[发明专利]一种膏体充填管路堵管监测装置及监测方法

说明书

本发明公开了一种膏体充填管路堵管监测装置及监测方法。该装置包括监测管道和磁性物浓度测试装置；监测管道设置在膏体的充填管路上，磁性物浓度测试装置连接监测管道。向充填膏体中添加一定配比的磁铁矿砂，在输送管线上，测量管道不同位置处膏体中磁铁矿砂的浓度，当管道中出现堵管时，堵管位置前后监测管道处磁铁矿砂的浓度差别明显，从而精确定位堵管位置。本发明实现了膏体充填管路堵管的自动化监测，及时准确地预测堵管可能发生的部位；监测装置结构简单，操作方便；可在一条膏体输送管路上设置多个监测点，所有监测点最后连接在一个磁性物浓度测试装置上，节约了成本。

技术领域

本发明涉及一种膏体充填管路堵管监测装置及监测方法，具体涉及一种矿山充填开采的长距离膏体充填管路堵管监测装置及方法，属于膏体充填管道输送技术领域。

背景技术

膏体充填开采作为一种既能高效控制地面沉降，又能解决地面煤矸石、粉煤灰堆积污染难题，实现煤炭绿色开采的新技术，在“三下”开采中得到了广泛应用。

膏体充填开采是指在地面把物料制作成“无临界流速、不需脱水”的膏状浆体，通过管道输送至井下，适时充填采空区的采煤方法。在输送过程中，杂物进入管道、料浆发生离析沉淀、泵送压力不足、弯道处流动速度减缓等原因均容易造成管道堵塞。堵管不仅影响充填作业的正常进行，给整个充填系统造成巨大经济损失，而且会污染井下环境。堵管事故是一个有待解决的技术难题，监测料浆在管道中的流动状态是预判堵管发生和确定堵塞位置的重要手段，因此，堵管监测技术的开发是膏体充填技术实施的重难点之一。

目前主要采取检测管壁压力的方法来进行堵管检测，当某段管路出现堵管时，其前面的管道会出现压力升高的情况。当前运用普通的压力传感器对管道内壁压力进行检测，一方面料浆在管路中的流速快对压力传感器的耐磨性要求较高，另一方面含有大粒径骨料的膏体充填材料很容易造成压力传感器失灵，检测不到压力。中国专利CN103454099 A公开了一种膏体充填管路堵管监测装置，该监测装置安装于输送管路之间，当管路压力增大到大于弹簧的阻力时，弹簧推动连杆接触发检测装置并发出堵管报警信号，以此来达到堵管监测。该装置采用机械传动装置，结构复杂，对装置的灵敏度要求较高。当管线的输送距离较长时，需要布置大量这样的检测装置，成本较高。

发明内容

本发明旨在提供一种膏体充填管路堵管监测装置及监测方法，其结构简单、成本较低、实现了堵管位置的精确定位。

本发明提供了一种膏体充填管路堵管监测装置，包括监测管道和磁性物浓度测试装置：

所述监测管道的内径与膏体充填管路上的管道内径一致，通过法兰和螺母连接在充填管路之间；

监测管道内设有混合有磁性物的膏体，监测管道外部连接磁性物浓度测试装置；

所述磁性物浓度测试装置包括电流转换器、信号放大器，单片机，PC计算机、恒流源、电源；电流转换器的入口端与测磁线圈相连，出口端连接信号放大器，信号放大器的出口端连接单片机，单片机与PC计算机相连；电流转换器将测磁线圈产生的感应电动势转换为直流电流，信号放大器对电流信号进行放大和低通滤波，为单片机提供不同放大倍数的静态电平，单片机中的ADC模块将信号放大器提供的模拟信号转换为数字信号并进行数据处理，单片机根据数字信号得出监测管道处的磁性物浓度，PC计算机将管道沿线不同位置的磁性物浓度绘制成图形；励磁线圈与恒流源连接；恒流源、电流转换器、信号放大器、单片机、PC计算机与电源连接；

所述监测管道由内外两层构成，在内层上缠绕一个励磁线圈和测磁线圈，外层包裹在线圈上，即线圈在监测管道的内壁和外壁之间；励磁线圈和测磁线圈为两种，励磁线圈缠绕在监测管道左端，测磁线圈缠绕在监测管道右端。

上述装置中，所述监测管道采用非导磁性材料制成，监测管道外径大于膏体充填管路的外径。