煤矿瓦斯检测监控系统设计

煤矿瓦斯检测监控系统设计

【摘要】

井下二盘区瓦斯涌出量因为推采的进行,瓦斯抽放满足不了生产要求,但是四盘区瓦斯抽放泵站距离二盘区工作面太远,无法满足抽采要求,为了保证矿井的安全生产,特进行二盘区抽采系统进行设计。

【关键词】

瓦斯抽采;检测监控;设计;控制功能

黄陵二号煤矿瓦斯抽采检测系统分地面和井下抽采检测两大部分,包括实时检测抽采系统中管道参数、工况参数、环境参数、供水参数、供电参数,对抽采泵、循环水泵冷却塔管道等设备进行自动控制。

1检测监控系统的组成

抽采检测系统设计采用在现有的矿井瓦斯抽采检测监控系统的基础上,设计瓦斯抽采所需的检测传感器,并将传感器接入至瓦斯抽采监控系统。抽采检测监控系统采用全自动系统,主要由计算机、抽采显示控制装置、本安型可编程控制器、传感器、执行器和传输平台等组成。主要监控功能包括:对管道参数进行检测、环境参数检测、工况参数检测、供水参数检测、供电参数检测等五部分组成。管道参数检测:对井上下抽采管道内气体的流量、温度、压力、甲烷浓度、一氧化碳浓度进行连续检测。自动计算管道标况瓦斯混合量及累计量、标准瓦斯纯量及累积量。并能自动记录、查询、打印各类数据和表格。采用V型锥流量传感器、红外传感器等检测管道参数。当检测点数字超过设计报警值时,及时发出声光报警信号。环境参数检测:对瓦斯泵房和管道走廊的环境瓦斯浓度、环境温度等进行连续检测。采用甲烷浓度传感器、温度传感器等检测泵房、管道走廊环境参数。当检测点数字超过设计报警值时,及时发出声光报警信号。工况参数检测:对真空泵轴温、电机轴温、真空泵开停状态、阀门开闭状态、防爆安全装置压差等进行连续检测。采用温度传感器、开停传感器、压力传感器、抽采泵气分离器液位计等检测抽采泵参数。当检测点数字超过设计报警值时,及时发出声光报警信号。供水参数检测:对真空泵供水状态、热水池水位、水温、冷却水水池水位、水温等进行连续检测。采用供水传感器、压力传感器、液位传感器、温度传感器等检测真空泵的供水状态。当检测点数字超过设计报警值时,及时发出声光报警信号。供电参数检测:对真空泵供电电压、电流和功率、功率因数等进行连续检测。当检测点数字超过设计报警值时,及时发出声光报警信号。

2瓦斯抽放泵站控制功能

瓦斯抽采泵站控制方式采用就地控制和集中控制两种,同时实现上位机操作控制,具体控制内容有:

(1)对真空泵、循环水泵分别实现就地和集中开停控制;对冷却塔电机实现集中开停控制;

(2)对通风机、暖风机实现就地和集中开停控制;

(3)通风机与环境瓦斯检测传感器实现联动,即:环境瓦斯浓度超限时自动开启通风机排风,瓦斯浓度降至规定值以下自动停止。当环境瓦斯浓度在一段时间内仍不能降至规定值以下自动停止瓦斯真空泵;

(4)暖风机与环境温度传感器实现联动;(5)通风机与暖风机冬季实行联动,冬季启动通风机时候暖风机同时启动;

(6)真空泵与供水传感器实现闭锁,断水时候立即自动停泵,供水正常后方能重新启动真空泵;

(7)真空泵轴温、电机轴温与轴温传感器实现闭锁,轴温超过设定报警值时自动报警断电。

3瓦斯抽放泵站检测系统设计

3.1井下抽采检测地点和设备

二盘区井下有1个预抽面,工作面有1条预抽管路,按一条抽采管路一个抽采检测点计算。还有一个边采边抽工作面和一个采空区抽采面,边采边抽设1个监控点,插管采空区高位钻孔和采空区插管各设1个监控点,共四个检测点。井下共有3个掘进工作面抽采,每个工作面有1个抽采监控点,共有三个检测点。抽采主管路上设3个抽采监控点。瓦斯抽采检测有5个检测参数:甲烷浓度、抽采负压、瓦斯流量、瓦斯浓度和一氧化碳浓度。井下共有抽采监控检测点10个,需要10组抽采检测传感器。另外使用DN50mm孔板流量计,并配备4台便携式管路参数测试仪,对部分抽采钻孔弄进行日常检测

3.2地面检测点和设备

(1)对管道间内3趟进气管路气体参数进行检测;

(2)对6台抽采泵进行轴温、供水状态进行检测;

(3)对6台抽采泵电机进行轴温、开停状态检测;

(4)对3台抽采泵开停状态检测;

(5)对热水池2个、冷水池1个,进行水温、水温检测;

(6)对瓦斯泵房、管道间的瓦斯浓度、环境温度进行检测;

(7)对泵站供电状况进行检测。

地面监控设备:

(1)环境甲烷浓度传感器12个:泵房房顶8个、管道走廊房顶4个;

(2)管道甲烷浓度传感器3个:管道间内3个进气瓦斯抽采管路各1个;

(3)一氧化碳浓度传感器:管道间3个进气瓦斯抽采管路各1个;

(4)温度传感器7个:冷水池1个、热水池2个、泵房房顶2个、管道间2个;

(5)流量传感器3个:管道间3个进气瓦斯抽采管路各1个;

(6)轴温传感器:6台抽采泵12个、6台电机30个;

(7)开停传感器:6台抽采泵电机6个、3台循环水泵电机需3个、3台冷却塔电机3个;

(8)供水传感器:6台瓦斯抽采泵6个;

(9)液位传感器:6台瓦斯抽采泵6个;

(10)汽水分离器液位计:6台瓦斯抽采泵6个。监控分站6个,可编程控制柜1台,瓦斯抽采监控装置2台,上位机2台。

4瓦斯抽放泵站检测系统设计依据

(1)煤矿工业矿井设计规范。

(2)瓦斯抽采工程设计规范。

(3)煤矿安全规程。

(4)建筑设计防火规范。

(5)建筑物防雷设计规范。

(6)国家和工程所在地现行的主要电气设计标准及规范。

(7)煤矿瓦斯抽采抽放规范。

(8)煤矿瓦斯抽采基本指标。

作者:周小明 单位:陕西黄陵二号煤矿