摘要：随着社会的发展，我国的煤矿工程的发展也突飞猛进。通过建立煤矿井下瓦斯抽采管网监控系统，安装KJ370瓦斯抽采管网监测系统对井下临近层和本煤层管道参数进行在线监测，可以对井下本煤层和临近层瓦斯管内瓦斯参数进行连续监测，认为KJ370瓦斯抽采管网监测系统监测数据达到了预期效果，对回采工作面的瓦斯抽采效果评价达标提供了可靠的依据。
关键词：煤矿井下瓦斯；抽采管网监测系统；应用
引言
为了实现井下采掘工作面瓦斯抽采管网的连续监测，提高瓦斯抽采达标评判的准确性，研究提出采用KJ370瓦斯抽采管网监控系统进行井下实际应用，该系统提高了瓦斯抽放参数测量准确性，实现了实时在线监测，提高了煤矿瓦斯抽采管理水平。
1瓦斯抽采管网监控系统监测技术的现状
（1）瓦斯抽采管网监控系统最重要的两个参数：管道流量和甲烷浓度，这两个参数的准确性能够评判瓦斯抽采的达标效果。目前煤矿井下瓦斯抽采管网流量监测的流量计主要有：V锥流量计、热式质量流量计、涡街流量计和循环自激管道瓦斯流量计等。V锥流量计采用满管式安装方式不利于周期性校验，且阻力较大。煤矿井下使用的流量计需要长期在高负压、高湿、高尘的环境中运行，锥体易变形、移位，测量精度会大大降低。同时，锥体下部容易煤泥堵塞，增加了抽放阻力。热式质量流量计虽然采用插入式安装方式，安装方便且阻力小，但只适用于组分确定的干净气体的测量，在瓦斯气体成分变化很大的环境中，测量精度会受到严重影响，因此完全不适合测量高湿、高尘的瓦斯气体。插入式涡街流量计安装简单，阻力较小，但测量下限高，流速低于6m/s测量不到，且易受水汽、粉尘、环境振动的影响。循环自激式流量计采用插入式安装方式，只需在管道上开一直径为78MM的小孔即可，安装、拆卸和搬运方便，具有温度和压力补偿，不受环境影响，可在复杂环境中工作，具有长期运行稳定可靠，无阻力，测量流速下限低的综合优势。（2）目前煤矿井下管道瓦斯抽采浓度监测的传感器主要有：催化燃烧式传感器、热导式传感器、红外式传感器、激光式传感器。催化燃烧式传感器和热导式传感器容易受到其他气体的干扰，影响测量精度。红外式传感器采用NDIR红外检测技术，测量精度高、标校周期长，具有温度和压力补偿，不受环境影响，可在复杂环境中使用。激光式传感器采用光谱吸收原理测量甲烷浓度，具有标定周期长，抗干扰能力强，提高了测量数据的准确性，具有温度和压力补偿功能，可以在高湿度、粉尘、负压环境下正常工作。
2KJ370瓦斯抽采管网监控系统结构
2.1系统结构
采用的KJ370瓦斯抽采管网监控系统主要由管网监控系统、千兆以太网传输系统、监控软件服务器系统等三大部分组成。其中管网监控系统主要由布置在抽采管路上各测点的监测设备以及现场分站设备组成；监控软件服务器系统主要由监控业务管理模块和设备部署与系统配置模块等部分组成。
2.2系统功能分析
KJ370瓦斯抽采管网监控系统在应用中主要包括三大功能：管道瓦斯监测功能、监控业务管理软件功能以及监控功能。（1）管道瓦斯监测功能。监测设备主要包括型号为CGWZ-100(A)瓦斯参数测定仪和型号为GTH500一氧化碳传感器。瓦斯参数测定仪可以将测点瓦斯浓度、流量、温度、压力显示在主机上；一氧化碳传感器主要是对抽放管路内一氧化碳进行监测。（2）监控业务管理软件功能。业务管理软件主要包括设备部署与系统配置、在线监控及曲线分析、业务报表分析以及历史事件回风等四种功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在线监控可通过地面分站直观地展示井下各管道瓦斯抽采情况；曲线分析可以对各监测点流量、浓度、温度、负压等进行监测分析，从而便于梳理测点异常和测点设备异常发现；报表分析可以对井下瓦斯抽放管路各个监测点瓦斯流量（混合流量和纯流量）、浓度、负压、温度等参数进行统计并呈现在设定的报表上。（3）监控功能：KJ370瓦斯抽采管网监控系统中监控分站主要采用的是KJ370F隔爆本安型分站，该分站主要与甲烷传感器、压力传感器以及流量传感器进行对接安装，可对风速、瓦斯浓度、一氧化碳浓度、负压以及设备启停情况进行持续稳定监测，并将各参数及时上传至地面中心站，根据中心站发出指令完成报警及断电动作。
3KJ370瓦斯抽采管网监测系统
（1）KJ370瓦斯抽采管网监测系统包括三部分：井下瓦斯抽采监控网络系统、传输网络系统、地面监控服务器中心系统。井下管路监测系统主要循环自激流量传感器、红外甲烷浓度传感器及激光甲烷浓度传感器等组成的测点监测设备，通过监测分站对各个传感器供电，监测分站和网络交换机对现场数据进行采集、上传、控制。在瓦斯抽采监控系统井下监测数据上传过程中，利用矿现有的光纤环网进行传输，井下分站就近接入交换机上传监测数据，实现瓦斯抽采管网监控系统和地面服务器中心系统、业务管理系统之间的数据和业务通信连接。瓦斯监控系统监测业务需要具备相关的管道瓦斯抽采参数监测功能和业务管理功能。管道瓦斯监测参数主要包括：管道内甲烷浓度、气体流量、气体温度、气体压力和一氧化碳，并提供纯流量、混合量、累计量等相关计量。管网监控业务主要包括对井下瓦斯抽采数据采集，及时传输到地面监控中心，并对采集的数据进行分析，发现异常、超限时及时报警，系统具有曲线分析，并存储日、旬、月报表，并实现打印。（2）KJ370瓦斯抽采管网监测系统在井下管路中的安装，安装时需在所监测管路上开设三个直径78MM的孔。第一孔安设的设备为管道瓦斯气体综合参数测定仪，可以监测气体流量、气体压力、气体温度数据；第二孔安设的设备所监测的数据为甲烷；第三孔安设的设备所监测的数据为一氧化碳。第一孔至第二孔的距离为管路直径的4倍距离，第二孔至第三孔的距离为管路直径的5倍距离。管路监测传感器设备安装方便，校验简便，管道流量监测仪器可适用于不同管径的抽采管道，采用插入式的安装方式，整套设备安装、更换非常方便，易于安装、易于校验、易于维护和保养。（3）现场应用对比。根据设计方案，我矿安装了六套管道瓦斯气体综合参数测定仪进行试验。一号测点安装在K8201低位抽采巷瓦斯管道上，二号测点安装在K8201高抽巷瓦斯管道上，三号测点安装在K8201本瓦斯管道上，四号测点安装在K8305低位抽采巷瓦斯管道上，五号测点安装在K8305高抽巷瓦斯管道上，六号测点安装在K8305本煤层瓦斯管道上。经过六个测点的监测数据与人工实测数据的对比，发现KJ370瓦斯抽采管网监测系统与人工实测数据误差较小，且能连续监测。
结语
KJ370瓦斯抽采管网监控系统安装运行至今，系统运行正常，性能稳定，测量数据准确，数据上传可靠。该监控系统能够对井下瓦斯管路数据参数进行实时监控，数据准确可靠，误差较小。可以精确测定瓦斯抽采参数，同时可以测量井下各个回采工作面的抽采量，为回采工作面本煤层和临近层瓦斯抽采效果评价提供可靠的依据。
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论文作者:关兰兰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/8
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