[发明专利]一种煤矿瓦斯抽采管道用孔板流量计自动控制监测装置

说明书

本发明公开了一种煤矿瓦斯抽采管道用孔板流量计自动控制监测装置，包括安装于瓦斯抽采管路上的激光甲烷传感器、三参数传感器和安装于旁通管路上的气动蝶阀装置。本发明的装置上包括流量检测所使用的所有传感器，和气动阀门自动控制装置，均具备“智能通讯接口”，可实现检测数据的实时传输，和可通过远程控制功能，通过各传感器检测数据上传至地面“中心计算机”，旁通阀的开闭周期可以在“中心计算机”软件上人为“设定”，旁通阀打开时作为运行方式，不采集数据。旁通阀关闭时采集开闭压差数据，作为定时周期时间段的有效数据，并将采集的有效数据自动代入软件计算出需要的瓦斯纯量和瓦斯累积量，从而实现远程自动控制检测。

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯抽采领域，尤其涉及一种煤矿瓦斯抽采管道用孔板流量计自动控制监测装置。

背景技术

瓦斯是煤矿开采中多种严重灾害之一，所以国家要求(AQ1027-2006等)高瓦斯矿井和有瓦斯突出风险的矿井，必须实行先抽后采的方法，用以降低煤层所含瓦斯总量，瓦斯抽采达到一定的抽采比例，方可投产开采煤炭。随着煤矿智能化建设发展，在瓦斯抽采领域，自动控制监测在煤矿井下使用范围越来越广泛。

在煤矿瓦斯抽采计量工作中传统的计量检测方法为：瓦斯浓度检测：利用抽气装置(抽气筒)，通过管道上预留的“取气孔”，人工抽出管道中的气体，再使用手动“光学瓦斯机”(一种简易的气体光谱仪器)，观测得出管道气体的瓦斯浓度。

目前通用中，自动检测瓦斯浓度的技术已经在煤矿普遍使用。但是“孔板计量”检测点目前均在使用人工检测的方式，方法如上，以下流量、负压、温度的检测也一样是纯人工操作。

气体流量检测：根据国家有关煤矿瓦斯抽放的相关要求，各检测点必须使用“孔板流量计”作为基本的流量检测方法。具体检测方法是：使用玻璃“U”型“水柱”压差计，分别连在“孔板流量计”的“正负压”取气咀的两端，关闭“旁路阀门”，读出孔板压差，再根据孔板系数、压差值、负压和温度计算出标况流量，继而计算出瓦斯纯量和瓦斯累积量。测量完毕后再打开“旁路阀门”，用以改善孔板形成的管路阻力。

气体负压检测：一般使用机械指针式“负压”表，或玻璃“水银U型压差计”，连接在管道取样孔，人工读取数值。

温度检测：使用普通水银或酒精温度计，直接插入检测孔读取。

最后所测的数据还需要人工代入公式计算，人工填写各类报表等。

目前，也有自动检测技术用于煤矿瓦斯抽采计量检测，4个计量检测参数中，目前瓦斯浓度、负压、温度的自动检测技术基本成熟，唯有“流量”检测不甚成熟。

常见的流量自动检测方式有涡街流速检测法、涡轮测速法、V锥差压检测法、威力巴差压检测法、皮托管差压检测法等，均由于煤矿特定环境较差的原因，存在不同的适应性问题，有些易被煤渣堵塞，有些方法对气体流速范围要求较高，故而现场综合使用效果均无法超越原始的纯金属结构的“孔板流量计”。也因此原因，煤矿规程要求必须保留“孔板流量计”作为人工核对的最终手段。

但孔板流量计在使用中因涉及到旁通阀的操作问题，因此自动检测的同时还涉及自动控制的问题，又因为在煤矿一些特点场所，强电的使用会受到严格的限制，无法使用常见的电动阀门，这样就使得孔板自动控制检测变的更加困难。这也是众多自动检测技术均规避使用孔板自动检测方法的原因之一。

也使计量检测工作及设备维护需要投入大量人工，同时对作业人员素质要求较高，人工读取数值差异无法避免的等问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决瓦斯抽采计量工作中，传统孔板计量检测方法需要投入大量人工且人工检测读数存在误差、以及常规流量自动检测方式因煤矿特定环境较差存在不同的适应性问题，而提出的一种煤矿瓦斯抽采管道用孔板流量计自动控制监测装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：