碳气体更均匀、更深入地分布到采空区的各个角落，从而提高灭火或惰化的效率和效果。...
【技术保护点】
1.一种采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统，结合多支路、动态的特点将二氧化碳灌注于采空区内，其特征在于，所述灌注系统包括数据采集单元和数据处理单元，数据采集单元用于采集各支路灌注点处环境数据，以及采集总管路处环境数据，并将采集的数据传输给数据处理单元，数据处理单元对环境数据进行判断，判断各支路灌注点需要的灌注量进行灌注；
2.根据权利要求1所述的采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统，其特征在于：所述灌注系统还包括灌注管路，所述灌注管路沿进风巷直通采空区内部，重点灌注采空区内氧化带，所述灌注管路直通采空区内部，每隔固定间隔开孔，用于将二氧化碳均匀灌入采空区氧化带部分。
3.根据权利要求1所述的采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统，其特征在于：所述灌注管路上的开孔朝向回风巷道一侧，便于二氧化碳在漏风场的影响下更均匀地分布，且每个开孔处配备有电动球阀，电动球阀根据实际需要精确控制二氧化碳的灌注量。
4.根据权利要求1所述的采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统，其特征在于：所述数据采集单元包括温度传感器、风向传感器、气体流量计、压力传感器和气体浓度传
5.根据权利要求4所述的采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统，其特征在于：所述灌注系统遵循一种分级的调控模式，该模式基于温度传感器、风向传感器、气体流量计、压力传感器以及二氧化碳浓度传感器所收集的数据进行分析，进而指导电动球阀的运作。
6.根据权利要求5所述的采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统，其特征在于：所述电动球阀的开度被划分为五个等级，分别是0％、25％、50％、75％和100％，这些百分比代表了球阀开启的程度，达到预设的所述二氧化碳浓度标准的百分比也被分为五个等级，分别是100％、75％、50％、25％和0％。
7.根据权利要求6所述的采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统，其特征在于：当设定的二氧化碳浓度百分比为100％时，球阀的开度为0％；
8.根据权利要求1所述的采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统，其特征在于：所述灌注系统的灌注方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统，结合多支路、动态的特点将二氧化碳灌注于采空区内，其特征在于，所述灌注系统包括数据采集单元和数据处理单元，数据采集单元用于采集各支路灌注点处环境数据，以及采集总管路处环境数据，并将采集的数据传输给数据处理单元，数据处理单元对环境数据进行判断，判断各支路灌注点需要的灌注量进行灌注；
2.根据权利要求1所述的采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统，其特征在于：所述灌注系统还包括灌注管路，所述灌注管路沿进风巷直通采空区内部，重点灌注采空区内氧化带，所述灌注管路直通采空区内部，每隔固定间隔开孔，用于将二氧化碳均匀灌入采空区氧化带部分。
3.根据权利要求1所述的采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统，其特征在于：所述灌注管路上的开孔朝向回风巷道一侧，便于二氧化碳在漏风场的影响下更均匀地分布，且每个开孔处配备有电动球阀，电动球阀根据实际需要精确控制二氧化碳的灌注量。
4.根据权利要求1所述的采空区二氧化碳并联多支路动态灌注系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：司俊鸿，李林，褚廷湘，杨博，赵梓豪，范若婷，杨泽林，
申请(专利权)人：华北科技学院中国煤矿安全技术培训中心，
类型：发明
国别省市：
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