綦江县藻渡煤矿抽放泵站瓦斯抽放监测技术方案 - 图文

綦江县藻渡煤矿 瓦斯抽放监测监控系统

技 术 方 案

重庆梅安森科技股份有限公司

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黎勇：13883779776

1、概述

1.1、前言

瓦斯治理的基本思想是 “先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理工作方针，将瓦斯抽放排在第一位充分说明它的重要性。在《煤矿安全规程》中对瓦斯抽放系统的监测监控做了如下明确的规定：第一百七十四条，“瓦斯抽放泵站必须设置甲烷传感器，抽放泵输入管路中必须设置甲烷传感器；利用瓦斯时，还应在输出管路中设置甲烷传感器”。第一百七十五条，“瓦斯抽放泵站的抽放泵吸入管路中应设置流量传感器、温度传感器和压力传感器，利用瓦斯时，还应在输出管路中设置流量传感器、温度传感器和压力传感器”。

在早期的煤矿安全监控系统中，对瓦斯抽放的监测监控一直是一个空白。随着计算机与信息技术的发展以及矿用设备的更新，近年来，煤矿高瓦斯突出矿井逐渐装备了瓦斯抽放监测监控系统，但是都不同程度存在着监测精度不高，集成度低、设备庞大，系统现场配置不够灵活、安装不便，设备自动化程度不高、大都由人工手动控制，人为因素影响较大，不能根据监测数据及时对相关抽放设备进行控制等。

KJ73N型煤矿安全监控系统配套能力强，监控系统的各类设备及监控软件均由重庆梅安森科技发展有限责任公司一家研制、生产。产品性价比高，售后服务有保障，能很好的控制监控系统总体质量和性能，控制产品的生产加工周期，对日后产品的升级换代提供可靠保障。

KJ73N型煤矿综合监控系统所配套用各种矿井产品的“三证一书”齐全。 1.2、系统建设目标

系统的建设本着“实用、可靠、先进、经济”的指导思想，根据煤矿安全监控及瓦斯抽放监测监控的技术要求，建立完善的瓦斯抽放自动控制系统及瓦斯管路参数监测系统，同时实现对管路流量的各种累计量计算和处理，提供数据的存储统计查询打印等功能，实现抽放管理现代化，为煤矿解决瓦斯灾害提供先进的技术手段，从根本上避免或杜绝恶性生产安全责任事故的发生，旨在为煤矿生产节约成本、强化生产安全管理、提高工作效率。 1.3、设计原则及依据

KJ73N型煤矿安全监控系统及瓦斯抽放管路监测子系统，在设计过程中始终遵循最新的国家行业标准及相关的性能要求，具备高可靠性、先进性、实用性、可扩展性及开放性原则，以满足高产、高效的现代化矿井对监控信息有效获得的需要。设计依据为： ? 《煤矿安全规程》（2010） ? 《煤矿监控系统总体设计规范》

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? 《煤矿监控系统中心站软件开发规范》 ? 《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》

? 《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》 ? 《KJ73N型煤矿安全监控系统产品企业标准》 ? 《煤矿安全监控系统通用技术要求》（AQ6201-2006）

? 《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007) ? 《煤矿安全监控系统软件通用技术要求》(MT/T1008-2006)规定。 ? 《煤矿瓦斯抽放规范》AQ1027-2007 ? 《矿井抽放瓦斯工程设计规范》 二、瓦斯抽放监测监控系统方案设计

本抽放系统对井上抽放管路进行实时监测监控，主要检测参数包括：抽放主管路的各种抽放量、各种抽放参数、各设备的运行状态及工况参数、抽放泵站的环境参数。同时，根据测量的管道参数自动运算出各种纯量和各种累计量通过ZKT380-Z瓦斯抽放参数监控装置进行显示和控制。在调度室建立监控中心站，系统具有实时自动记录、处理、存储各种监测数据的功能，采集到的数据自动生成报表供有关人员随时查阅、打印以检查抽放泵站的工作状态。

1、方案设计

泵站情况：1路200mm抽放进气管、1路200mm出气管、1路100mm排空管；抽放泵2台、循环水泵1台。

本方案对抽放管负压端、正压端的流量、浓度、温度、负压进行监测和计量；对抽放泵站的工况参数、环境参数进行监测和控制。

1） 管道监测：管道甲烷传感器2台、流量传感器3台、管道温度传感器2台、管道负

压传感器1台、管道压力传感器1台；

2） 工况、环境监测：环境低浓甲烷传感器1台、环境温度传感器1台、抽放泵轴温传

感器2台、抽放泵开停传感器2台、水泵开停传感器1台，水仓水位传感器1台，水温传感器1台；

3） 数据处理：瓦斯抽放参数监控装置1台、抽放大分站1台、KJJ55N数据接口2台、

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研华 E5300 2.6G/2G/500G/DVD/K+M/19\工控机1台、打印机1台； 4) 数据传输：信号避雷器2台、电源避雷器2台、抽放泵站到监控中心约1000m，可通过RS485通讯方式使用屏蔽电缆接入监控中心利用KJJ55N数据接口完成数据的传输和联网。

瓦斯抽放泵站系统图

2、系统实现功能

本系统具体可实现抽放泵站监测、监测数据就地显示、抽放泵的控制保护、实时监测数据传输、各类报表打印等功能，具体如下：

1) 抽放管路监测：通过抽放管路上安装的管道流量、甲烷、温度、压力传感器对抽放

管路中的实时数据进行监测，同时抽放管路进气端负压监测和出气端正压监测能进行压力自动实时修正补偿。

2) 泵站环境监测：通过瓦斯泵房内安装的环境温度和环境甲烷传感器对泵房的环境状

况进行实时监测；通过开停传感器和轴温传感器对抽放泵、循环水泵的工作状况进行实时监测；通过液位传感器、缺水检测器对抽放泵供水状况进行实时监测。 3) 监测数据就地显示：

a) 就地显示：监测装置通过ZKC380-Z型瓦斯抽放参数监控装置就地显示管道气体温度、管道抽放负压、管道瓦斯浓度、控制室环境瓦斯浓度、管道抽放纯流量、管道抽放混合流量、纯流量累计、混合流量累计、1号抽放泵轴温和2号抽放泵轴温等所有测量参数。根据抽放管路上安装的传感器监测出的参数由检测装置自动计算出瞬时工况混合流量、工况纯瓦斯流量、标况纯瓦斯流量以及累计流量。

b) 终端显示：在地面设置监控主机作为监控终端，实现数据的集中显示，终端

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显示为页面式，图形文本兼容，每页显示的信息可由用户自行定义编制，直至屏幕显示满为止，显示页面可随意调出，对图中的设备、名称、安置地点、图标定义、实现功能强大的模拟动画显示。在终端上可连续实时显示监测参数实时值、累计值及设备工作状态，能实时统计、分析处理，对采集到的数据进行实时分析处理，以数值形式进行存储，并形成相应的历史统计数据, 系统可存储十年以上的历史数据，供有关人员随时查阅。

4) 抽放泵的控制保护：本系统对泵站具有自动控制保护功能，当出现非正常工作状态

时，系统发出声光报警，并自动切断抽放泵站的电源；当抽放泵的供水状态处于缺水状态时，自动切断抽放泵电源；当泵房环境泄漏瓦斯浓度超限时1%，能发出声光报警并自动切断抽放泵的电源；当抽放管路中瓦斯浓度低于30%时，能发出声光报警；对其它参数如泵轴温、水温等也可设置超限报警断电功能。

5) 实时监测数据传输：本系统的数据传输可以由监控分站通过RS485传输方式使用通

讯电缆进行传输；通过监控分站把数据传输到交换机，交换机将数据转换为网络信号利用工业以太环网进行传输；通过监控分站由数据光端机将数据转化为光信号利用光缆进行传输。这三种传输方式可以依照具体环境不同而进行相应调整和搭配。监控分站在断电两小时内可将采集到的数据进行存储，保证了数据的连续性不会造成数据的丢失。

6) 各类报表打印：传输至监控终端的数据，全面记录各测点参数以及历史信息的查询，

以数值形式进行存储，并形成相应的历史统计数据,自动生成报表，供有关人员随时查阅和打印每小时、每天、每旬、每月、每年各测点的记录。

3、KJ73N型瓦斯抽放在线监测系统主要性能指标

1) 系统容量： 分站256个，可扩展 模拟量4096个、开关量4096个、控制量2048个； 2) 传输距离：25km以上

3) 传感器信号：模拟量200-1000Hz、开关量1/5mA 4) 通讯方式：RS485、DPSK、以太网 5) 巡检周期：≤5s(以太网方式) 6) 通讯速度：2400kbps~100M

7) 抽放量： 0-1000 m3/min，误差±0.5% 8) 抽放甲烷浓度： 0-100%CH4，误差 ±5%

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传输距离：2.0km 3）外型特征： 外壳材料：不锈钢 外壳颜色：金属光泽 外形尺寸：190×114×57mm 重 量：1.7 kg 4、GP100型负压传感器

GP100型负压传感器是适用于煤矿瓦斯抽放管道负压监测的本质安全型仪器，主要用于瓦斯抽放管路中的负压监测。能就地显示检测压力值，同时输出多种信号，供远程采集；能遥控调校零点和灵敏度，并具备故障自检功能，给使用和维护带来很大的方便。

功能特点

-- 一体化压力测量敏感元件，稳定性好，测量精度高 -- 采用新型单片微机和高集成数字化电路，使电路结构简单，性能可靠，便于维修与调试。

-- 实现了红外遥控调校零点、灵敏度等功能,使调校方便简单。 -- 采用新型开关电源,降低了整机功耗,增加了仪器传输距离。 -- 增加了故障自检功能,便于使用与维护。

-- 设计了新型高强度外壳结构,增强了仪器抗冲击能力。

技术指标

1）适用条件

环境温度：0℃～40℃； 相对湿度：≤98% ； 大气压力：86 kPa～116kPa；

可用于煤矿井下有爆炸性气体危险的环境中。 2）主要技术指标：

防爆型式：矿用本质安全型。 防爆标志：ExibⅠ。

本安参数：Ui: DC 18.5V，Ii: 65mA

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测量范围： 0kPa ～ -100kPa； 基本误差: ≤1%；

电源工作范围：12V.DC～18.5V.DC 信号输出： 频率：200Hz～1000Hz； 电流：1mA ～5mA .DC

传输距离：2.0km（电缆参数：截面积：1.5mm，电阻：≤12.8/km，分布电感：≤0.8mH/km,分布电容：≤0.06μF/km）。

3）显示功能 四位红色数码管显示 4）外型特征： 外壳材料：不锈钢 外壳颜色：金属光泽

外形尺寸：250×150×60(mm3) 重 量：1.53Kg

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5、ZKC380-Z型管道瓦斯抽放参数显示装置

在瓦斯抽放泵站配置ZKC380-Z型抽放参数显示柜，用于参数的实时直观显示，还具有以下功能：

① 泵房值班人员在柜上能够直接观看监测管路内的瓦斯浓度、温度、负压、抽放时间、日累计抽放量、日累计抽放纯量、月累计抽放量、月累计抽放纯量、泵的运行情况； ② 控制柜具有16路信号输入，8路控制输出，可将监控信息与安全监控系统联网； 五、系统设备清单

由于该系统矿方已采购我公司部分设备，以下清单为需增补设备。

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序号 1 2 3 8 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 A 设备名称 工控机 数据接口 系统软件 打印机 电源避雷器 信号避雷器 瓦斯抽放监控分站 管道瓦斯传感器 管道温度传感器 流量传感器 流量传感器 正压传感器 环境温度传感器 液位传感器 水温传感器 开停传感器 屏蔽通讯电缆 传感器电缆 两通接线盒 三通接线盒 设备型号 研华 E5300 2.6G/2G/500G/DVD/K+M/19\KJJ55N KJ73N HP1007 OVR40 KJ73 KJF86N(16) KGJ27A GWD100 GF100-15 GF100-20 GP100 GW50 KGU13 GWD100 KGT30 MHYVP 1*4*7/0.52 MHYV 1*4*7/0.43 JHH-2 JHH-3 合计 单位 数量 台 台 套 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 米 米 个 个 1 2 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1000 500 20 10 单价 6,800.00 4,300.00 0.00 1,100.00 2,200.00 1,300.00 15,000.00 4,500.00 2,300.00 13,000.00 16,000.00 4,000.00 2,300.00 3,500.00 2,300.00 350.00 9.00 5.00 40.00 50.00 总价 6,800.00 8,600.00 0.00 1,100.00 4,400.00 2,600.00 15,000.00 4,500.00 2,300.00 13,000.00 16,000.00 4,000.00 2,300.00 3,500.00 2,300.00 350.00 9,000.00 2,500.00 800.00 500.00 99,550.00

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7sph.html