本发明公开了一种煤层高压注水智能监控系统及其智能监控方法。高压注水智能监控系统包括监测传感系统、水压供给系统及中央控制机构。高压注水智能监控方法以高压注水智能监控系统为基础，实时监测水压供给系统，监测传感系统将收集到的数据信息传送至中央控制机构，判断是否出现“支路跑水”、“超低流量、超低水压”及“缺水预警”的状况，并实时检测注水煤层地应力，中央控制机构处理分析后转化为控制信号，控制监测传感系统及水压供给系统。从而有效降低了“跑水”、“超低流量、超低水压”等现象对煤层高压注水的影响，有效改善了注水效果。
1.一种煤层高压注水智能监控系统，其特征在于，包括监测传感系统、水压供给系统、及中央控制机构，所述监测传感系统包括检测干路、及一条或多条并列的检测支路，检测干路安装在注水干路上，检测支路安装在注水支路上；
所述水压供给系统包括用于提高注水压力的注水压力泵，注水压力泵的输入端连接水箱，水箱内设有液位传感器，注水压力泵的输出端连接注水干路；
所述监测传感系统、及水压供给系统之间通过中央控制机构连接形成闭环的高压注水智能监控系统，监测传感系统将收集到的数据信息传送至中央控制机构，由中央控制机构处理分析后转化为控制信号作用于水压供给系统，从而改变注水压力泵的工作状态调节注水压力，并调控监测传感系统中注水干路和注水支路的注水流量；
所述检测干路包括依次连接的流量监控机构、水压监控机构、及具有开度的干路电磁阀，所述检测支路包括单孔流量传感器、单孔水压传感器、及具有开度的支路电磁阀；
所述中央控制机构通过调节变频机构改变电机的转速、及通过真空启动器控制电机的启停，从而改变注水压力泵的工作状态调节注水压力；
所述水压供给系统还包括用于注水压力泵运转的电机、用于调节电机转速的变频机构、用于控制电机开启的真空启动器、及用于监测煤层应力变化情况的地应力监测机构；
所述注水压力泵连接电机，电机连接变频机构，变频机构连接中央控制机构，中央控制机构还连接地应力监测机构，地应力监测机构通过真空启动器连接电机，真空启动器与变频机构同时连通，水压供给系统正常运转；
所述中央控制机构通过调节干路电磁阀、及支路电磁阀的开度以调节注水流量。
2.根据权利要求1所述的一种煤层高压注水智能监控系统，其特征在于，所述注水压力泵上还连接有单孔流量传感器，所述的单孔流量传感器连接中央控制机构形成注水压力泵流量监测机构，注水压力泵流量监测机构用于实时检测压力泵的工作状态。
3.根据权利要求1所述的一种煤层高压注水智能监控系统，其特征在于，所述中央控制机构还连接有用于地面工作人员实时掌握煤层注水实际情况的地面监控室，中央控制机构直接将数据信息传送至地面监控室。
4.一种高压注水智能监控方法，其特征在于，所述高压注水智能监控方法以权利要求1所述的高压注水智能监控系统为基础，实时监测水压供给系统，监测传感系统将收集到的数据信息传送至中央控制机构，判断是否出现“支路跑水”、“超低流量、超低水压”、及“缺水预警”的状况，并实时检测注水煤层地应力，中央控制机构处理分析后转化为控制信号，控制监测传感系统、及水压供给系统。
5.根据权利要求4所述的一种高压注水智能监控方法，其特征在于，所述出现“支路跑水”状况的判断及处理采用如下步骤：(1)检测支路的单孔流量传感器监测到某一注水支路流量持续超出正常注水流量阈值范围，并且中央控制机构正常反应控制2～3次后无明显改善时，中央控制机构将初步判断导致该异常现象的原因为“支路跑水”；
(2)停止向该支路电磁阀提供电压信号，若其他支路电磁阀接线端子均随之输出0V电压信号，中央控制机构则立即切断真空启动器电流通路，水压供给系统停止工作；
(3)若干分钟后，中央控制机构连通真空启动器通路并向至少一条注水支路的电磁阀提供正常工作电压信号，持续一段时间后，中央控制机构恢复全部支路电磁阀的正常工作电压信号，水压供给系统继续运行；
(4)经过步骤(3)，若单孔流量传感器再次监测到该支路流量异常数据，中央控制机构将重复3～5次步骤(2)，若单孔流量传感器未监测到该支路流量异常数据，注水支路恢复正常，此后若中央控制机构仍未获得有效数据信息，确认该支路出现“跑水”现象；
(5)中央控制机构立即切断该支路电磁阀的正常工作电压信号，同时向地面监控系统发出支路跑水警报；
(6)若中央控制机构最终确认全部支路均出现跑水现象，则立即切断真空启动器通路，水压供给系统停止运行，并向地面监控系统持续发出支路“跑水”警报以及时获得妥善处理。
6.根据权利要求4所述的一种高压注水智能监控方法，其特征在于，所述出现“超低流量、超低水压”状况的判断及处理采用如下步骤：3
a、注水干路流量低于1.5m /h时，流量监控机构接收异常数据信息，若此时水压监控机构同时监测到干路注水压力低于正常压力阈值，中央控制机构即可同时接收到来自流量监控机构及水压监控机构的异常数据信息，中央控制机构针对此类现象一方面调节变频机构增加电机转速从而使注水压力泵提高注水压力，另一方面调节具有开度的干路电磁阀的闭合程度，从而增加干路的注水流量；
b、中央控制机构将重复上述操作2～3次，经过调节后，若注水流量和压力偏低的现象并未得到改善，中央控制机构将该现象初步判定为“超低流量、超低水压”；
c、中央控制机构切断真空启动器的电流通路，水压供给系统停止工作，待5～10分钟后，中央控制机构恢复真空启动器的电流通路，水压供给系统再次运行，中央控制机构重复上述操作3～5次后，若注水流量和压力偏低现象仍未得到明显改善，中央控制机构将确认水压供给系统出现“超低流量、超低水压”现象；
d、针对该现象中央控制机构立即切断真空启动器电流通路，注水压力泵停止工作，同时中央控制机构向地面监控系统持续发出“超低流量、超低水压”警报以及时获得妥善处理。
7.根据权利要求4所述的一种高压注水智能监控方法，其特征在于，所述出现“缺水预警”状况的判断及处理采用如下步骤：①、当水箱内的水位接近注水液位下限时，液位传感器将该数据信息反馈至中央控制机构，中央控制机构立即发出“缺水预警”，并将该信息进一步传送至地面监控系统；
②、当水箱内水位进一步降低至低于液位下限时，中央控制机构及时接收到液位传感器的数据反馈，立即命令真空启动器切断注水压力泵电流，注水压力泵随之停止运转，并向地面监控系统发出“缺水”警报；
③、当水箱内的水位逐渐上升至液位下限时，液位传感器实时监测水位变换，中央控制机构解除“缺水”警报，但并未恢复真空启动器启动注水压力泵的命令；
④、当水箱内水位达到液位上限时，中央控制机构恢复真空启动器启动注水压力泵命令，水压供给系统恢复正常运行。
8.根据权利要求4所述的一种高压注水智能监控方法，其特征在于，所述注水煤层地应力由水压供给系统中的地应力监测机构监测，当煤层高压注水后，注水煤体卸压并产生裂隙，地应力监测机构将数据信号传送至中央控制机构；
当煤层垂直应力卸压至10～15MPa，或煤层垂直应力减小率接近50％时，中央控制机构针对此信号及时做出反应，命令真空启动器切断注水压力泵电流，煤层注水方式将由动压注水转变为静压注水，使注水方式满足注水煤层地应力变化的需求。
一种煤层高压注水智能监控系统及其智能监控方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种煤层注水监控系统，尤其涉及一种煤层高压注水智能监控系统及其智能监控方法。
背景技术
[0002] 随着煤炭采深的不断增加和机械化生产水平的逐步提高，煤矿生产过程中存在的粉尘、冲击地压、煤与瓦斯突出、地温等自然灾害危害程度不断升级，尤其是采煤工作面粉尘、冲击地压危害严重威胁了矿井的安全生产和矿工的身心健康。
[0003] 国内外实践证明，煤层注水是从根本上解决粉尘、冲击地压、煤与瓦斯突出等安全问题的有效方法，对于井下区域性危险的防控与处理都起到了很好的作用。通过钻孔向煤体预注高压水，就是通过增加煤层含水率或煤层中水的饱和度来改变煤岩变形状态，即利用压力水对弱面的致裂、冲刷以及楔入作用以及水对煤体的物理、化学作用，使煤岩体原有裂隙扩大、产生新裂隙，破坏煤岩体整体性，降低其强度，释放煤体压力，使其不发生失稳破坏，从而有效预防冲击地压事故的发生。此外，注入煤体的水渗透并储存于裂隙和孔隙中，增加了煤体水分，湿润了煤体内原生煤尘，使其失去飞扬能力，减少生产时产生浮游粉尘的能力。
[0004] 然而，煤层高压注水作为一项灾害综合治理技术，缺少智能监测控制方面的研究，导致中国煤矿的煤层注水效果较差。目前，煤矿井下生产尤其是深部高地应力难注水煤层急需一种能够辨识不同条件下注水状态的煤层注水智能监控系统，从而可自动调节煤层注水压力、流量等基本参数，从而实现有效地防冲、降尘、排挤瓦斯以及降温的多重防灾功效。
发明内容
[0005] 为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种煤层高压注水智能监控系统及其智能监控方法。基于高压注水智能监控系统，实现“支路跑水”检测、“超低流量、超低水压”检测、及“缺水预警”，增强煤层注水效果。
[0006] 本发明采用如下技术方案：
[0007] 一种煤层高压注水智能监控系统，其特征在于，包括监测传感系统、水压供给系统、及中央控制机构，所述监测传感系统包括检测干路、及一条或多条并列的检测支路，检测干路安装在注水干路上，检测支路安装在注水支路上；
[0008] 所述水压供给系统包括用于提高注水压力的注水压力泵，注水压力泵的输入端连接水箱，水箱内设有液位传感器，注水压力泵的输出端连接注水干路；
[0009] 所述监测传感系统、及水压供给系统之间通过中央控制机构连接形成闭环的高压注水智能监控系统，监测传感系统将收集到的数据信息传送至中央控制机构，由中央控制机构处理分析后转化为控制信号作用于水压供给系统，从而改变注水压力泵的工作状态调节注水压力，并调控监测传感系统中注水干路和注水支路的注水流量。
[0010] 优选地，所述检测干路包括依次连接的流量监控机构、水压监控机构、及具有开度的干路电磁阀，所述检测支路包括单孔流量传感器、单孔水压传感器、及具有开度的支路电磁阀；
[0011] 所述中央控制机构通过调节变频机构改变电机的转速、及通过真空启动器控制电机的启停，从而改变注水压力泵的工作状态调节注水压力。
[0012] 优选地，所述水压供给系统还包括用于注水压力泵运转的电机、用于调节电机转速的变频机构、用于控制电机开启的真空启动器、及用于监测煤层应力变化情况的地应力监测机构；
[0013] 所述注水压力泵连接电机，电机连接变频机构，变频机构连接中央控制机构，中央控制机构还连接地应力监测机构，地应力监测机构通过真空启动器连接电机，真空启动器与变频机构同时连通，水压供给系统正常运转；
[0014] 所述中央控制机构通过调节干路电磁阀、及支路电磁阀的开度以调节注水流量。
[0015] 优选地，所述注水压力泵上还连接有单孔流量传感器，所述的单孔流量传感器连接中央控制机构形成注水压力泵流量监测机构，注水压力泵流量监测机构用于实时检测压力泵的工作状态。
[0016] 优选地，所述中央控制机构还连接有用于地面工作人员实时掌握煤层注水实际情况的地面监控室，中央控制机构直接将数据信息传送至地面监控室。
[0017] 一种高压注水智能监控方法，所述高压注水智能监控方法以上述高压注水智能监控系统为基础，实时监测水压供给系统，监测传感系统将收集到的数据信息传送至中央控制机构，判断是否出现“支路跑水”、“超低流量、超低水压”、及“缺水预警”的状况，并实时检测注水煤层地应力，中央控制机构处理分析后转化为控制信号，控制监测传感系统、及水压供给系统。
[0018] 进一步地，所述出现“支路跑水”状况的判断及处理采用如下步骤：
[0019] (1)检测支路的单孔流量传感器监测到某一注水支路流量持续超出正常注水流量阈值范围，并且中央控制机构正常反应控制2～3次后无明显改善时，中央控制机构将初步判断导致该异常现象的原因为“支路跑水”；
[0020] (2)停止向该支路电磁阀提供电压信号，若其他支路电磁阀接线端子均随之输出0V电压信号，中央控制机构则立即切断真空启动器电流通路，水压供给系统停止工作；
[0021] (3)若干分钟后，中央控制机构连通真空启动器通路并向至少一条注水支路的电磁阀提供正常工作电压信号，持续一段时间后，中央控制机构恢复全部支路电磁阀的正常工作电压信号，水压供给系统继续运行；
[0022] (4)经过步骤(3)，若单孔流量传感器再次监测到该支路流量异常数据，中央控制机构将重复3～5次步骤(2)，若单孔流量传感器未监测到该支路流量异常数据，注水支路恢复正常，此后若中央控制机构仍未获得有效数据信息，确认该支路出现“跑水”现象；
[0023] (5)中央控制机构立即切断该支路电磁阀的正常工作电压信号，同时向地面监控系统发出支路跑水警报；
[0024] (6)若中央控制机构最终确认全部支路均出现跑水现象，则立即切断真空启动器通路，水压供给系统停止运行，并向地面监控系统持续发出支路“跑水”警报以及时获得妥善处理。
[0025] 进一步地，所述出现“超低流量、超低水压”状况的判断及处理采用如下步骤：
[0026] a、注水干路流量低于1.5m3/h时，流量监控机构接收异常数据信息，若此时水压监控机构同时监测到干路注水压力低于正常压力阈值，中央控制机构即可同时接收到来自流量监控机构及水压监控机构的异常数据信息，中央控制机构针对此类现象一方面调节变频机构增加电机转速从而使注水压力泵提高注水压力，另一方面调节具有开度的干路电磁阀的闭合程度，从而增加干路的注水流量；
[0027] b、中央控制机构将重复上述操作2～3次，经过调节后，若注水流量和压力偏低的现象并未得到改善，中央控制机构将该现象初步判定为“超低流量、超低水压”；
[0028] c、中央控制机构切断真空启动器的电流通路，水压供给系统停止工作，待5～10分钟后，中央控制机构恢复真空启动器的电流通路，水压供给系统再次运行，中央控制机构重复上述操作3～5次后，若注水流量和压力偏低现象仍未得到明显改善，中央控制机构将确认水压供给系统出现“超低流量、超低水压”现象；
[0029] d、针对该现象中央控制机构立即切断真空启动器电流通路，注水压力泵停止工作，同时中央控制机构向地面监控系统持续发出“超低流量、超低水压”警报以及时获得妥善处理。
[0030] 进一步地，所述出现“缺水预警”状况的判断及处理采用如下步骤：
[0031] ①、当水箱内的水位接近注水液位下限时，液位传感器将该数据信息反馈至中央控制机构，中央控制机构立即发出“缺水预警”，并将该信息进一步传送至地面监控系统；
[0032] ②、当水箱内水位进一步降低至低于液位下限时，中央控制机构及时接收到液位传感器的数据反馈，立即命令真空启动器切断注水压力泵电流，注水压力泵随之停止运转，并向地面监控系统发出“缺水”警报；
[0033] ③、当水箱内的水位逐渐上升至液位下限时，液位传感器实时监测水位变换，中央控制机构解除“缺水”警报，但并未恢复真空启动器启动注水压力泵的命令；
[0034] ④、当水箱内水位达到液位上限时，中央控制机构恢复真空启动器启动注水压力泵命令，水压供给系统恢复正常运行。
[0035] 更进一步地，所述注水煤层地应力由水压供给系统中的地应力监测机构监测，当煤层高压注水后，注水煤体卸压并产生裂隙，地应力监测机构将数据信号传送至中央控制机构；
[0036] 当煤层垂直应力卸压至10～15MPa，或煤层垂直应力减小率接近50％时，中央控制机构针对此信号及时做出反应，命令真空启动器切断注水压力泵电流，煤层注水方式将由动压注水转变为静压注水，使注水方式满足注水煤层地应力变化的需求。
[0037] 采用如上技术方案取得的有益技术效果为：
[0038] 本发明通过监测传感系统、水压供给系统及中央控制机构之间的相互作用，保证了难注水煤层高压注水过程中注水干路管路及各注水支路管路内注水流量及注水压力的有效性，从而有效降低了“跑水”、“超低流量、超低水压”等现象对高压注水效果的影响。更重要的是，通过监测注水煤体所受地应力的变化，能够依据煤体实际应力状态调整注水方式，保证了煤层注水方式的有效转化，切实提高了难注水煤层的注水质量。
附图说明
[0039] 图1为高压注水智能监控系统示意图。
[0040] 图中，A、监测传感系统；B、水压供给系统；1、流量监控机构；2、水压监控机构；3、具有开度的干路电磁阀；4、单孔流量传感器；5、单孔水压传感器；6、具有开度的支路电磁阀；7、中央控制机构；8、变频机构；9、地应力监测机构；10、真空启动器；11、电机；12、注水压力泵；13、水箱；14、液位传感器；15、地面监控系统。
具体实施方式
[0041] 为了使本发明的目的、技术方案以及优点更清楚、明确，以下将结合附图1，对本发明进一步详细说明。
[0042] 高压注水智能监控系统包括监测传感系统A、水压供给系统B、及中央控制机构7。
[0043] 监测传感系统包括检测干路、及三条并列的检测支路，检测干路安装在注水干路上，检测支路安装在注水支路上。所述检测干路包括依次连接的流量监控机构1、水压监控机构2、及具有开度的干路电磁阀3，所述检测支路包括单孔流量传感器4、单孔水压传感器5、及具有开度的支路电磁阀6。
[0044] 水压供给系统包括用于提高注水压力的注水压力泵12，注水压力泵12的输入端连接水箱13，水箱内设有液位传感器14，液位传感器14连接中央控制机构7，中央控制机构7实时检测水箱内的水位高低。注水压力泵的输出端连接注水干路。水压供给系统还包括用于注水压力泵12运转的电机11、用于调节电机11转速的变频机构8、用于控制电机11开启的真空启动器10、及用于监测煤层应力变化情况的地应力监测机构9。注水压力泵12连接电机11，电机11连接变频机构8，变频机构8连接中央控制机构7，中央控制机构7还连接地应力监测机构9，地应力监测机构9通过真空启动器10连接电机11，真空启动器10与变频机构8同时连通，水压供给系统B正常运转。
[0045] 监测传感系统A、及水压供给系统B之间通过中央控制机构7连接形成闭环的高压注水智能监控系统，监测传感系统将收集到的数据信息传送至中央控制机构，由中央控制机构处理分析后转化为控制信号作用于水压供给系统，从而改变注水压力泵的工作状态调节注水压力，并通过调节干路电磁阀、及支路电磁阀的开度以调节注水流量。
[0046] 中央控制机构通过调节变频机构改变电机的转速、及通过真空启动器控制电机的启停，从而改变注水压力泵的工作状态调节注水压力。中央控制机构还连接有用于地面工作人员实时掌握煤层注水实际情况的地面监控室，中央控制机构直接将数据信息传送至地面监控室。
[0047] 值得注意的是，中央控制机构与水压供给系统中的电机之间具有两条控制线路，一为中央控制机构通过变频机构控制电机转速，从而改变供水压力；另一为地应力监测机构将收集到的地应力变化信号传送至中央控制机构，中央控制机构针对该信号进行识别处理，进一步改变真空启动器的工作状态，从而确定电机的启动与否。只有两条线路同时形成通路时，注水压力泵才可正常运转，此时进行动压注水，如果地应力监测机构所在的那条通路断开，说明难注水煤层已卸压至一定程度，根据实际情况注水方式发生转变，开始进行静压注水。
[0048] 中央控制机构与水压供给系统中的电机之间具有两条控制线路，一为中央控制机构通过变频机构控制电机转速，从而改变供水压力，一为地应力监测机构将收集到的地应力变化信号传送至中央控制机构，中央控制机构针对该信号进行识别处理，进一步改变真空启动器的工作状态，从而确定电机的启动与否，只有两条线路同时形成通路时，注水压力泵才可正常运转，此时进行动压注水，否则地应力监测机构所在的那条通路断开，说明难注水煤层已卸压至一定程度，根据实际情况注水方式发生转变，开始进行静压注水。
[0049] 注水压力泵上还连接有单孔流量传感器，所述的单孔流量传感器连接中央控制机构形成注水压力泵流量监测机构，注水压力泵流量监测机构用于实时检测压力泵的工作状态。避免注水压力泵故障影响高压注水智能监控系统的正常工作。
[0050] 高压注水智能监控方法以上述高压注水智能监控系统为基础，实时监测水压供给系统，监测传感系统将收集到的数据信息传送至中央控制机构，判断是否出现“支路跑水”、“超低流量、超低水压”、及“缺水预警”的状况，并实时检测注水煤层地应力，中央控制机构处理分析后转化为控制信号，控制监测传感系统、及水压供给系统。
[0051] 实施例：“支路跑水”现象的判断处理
[0052] 例如，对难注水煤层进行高压注水，其水压供给系统主要包括注水干路Y及注水支路y1，y2，y3。在高压注水过程中，流量监控机构、水压监控机构分别监测注水干路中水流量、及注水压力的变化情况，单孔流量传感器及单孔水压传感器则分别针对各注水支路中水流量、及注水压力的变化情况进行实时监测。当注水支路y1流量超过正常流量阈值5m3/h时，单孔流量传感器通过数据收集，监测到异常数据信息并传送至中央控制机构，中央控制机构针对该异常数据进行分析处理，并实施应对措施即降低y1支路电磁阀的开度并适当增大y2、y3、y4支路电磁阀的开度，从而降低y1支路注水流量、增大y2、y3、y4支路注水流量，实现各支路注水流量的平衡。
[0053] 然而，经过上述处理后，y1支路注水流量仍持续超出正常注水流量阈值范围，单孔流量传感器持续接收并向中央控制机构传送异常数据信息，中央控制机构针对该现象重复2～3次上述应对措施后，若单孔流量传感器并未重新接收到正常数据信号，即支路流量异常并没有随着支路电磁阀的调节作用而有所改善。此时，中央控制机构将初步判断导致该异常现象的原因为“支路跑水”。中央控制机构针对“跑水”现象将首先停止向y1支路电磁阀提供电压信号，若y1～y3支路电磁阀接线端子均输出0V电压信号，中央控制机构则立即切断真空启动器电流通路，此时注水压力泵运转所必需的通路之一断开，注水压力泵停止工作。
N分钟后，中央控制机构连通真空启动器通路并向y2～y3中至少一条支路的支路电磁阀提供正常工作电压信号，持续一段时间后，中央控制机构恢复y1支路电磁阀的正常工作电压信号，水压供给系统继续运行。
[0054] 经过上述应对措施，若此时单孔流量传感器再次监测到流量异常数据，中央控制机构将继续重复上述措施。经3～5次流量异常应对处理后，中央控制机构仍未获得有效数据信息，说明应对无果，此时中央控制机构确认y1支路出现“跑水”现象，并立即切断针对y1支路电磁阀的正常工作电压信号，同时向地面监控系统发出y1支路跑水警报。若中央控制机构最终确认y1～y3支路均出现跑水现象，则立即切断真空启动器通路，水压供给系统停止运行，并向地面监控系统持续发出支路“跑水”警报，以及时获得妥善处理。
[0055] 实施例：“超低流量、超低水压”现象的判断处理
[0056] 类似的，流量监控机构实时监测注水干路流量变化，当注水干路流量低于1.5m3/h时，流量监控机构接收异常数据信息，若此时水压监控机构同时监测到干路注水压力低于正常压力阈值，那么流量监控机构及水压监控机构将异常信息反馈至中央控制机构，针对此类异常数据信息，中央控制机构一方面调节变频机构增加电机转速从而使注水压力泵提高注水压力，另一方面调节具有开度的干路电磁阀的闭合程度，从而增加干路的注水流量。中央控制机构将重复上述操作2～3次，经过调节后，若注水流量和压力偏低的现象并未得到改善，中央控制机构将该现象初步判定为“超低流量、超低水压”。此时，中央控制机构切断真空启动器的电流通路，水压供给系统停止工作。待5～10分钟后，中央控制机构恢复真空启动器的电流通路，水压供给系统再次运行，中央控制机构重复上述操作3～5次后，若注水流量和压力偏低的现象仍未得到明显改善，中央控制机构将确认水压供给系统出现“超低流量、超低水压”现象，针对该现象中央控制机构立即切断真空启动器电流通路，注水压力泵停止运转，同时中央控制机构向地面监控系统持续发出“超低流量、超低水压”警报，以及时获得妥善处理。
[0057] 实施例：“缺水预警”的实现
[0058] 煤层高压注水所用水源来自水箱，为了确保煤层高压注水工作的正常、有序进行，应保证水箱内水位始终处于有效液位范围之内，因此，水箱内设置液位传感器。当水箱内的水位接近液位下限时，液位传感器将该数据信息反馈至中央控制机构，中央控制机构立即发出“缺水预警”信息，并将该信息进一步传送至地面监控系统；当水箱内水位进一步降低至低于液位下限时，中央控制机构及时接收到液位传感器的数据反馈，针对该数据，中央控制机构立即切断真空启动器电流通路，水压供给系统随之停止工作，并向地面监控系统发出“缺水”警报。当水箱内的水位逐渐上升至液位下限时，液位传感器实时监测水位变换，中央控制机构解除“缺水”警报，但并未恢复真空启动器电流通路；当水箱内水位即将达到液位上限时，中央控制机构恢复真空启动器电流通路，水压供给系统恢复正常运行。
[0059] 实施例：注水煤层地应力的检测
[0060] 随着高压水逐渐注入煤体，煤体的力学性质随之发生显著变化，其弹性能和强度逐步降低、塑性逐步增强，由于高压水的注入，煤体裂隙发育、煤层卸压。当煤层卸压至一定程度后，水压供给系统中地应力监测机构将获知煤层地应力的变化情况，并将该信号传送至中央控制机构。中央控制机构对煤层地应力变化率等信息进行分析后，若煤层垂直应力变化率超过50％以上，则认为此时煤层注水区域卸压效果较好，中央控制机构将切断真空启动器电流通路，高压注水泵随之停止运行，煤层注水方式由动压注水转变为静压注水，该功能可有效保障煤体不同应力状态下注水的有效实施，显著提高煤层注水质量。
[0061] 综上所述，本发明通过监测传感系统、水压供给系统及中央控制机构之间的相互作用，保证了难注水煤层高压注水过程中注水干路管路及各注水支路管路内注水流量及注水压力的有效性，更重要的是，通过监测注水煤体所受地应力的变化，能够依据煤体实际应力状态调整注水方式，保证了煤层注水方式的有效转化，切实提高了难注水煤层的注水质量。
[0062] 当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
