可移动二级泵站配电及控制系统及其迁移方法与流程

本发明涉及煤矿覆岩离层注浆充填，尤其涉及一种可移动二级泵站配电及控制系统及其迁移方法。

背景技术：

1、覆岩离层注浆是一项通过在采动覆岩离层空间中注入浆体材料，以控制地表沉降、实现“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）安全采煤的煤矿绿色开采关键技术。

2、在离层注浆技术应用过程中，当制浆系统与注浆钻孔之间的距离超过4公里时，浆体输送阻力较大，一般需设置两级泵站用于输送浆料，其中二级泵站负责将制浆系统制备的浆体进一步加压输送至注浆钻孔。为保证充填效果，二级泵站的位置需随注浆点位的变化而动态调整。

3、然而，现有的二级泵站多采用永久性或半永久性建筑结构，在实际应用中面临多重挑战。一方面，从征地政策层面来看，随着注浆区域的动态调整，泵站频繁迁移需反复协调用地审批手续，尤其在土地权属复杂或政策管控严格的区域，永久或半永久征地选址流程复杂且审批困难；且在搬迁时难以重复利用原有基础设施，造成资源浪费。另一方面，在二级泵站搬迁过程中，配套的配电及控制系统的搬迁工作更加困难——需要拆除数量繁多的动力电缆、控制电缆、信号电缆、高压配电柜、低压配电柜、控制柜、仪器仪表、阀门等设备与线路，工作量巨大；而且在拆除、搬运过程中极易造成设备损坏；重新安装时又需再次进行大量接线和调试工作，成本高昂且效率低下。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可移动二级泵站配电及控制系统及其迁移方法，以解决现有覆岩离层注浆二级泵站配电及控制系统迁移工作量大、现场接线复杂易错、易造成设备损坏等问题。

2、为达到上述目的，本发明提供一种可移动二级泵站配电及控制系统，用于覆岩离层注浆，包括配电动力模块、移动二级泵站和智能控制模块，所述配电动力模块、移动二级泵站和智能控制模块分别为独立的模块化可移动壳体；

3、所述配电动力模块的壳体内集成设置有高压配电柜、高压驱动装置、变压器、低压配电柜和控制主站，所述高压驱动装置的控制回路与所述控制主站电气连接，所述低压配电柜经动力电缆为所述移动二级泵站提供动力电源，所述配电动力模块具有用于引入一路外部电源的外接电源接口；

4、所述移动二级泵站的壳体内设置有注浆泵和控制分站，所述注浆泵的主电机通过所述高压驱动装置与所述高压配电柜电气连接，所述注浆泵及所述控制分站分别通过通信电缆与所述控制主站通信连接；

5、所述智能控制模块设置有上位机，所述上位机通过通信电缆与所述控制主站通信连接；

6、其中，所述配电动力模块、移动二级泵站和智能控制模块三者之间通过可拆卸连接的动力电缆和通信电缆建立电气连接及通信连接；并且，各模块化可移动壳体内预敷设的控制电缆和信号电缆在相邻模块化可移动壳体之间的连接断开后保持原有连接状态。

7、可选的，所述模块化可移动壳体为撬装集装箱结构。

8、可选的，所述注浆泵自带有控制箱，所述注浆泵的控制箱通过通信电缆与所述控制主站通信连接。

9、可选的，所述高压驱动装置为高压软启动一体机。

10、可选的，所述低压配电柜包括低压受总柜和低压出线柜，所述配电动力模块的壳体内还设置有变压器出线柜，所述高压配电柜的进线端连接所述外接电源接口，所述高压配电柜的出线端分别连接所述高压软启动一体机和所述变压器出线柜，所述变压器出线柜连接所述变压器的高压侧，所述变压器的低压侧连接所述低压受总柜，所述低压受总柜通过所述低压出线柜为所述移动二级泵站提供动力电源。

11、可选的，所述控制主站内及所述控制分站内均集成有plc控制器，二者的plc控制器通过通信网络构成分布式plc控制系统。

12、可选的，所述控制分站经内部控制电缆和电源线分别与所述移动二级泵站的壳体内的阀门、测量装置、伴热设备、空调及通风设备连接。

13、可选的，所述智能控制模块独立于所述配电动力模块和所述移动二级泵站设置；在同一注浆工作面配置多台所述移动二级泵站时，所述智能控制模块通过通信网络分别与各移动二级泵站对应的所述控制主站连接，以对所述多台移动二级泵站进行集中监控。

14、可选的，所述智能控制模块设置有交换机，在新增所述移动二级泵站时，所述智能控制模块通过所述交换机与所述新增的移动二级泵站对应的控制主站连接。

15、基于同一发明构思，本发明还提供了一种应用于根据如上所述的可移动二级泵站配电及控制系统的迁移方法，包括以下步骤：

16、解除各模块化可移动壳体与各自基础之间的固定连接；

17、断开相邻模块化可移动壳体之间的动力电缆和通信电缆；

18、保持各模块化可移动壳体内预敷设的控制电缆和信号电缆的原有连接状态，不进行拆解；

19、将配电动力模块、移动二级泵站和智能控制模块分别整体吊运至新的注浆位置并就位；

20、重新连接相邻模块化可移动壳体之间的动力电缆和通信电缆，并恢复各模块化可移动壳体与基础之间的固定连接；

21、恢复通过外接电源接口引入的外部电源供电，使系统重新投入运行。

22、在本发明提供的可移动二级泵站配电及控制系统及其迁移方法中，至少具有以下有益效果之一：

23、1）针对二级注浆站搬迁场景，配电及控制系统由三个独立的模块化可移动壳体（如撬装集装箱结构）构成，各壳体内预敷设的控制电缆和信号电缆在相邻壳体之间的连接断开后保持原有连接状态。搬迁时，只需要断开相邻壳体之间的可拆卸动力电缆和通信电缆，以及各壳体与基础之间的固定连接，即可将各模块分别整体吊运。相较于传统方案中需要大量拆除和重新敷设各类电缆、配电设备及控制设备的做法，该方案有助于减少拆除工作量，降低拆除及搬运过程对设备造成损坏的风险，从而节约搬迁成本。

24、2）控制主站集成于配电动力模块的壳体内，控制分站集成于移动二级泵站的壳体内，二者通过通信网络构成分布式plc控制系统。在搬迁过程中，各壳体内预敷设的控制电缆和信号电缆保持原有连接状态不变，重新就位后只需要重新连接相邻壳体之间的动力电缆和通信电缆即可恢复系统运行。这减少了现场接线环节，有助于降低接线错误的可能性，提高系统重新投运后的稳定性，同时提升了安装效率，降低了重新安装的成本，实现了“即插即迁、插上即用”的快速迁移效果。

25、3）智能控制模块独立于配电动力模块和移动二级泵站设置，支持通过通信网络与多台移动二级泵站对应的控制主站连接，实现一对多集中监控。智能控制模块的上位机通过网线连接至内置的交换机，当需要在同一工作面新增一台移动二级泵站时，仅需将该新增泵站的控制主站通过一根网线连接到该交换机的一个空闲端口，并在上位机监控软件中扩展相应的监控画面和参数配置，即可完成新增泵站的接入，实现一对多集中监控，硬件资源可多台泵站公用，扩展灵活且有利于节省硬件成本。

1.一种可移动二级泵站配电及控制系统，用于覆岩离层注浆，其特征在于，包括配电动力模块、移动二级泵站和智能控制模块，所述配电动力模块、移动二级泵站和智能控制模块分别为独立的模块化可移动壳体；

2.根据权利要求1所述的可移动二级泵站配电及控制系统，其特征在于，所述模块化可移动壳体为撬装集装箱结构。

3.根据权利要求1所述的可移动二级泵站配电及控制系统，其特征在于， 所述注浆泵自带有控制箱，所述注浆泵的控制箱通过通信电缆与所述控制主站通信连接。

4.根据权利要求1所述的可移动二级泵站配电及控制系统，其特征在于，所述高压驱动装置为高压软启动一体机。

5.根据权利要求4所述的可移动二级泵站配电及控制系统，其特征在于，所述低压配电柜包括低压受总柜和低压出线柜，所述配电动力模块的壳体内还设置有变压器出线柜，所述高压配电柜的进线端连接所述外接电源接口，所述高压配电柜的出线端分别连接所述高压软启动一体机和所述变压器出线柜，所述变压器出线柜连接所述变压器的高压侧，所述变压器的低压侧连接所述低压受总柜，所述低压受总柜通过所述低压出线柜为所述移动二级泵站提供动力电源。

6.根据权利要求1所述的可移动二级泵站配电及控制系统，其特征在于，所述控制主站内及所述控制分站内均集成有plc控制器，二者的plc控制器通过通信网络构成分布式plc控制系统。

7.根据权利要求1所述的可移动二级泵站配电及控制系统，其特征在于，所述控制分站经内部控制电缆和电源线分别与所述移动二级泵站的壳体内的阀门、测量装置、伴热设备、空调及通风设备连接。

8.根据权利要求1所述的可移动二级泵站配电及控制系统，其特征在于，所述智能控制模块独立于所述配电动力模块和所述移动二级泵站设置；在同一注浆工作面配置多台所述移动二级泵站时，所述智能控制模块通过通信网络分别与各移动二级泵站对应的所述控制主站连接，以对所述多台移动二级泵站进行集中监控。

9.根据权利要求8所述的可移动二级泵站配电及控制系统，其特征在于，所述智能控制模块设置有交换机，在新增所述移动二级泵站时，所述智能控制模块通过所述交换机与所述新增的移动二级泵站对应的控制主站连接。

10.一种应用于根据权利要求1-9中任一项所述的可移动二级泵站配电及控制系统的迁移方法，其特征在于，包括以下步骤：