【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于瓦斯抽采，涉及基于激光雷達(dá)的瓦斯抽采管網(wǎng)檢測泄漏系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、煤礦瓦斯又稱煤層氣，瓦斯是威脅煤礦安全生產(chǎn)的主要因素之一。將煤層瓦斯抽出并加以利用具有諸多益處，一方面，可以促進(jìn)礦井安全高效生產(chǎn)，另一方面，可以增加能源供給。因此，確保礦井瓦斯的高效抽采利用是不可或缺的。一般情況，均是利用抽采鉆孔對煤層瓦斯進(jìn)行抽采以降低待采掘區(qū)域瓦斯含量，而抽采出的瓦斯需通過瓦斯抽采管網(wǎng)輸送至地面加以利用，瓦斯抽采管網(wǎng)抽采段為負(fù)壓管道，輸出段為正壓管道。
2、瓦斯抽采管網(wǎng)是保障瓦斯抽采效果、實(shí)現(xiàn)瓦斯高效利用的重要樞紐。第一，由于井下巷道變形或掉落煤巖塊磕碰，容易造成瓦斯抽采管路意外破損。第二，由于井下管路敷設(shè)較長，井下環(huán)境復(fù)雜，瓦斯抽采管路泄漏點(diǎn)定位存在一定困難。第三，由于瓦斯抽采管網(wǎng)同時(shí)存在正壓和負(fù)壓段，現(xiàn)有的實(shí)時(shí)管網(wǎng)檢漏技術(shù)均針對正壓管道。但是，瓦斯抽采管網(wǎng)的完整性恰恰是影響煤層瓦斯高效抽采、利用和安全的重要因素之一。
3、檢索出的瓦斯管道檢漏相關(guān)專利為：申請?zhí)枮閏n201120131338.2的專利，公開了一種煤礦用瓦斯抽放管道超聲波檢漏儀，包括超聲波探頭、信號放大電路、音頻處理電路、頻率顯示電路、單片機(jī)控制器，超聲波探頭用于獲取管道泄漏產(chǎn)生的泄漏超聲波信號，泄漏超聲波信號經(jīng)過信號放大電路后輸入到音頻處理電路，音頻處理電路將泄漏超聲波高頻信號轉(zhuǎn)化為人耳可聽的低頻信號，頻率顯示電路實(shí)時(shí)顯示超聲波信號的頻率值。采用超聲波探頭來獲取管道泄漏產(chǎn)生的泄漏超聲波信號，將泄漏超聲波高頻信號轉(zhuǎn)化為低頻信號或?qū)?span style='display:none'>超聲波信號的頻率值通過頻率顯示電路實(shí)時(shí)顯示，該檢漏儀成本低、使用方便、速度快、準(zhǔn)確可靠、便于現(xiàn)場檢測，適用于煤礦井下爆炸性氣體環(huán)境下的瓦斯輸送管道的氣體泄漏檢測。
4、通過查閱和分析相關(guān)資料可知，目前非礦山領(lǐng)域管道檢漏主要為正壓輸送管道檢漏方法，礦山領(lǐng)域管道檢漏主要為局部人工巡檢式檢漏，前述檢漏方法均無法實(shí)現(xiàn)同時(shí)針對正、負(fù)壓輸送管網(wǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢漏。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，針對目前瓦斯抽采管網(wǎng)只局限于局部人工巡檢式檢漏方式存在的效率低、易漏檢、無法針對整個(gè)管網(wǎng)進(jìn)行同步檢漏等問題，本專利技術(shù)提出基于激光雷達(dá)的瓦斯抽采管網(wǎng)檢測泄漏系統(tǒng)及方法，可實(shí)現(xiàn)同時(shí)針對正、負(fù)壓輸送管網(wǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢漏，極大提高瓦斯抽采管網(wǎng)檢漏效率。
2、為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、基于激光雷達(dá)的瓦斯抽采管網(wǎng)檢測泄漏系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括若干檢漏單元；
4、所述檢漏單元為：根據(jù)瓦斯抽采管網(wǎng)敷設(shè)路徑，將瓦斯抽采管網(wǎng)劃分為若干直管段，每個(gè)直管段為一個(gè)檢漏單元；
5、所述激光信號接收裝置2用于接收所屬檢漏單元激光信號發(fā)生裝置1發(fā)出的激光；
6、所述激光能夠包裹住瓦斯抽采管路4；
7、每個(gè)激光信號接收裝置2均設(shè)置有信號收集分析終端3；
8、所有信號收集分析終端3均與信號集成分站5信號連接；
9、所述信號集成分站5與外部監(jiān)控系統(tǒng)連接；
10、當(dāng)瓦斯抽采管路4某個(gè)位置發(fā)生瓦斯泄漏時(shí)，產(chǎn)生徑向氣流壓力波動(dòng)，造成激光信號衰減，影響激光信號接收裝置2接收激光的數(shù)量，信號收集分析終端3利用多普勒頻移測算出氣流異常處的位置；所有信號收集分析終端3的信號通過信號集成分站5實(shí)時(shí)傳輸至外部監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)瓦斯抽采管網(wǎng)的實(shí)時(shí)檢漏、泄漏點(diǎn)定位和報(bào)警。
11、進(jìn)一步，所述激光信號發(fā)生裝置1為環(huán)形激光信號發(fā)生裝置，用于發(fā)射包裹住瓦斯抽采管路4的環(huán)管激光信號。
12、基于激光雷達(dá)的瓦斯抽采管網(wǎng)檢測泄漏方法，該方法包括以下步驟：
13、s1：檢漏單元?jiǎng)澐趾痛_定；根據(jù)礦井瓦斯抽采管網(wǎng)敷設(shè)圖劃分出直管段數(shù)量和對應(yīng)直管段管徑和長度，確定檢漏單元，不同檢漏單元所需激光信號發(fā)生裝置1、激光信號接收裝置2內(nèi)徑需跟對應(yīng)直管段瓦斯抽采管路4外徑相匹配；
14、s2：裝置安裝；根據(jù)s1劃分和確定的檢漏單元，在瓦斯抽采管路4對應(yīng)直管段起始端和末尾端分別安裝激光信號發(fā)生裝置1和激光信號接收裝置2，所述直管段起始端和末尾端依據(jù)瓦斯流動(dòng)方向確定；每個(gè)直管段激光信號接收裝置2配置有信號收集分析終端3，所有信號收集分析終端3與信號集成分站5相連接，信號集成分站5與外部監(jiān)控系統(tǒng)連接；
15、s3：系統(tǒng)調(diào)試；查看系統(tǒng)是否可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)；在試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中根據(jù)現(xiàn)場條件在系統(tǒng)中設(shè)置檢漏靈敏度；對于瓦斯抽采管路4直管段達(dá)到一定長度的管路，根據(jù)調(diào)試結(jié)果確定是否在達(dá)到一定長度的管路中再增加劃分檢漏單元數(shù)量；
16、s4：實(shí)時(shí)檢漏和監(jiān)測；系統(tǒng)調(diào)試至最佳運(yùn)行狀態(tài)后，重啟系統(tǒng)開始瓦斯抽采管網(wǎng)的實(shí)時(shí)檢漏和監(jiān)測工作，激光信號發(fā)生裝置1、激光信號接收裝置2會持續(xù)發(fā)生和接收信號進(jìn)行掃描式檢測，信號收集分析終端3會實(shí)時(shí)對信號進(jìn)行處理分析并通過信號集成分站5同步傳輸至外部監(jiān)控系統(tǒng)；
17、s5：泄漏點(diǎn)報(bào)警和定位；當(dāng)瓦斯抽采管路4某個(gè)位置發(fā)生瓦斯泄漏時(shí)，產(chǎn)生徑向氣流壓力波動(dòng)，造成激光信號衰減，影響激光信號接收裝置2接收激光的數(shù)量，信號收集分析終端3利用多普勒頻移測算出氣流異常處的位置，并同步傳輸至外部監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，并顯示報(bào)警直管段和泄漏點(diǎn)具體位置；
18、s6：泄漏點(diǎn)人工復(fù)核和補(bǔ)漏；外部監(jiān)控系統(tǒng)接收報(bào)警后，安排工作人員攜帶手動(dòng)檢漏儀和補(bǔ)漏工具至指定地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)；
19、關(guān)閉泄漏點(diǎn)兩側(cè)激光信號發(fā)生裝置1和激光信號接收裝置2，用手動(dòng)檢漏儀在管道泄漏報(bào)警點(diǎn)環(huán)管道一周檢測復(fù)核泄漏情況；復(fù)核無誤后，用瓦斯抽采管道4補(bǔ)漏工具進(jìn)行修補(bǔ)；重啟開啟泄漏點(diǎn)兩側(cè)激光信號發(fā)生裝置1和激光信號接收裝置2；聯(lián)系外部監(jiān)控系統(tǒng)查看報(bào)警是否解除。
20、本專利技術(shù)的有益效果在于：
21、第一，可同時(shí)滿足正、負(fù)壓氣體輸送管道檢漏的需求；
22、第二，可實(shí)現(xiàn)抽采管網(wǎng)的同步實(shí)時(shí)檢漏；
23、第三，可快速自動(dòng)確定抽采管網(wǎng)泄漏點(diǎn)。
24、本專利技術(shù)的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本專利技術(shù)的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本專利技術(shù)的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.基于激光雷達(dá)的瓦斯抽采管網(wǎng)檢測泄漏系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括若干檢漏單元；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光雷達(dá)的瓦斯抽采管網(wǎng)檢測泄漏系統(tǒng)，其特征在于：所述激光信號發(fā)生裝置(1)為環(huán)形激光信號發(fā)生裝置，用于發(fā)射包裹住瓦斯抽采管路(4)的環(huán)管激光信號。
3.基于激光雷達(dá)的瓦斯抽采管網(wǎng)檢測泄漏方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：
【技術(shù)特征摘要】
1.基于激光雷達(dá)的瓦斯抽采管網(wǎng)檢測泄漏系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括若干檢漏單元；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光雷達(dá)的瓦斯抽采管網(wǎng)檢測泄漏系統(tǒng)，其特征在于：所述激光信...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王振，馬凱，申凱，丁偉偉，周俊文，巴全斌，熊偉，馬錢錢，袁德權(quán)，廖引，肖正，陳俊任，
申請(專利權(quán))人：中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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