[发明专利]一种煤矿抽采高浓度瓦斯的智能调控系统及方法

说明书

本发明公开了一种煤矿抽采高浓度瓦斯的智能调控系统及方法，包括抽采主系统、多个智能调控采气系统、监控分站、环网交换机和监控中心，将煤层划分成多个抽采区域，每个区域分别设置一个智能调控采气系统，通过对抽采主系统的测试调节，确定其中电控阀门II的最佳开度，然后对各个智能调控采气系统分别进行测试调节，确定各自微型变频式抽采泵的最佳转速或各自电控阀门I的最佳开度；完成后以确定的最佳数据对各个抽采区域进行瓦斯抽采，并且通过实时监控当任一抽采区域或整个抽采管路的瓦斯浓度过低时，重新进行调节，使瓦斯抽采浓度提高；能最大限度的延长高浓度瓦斯抽采期，从而提高了瓦斯抽采安全与利用效率。

技术领域

本发明涉及一种煤矿抽采高浓度瓦斯的智能调控系统及方法，属于煤矿瓦斯抽采技术领域。

背景技术

作为温室效应的始作俑者之一煤层气(俗称“瓦斯”)，因其燃烧热值高，污染少，它又是一种高效、洁净的新型能源。煤层气资源量在我国十分丰富，据资源评价结果显示，我国煤层气资源量非常丰富，开发利用煤层气，不仅能带来可观的经济效益，而且能改善我国的能源结构，缓解日益紧张的能源危机，有效降低煤矿瓦斯事故发生，促进煤矿安全生产，减少大气污染。煤层钻孔瓦斯抽采作为高瓦斯、煤与瓦斯突出煤层区域性瓦斯灾害治理和资源化利用的最主要技术措施，已经在井下得到广泛的应用。我国约1/3的煤炭年产量来自高瓦斯突出矿井，其瓦斯灾害治理和资源化利用主要是通过施工煤层钻孔进行抽采。煤层钻孔是一个庞大的井下工程，是建设在煤层瓦斯和抽采管路系统之间的人工通道，年钻孔进尺量约1亿m；但是由于每年抽采浓度低造成抽采出的瓦斯混合气体直接排放到大气中。另外目前我国煤矿90％以上的煤层瓦斯抽采工程投入-产出极不平衡，多数煤层瓦斯抽采系统的主管路抽采浓度不足10％，甚至低于5％，瓦斯抽采利用率极低，绝大部分煤层气(瓦斯)抽采出来后就直接排放到空气中。目前，井下瓦斯抽采系统浓度的调节主要依靠人工，其过程费工费时、盲目性和随意性大、整体效果也不显著。因此如何有效提高瓦斯抽采浓度，最大限度的延长高浓度瓦斯抽采期，从而提高瓦斯抽采安全与利用效率是本行业的研究方向。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种煤矿抽采高浓度瓦斯的智能调控系统及方法，通过对抽采主系统和智能调控采气系统进行调节，能有效提高瓦斯抽采浓度，最大限度的延长高浓度瓦斯抽采期，从而提高瓦斯抽采安全与利用效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种煤矿抽采高浓度瓦斯的智能调控系统，包括抽采主系统、多个智能调控采气系统、监控分站、环网交换机和监控中心；多个智能调控采气系统并排设置且分别与抽采主系统连通，

所述智能调控采气系统包括多个抽采支管、抽采连接管、瓦斯综合测量仪I、微型变频式抽采泵、电控阀门I、单片机、变频器和防爆电机，多个抽采支管一端与抽采连接管一端连接，多个抽采支管另一端伸入煤层；

所述瓦斯综合测量仪I装在抽采连接管内，用于监测抽采连接管内的瓦斯抽采浓度和瓦斯纯流量；

所述微型变频式抽采泵装在抽采连接管内，防爆电机与微型变频式抽采泵连接，通过防爆电机带动微型变频式抽采泵对抽采连接管内部的抽采负压进行控制；

所述电控阀门I装在抽采连接管上，用于控制抽采连接管的开度；

所述单片机与瓦斯综合测量仪I、变频器和电控阀门I连接，用于接收瓦斯综合测量仪I反馈的监测数据，并通过变频器对防爆电机的转速进行调节和对电控阀门I的开度进行调节；

所述抽采主系统包括抽采干管、抽采主管、瓦斯综合测量仪II、电控阀门II、抽采泵和瓦斯收集站；各个抽采连接管另一端与抽采干管侧部连接，抽采干管一端封堵、另一端与抽采主管连接；瓦斯收集站与抽采主管连接，抽采泵装在抽采主管上；

所述电控阀门II装在抽采干管上、且靠近抽采主管，用于控制抽采干管的开度；

所述瓦斯综合测量仪II装在抽采干管上、且靠近电控阀门II，用于监测抽采干管内的瓦斯抽采浓度和瓦斯纯流量；