3工业性试验报告3.docx
- 文档编号:26129209
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:197.96KB
3工业性试验报告3.docx
《3工业性试验报告3.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《3工业性试验报告3.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
3工业性试验报告3
石门揭煤防突抽采在线监测系统
工业性试验报告
项目名称:
石门揭煤防突抽采在线监测系统
负责单位:
淮南矿业集团潘一东矿井建设项目部
起止时间:
2010年3月~2010年8月
鉴定时间:
2010年8月
2010年8月
目录
一、项目概述2
二、项目的技术可行性综述3
1、国内外技术现状3
2、本项目的创新点4
三、工业性试验目标8
四、工业性试验运行总结9
1、试验运行参数9
2、试验运行结果9
五、工业性试验运行结论11
一、项目概述
随着我国煤矿开采深度的不断加大,防治煤与瓦斯突出工作越来越重要,一是煤矿突出危险性越来越严重,2008年煤矿瓦斯等级鉴定,全国煤与瓦斯突出矿井计754处,比2007年增加了55处;二是煤与瓦斯突出事故仍时有发生,2008年,全国煤矿发生重大突出事故10起,占重特大瓦斯事故的55.6%。
自1959年淮南发生第一次煤与瓦斯突出,至今矿区已发生突出事故120余次。
近几年,非突出矿井相继升级为突出矿井,有些原本非突出煤层也转变成突出煤层,生产过程中的突出隐患威胁越来越大,矿区防突必将成为瓦斯综合治理工作的重点和难点。
淮南矿业集团是国有大型煤矿集团公司,淮南矿业集团潘一东矿井位于安徽省淮南市北部潘集区,南距淮南市中心洞山约17km,地跨潘集区泥河镇。
井田工业场地位于泥河北岸的祁庄新村附近。
矿井采场范围为西自第Ⅲ勘探线和潘一矿相隔,北以井田边界与潘二井田相邻,东、南均至13-1煤层-1000m底板等高线的地面垂直投影线,东西走向长近8.0km,南北倾斜宽4.5km左右,面积约36km2。
潘一东矿井由煤炭工业合肥设计研究院设计,矿井设计规模为3.0Mt/a,采用立井、主要石门、中央并列式通风、集中出煤的开拓方式,主要巷道采用主要石门及分层(组)大巷布置形式;矿井分东、西两翼开采。
潘一东矿井井田位于潘集背斜南翼及东部倾伏转折端,煤层埋藏深,瓦斯高,地压大,突出危险性强。
该处施工的-848m~-760m装载胶带机联络上山,主要用于装载胶带机的安装和检修,巷道采用架棚支护,断面为9.89m2,29°上山。
巷道需揭开13-1煤层,揭煤标高-820m,煤厚约5.5m。
13-1属于强突出煤层,测得原始煤体瓦斯压力为5.8MPa,为保证安全揭煤,该处采用“巷道法异地消突”进行揭煤,同时对防突抽采等相关的八个数据(即抽采浓度、抽采负压、管道温度、瞬时混合流量、瞬时纯量、累计纯量、累计混合量、瓦斯抽采率)和煤层瓦斯压力、单孔小流量、自动放水器进行在线监测,实现了揭煤高效抽采和精细化、规范化、自动化、数据化、信息化的管理。
二、项目的技术可行性综述
1、国内外技术现状
抽采“八参数”(抽采浓度、抽采负压、管道温度、瞬时混合流量、瞬时纯量、累计纯量、累计混合量、瓦斯抽采率)是防突抽采的重要指标,上述指标中的累计纯量、累计混合量、瓦斯抽采率目前国内外均采用传统人工统计的方法,不能实时直观地对防突抽采进行过程控制。
在单孔计量上,由于石门揭煤、穿层条件预抽等抽采的一般为原始煤体,不是卸压瓦斯,单孔流量比卸压抽采时单孔瓦斯流量小得多,单纯利用做“减法”是反映不出单孔流量变化情况的,并且做“减法”还必须更改北京瑞赛的监控系统软件,为此,经过考查、比较、实验,最终选择了适用于低流速、小流量的DN50管径的旋进漩涡流量计与高浓传感器进行有机组合,制作出了单孔考查装置,进行了单孔“七参数”(瞬时混合流量、浓度、压力、温度、瞬时纯量、累计纯量和累计混合量)的考查,最低可测流量为0.03m3/min,有效地考查出了单孔参数变化情况,并能查询、打印单孔流量、压力、浓度和温度变化的实时曲线,满足了《淮南矿业集团瓦斯抽采管理规范》中对有代表性的单孔浓度和流量要进行考查的要求。
潘一东矿井自主集成创新的石门揭煤防突抽采在线监测系统,实现了煤层瓦斯压力在线监测、抽采自动计量在线监测、单孔计量在线监测、抽采率在线监测、自动放水在线监测,对石门揭煤、穿层钻孔条带抽采等区域消突实现了过程控制,并可推广应用到全国煤矿防突抽采管理工作中去!
2、本项目的创新点
1.煤层瓦斯压力实时监测
通过在瓦斯压力测定钻孔处安装GPD100压力传感器,在安装压力表时加一个两通管,一端接指针式压力表,另一端接压力传感器,信号上传到安全监控系统。
数据可供查询、保存。
并且生成的曲线平滑、连续。
为分析抽采半径及煤层残余瓦斯压力提供了数据支持。
压力传感器生成的压力数值传送给监控分站。
并上传至数据服务器;数据服务器对接收到的压力数值进行存储,并得出压力变化曲线。
并能够实时获知煤层瓦斯的压力变化情况,节约了劳动力成本,避免了人为原因造成的数据误差。
提高了生产效率,提高了数据的可靠性,其压力监测系统示意图如下图所示。
图2-1压力监测系统示意图
2.防突抽采“八参数”实时监测
防突抽采“八参数”(管道浓度、管道压力、管道温度、瞬时混合流量、瞬时纯量、累计混合量、累计纯量、抽采率)是防突抽采工作的重要指标,上述指标中的累计纯量、累计混合量,抽采率目前国内均采用传统人工统计的方法,不能实时直观地对防突抽采进行过程控制。
而石门揭煤防突抽采在线监测系统能对上述参数进行实时转换并监测。
为石门揭煤的精细化,科学化管理提供了技术保障。
防突抽采“八参数”在图页显示中的截图如下所示:
图2-2“八参数”在线显示
3.实现了瓦斯抽采单孔小流量自动计量
选择适用于低流速、低流量的CX50型旋进漩涡型流量计对石门揭煤消突钻孔进行了单孔的流量、温度、压力及浓度的在线考查。
最低可测量混合流量为0.03m3/min。
在单孔计量上,由于石门揭煤、穿层条件预抽等抽采的不是卸压瓦斯,单孔流量比卸压抽采时单孔瓦斯流量小得多,单纯利用做“减法”是反映不出单孔流量变化情况的,并且做“减法”还必须更改北京瑞赛的监控系统软件,为此,经过考查、比较、实验,最终选择了适用于低流速、小流量的DN50管径的旋进漩涡流量计。
下图所示为CX50旋进漩涡流量计外观图及终端机显示的单孔参数:
图2-3CX50旋进漩涡流量计外观图
图2-4单孔参数数据
旋进漩涡流量计抗干扰,并且可以直接接入监控系统。
可以任意角度安装。
在计量单孔参数的过程中,可以捕捉到很小的流量变化。
为工作人员提供参考。
单孔计量系统示意图如下图所示:
.
图2-5单孔计量系统示意图
4.实现了抽采率自动在线计量
为了实现瓦斯抽采率的自动在线计算并实时监测,根据《防治煤与瓦斯突出规定》和《淮南矿业集团瓦斯抽采管理规范》等有关文件要求,与北京瑞赛公司合作,在原有的KJ2000N瓦斯抽采系统的基础上增加了抽采率实时在线监测功能。
使得抽采率可以实时自动计量。
比较直观,方便。
而且定义及设置简单,操作人员不需要经过复杂的培训就可以操作定义。
可移植性强,适用于多种不同版本的监控系统软件。
下图为抽采率的自动显示:
图2-6抽采率的显示
5.实现了瓦斯抽采系统自动放水
采用ZJC-21型自动放水器实现了抽采系统的自动放水。
该自动放水器结构简单。
不仅可以自动积满水后放水。
还可以通过在监控中心站发出手动控制命令使其放水。
其原理图如下图所示:
图2-5ZJC-21自动放水器原理图
图2-7自动放水器原理图
6.实现了数据自动采集、记录、备份、生成瓦斯抽采计量日报表等和实时曲线查询等功能
通过查询记录曲线,煤层原始瓦斯压力及残余瓦斯压力的直接确定有利于找出数据变化规律,通过分析曲线变化关系,能有效地分析煤层瓦斯压力的变化情况,确定煤层原始瓦斯压力及残余瓦斯压力,累计瓦斯抽采量,为突出危险工作面区域消突效果评价提供基础数据;通过该系统能有效分析抽采率与突出煤层指标的关系。
为石门揭煤科学化管理提供了理论依据。
三、工业性试验目标
潘一东矿井为煤与瓦斯突出矿井。
井田位于潘集背斜南翼及东部倾伏转折端,煤层埋藏深,瓦斯高,地压大,突出危险性强。
施工的-848m~-760m装载胶带机联络上山13-1煤层标高-820m,煤厚约5.5m,实测原始煤体瓦斯压力为5.8MPa,煤体瓦斯含量14.3m3/t。
在潘一东矿井-760装载胶带机联络上山揭13-1煤的工作中。
一开始采用机械压力表测压,孔板流量计测抽采参数,技术员人工计算抽采率,人工放水,工作繁琐,并且测量的数据存在误差。
为了解决上述问题,经过多方考证,大量的试验,研制出石门揭煤防突抽采在线监测系统。
该系统解决了人工跟班读数频繁,工作量大,容易出错,数据不连续等问题,大大提高了工作效率。
本课题的工业性实验目标包括:
(1)煤层瓦斯压力在线监测子系统。
通过在瓦斯压力测定钻孔安装GPD100压力传感器,信号通过监控通讯系统传输到监控中心站。
数据可供查询,保存。
并且生成的曲线平滑,连续。
为分析抽采半径及煤层残余瓦斯压力提供了数据支持。
(2)抽采系统多参数自动计量。
实现了防突抽采瓦斯浓度、抽采负压、管道温度、瞬时混合流量、瞬时纯量、累计纯量、累计混合量的自动监测。
(3)在线单孔小流量自动计量子系统。
采用旋进漩涡流量计实现抽采系统及单孔的自动计量。
由于旋进漩涡流量计结构简单,体积小,安装位置的随意性,使得在单孔计量上有很大优势。
并且可以生成单孔抽采日报表。
(4)抽采率在线计量子系统。
抽采率可以实时计量,自动显示。
可以更加直观的反映出瓦斯抽采的效果。
(5)自动放水器在线监测子系统。
采用自主研制开发的自动放水器,不仅可以接入安全监控系统,在地面观测放水器的状态。
还可以人为发出手动控制命令使其在未积满水时放水。
真正实现了自动、可控,为抽采系统的稳定性提供了保障。
四、工业性试验运行总结
1、试验运行参数
(1)石门揭煤防突抽采在线监测系统软硬件环境
硬件环境:
服务器:
主频1.8GHz以上CPU
1G以上的内存
160GB容量以上的硬盘(SCSI)
17”彩色显示器
18倍速CD–ROM驱动器
主机:
主频1.6GHz以上CPU
512M以上的内存
160GB容量以上的硬盘(SCSI)
17”彩色显示器
18倍速CD–ROM驱动器
软件环境:
服务器端操作系统选用Windows2000/2003Server
数据库采用SQLServer2000,ADO+OLEDB数据库接口
主机操作系统支持Windows2000以上版本
开发语言环境:
VC++,Delphi7.0
(2)石门揭煤防突抽采在线监测系统软硬件环境试验对象
试验测定参数:
石门揭煤瓦斯治理效果考查,包括煤层原始瓦斯压力、残余瓦斯压力、石门揭煤工作面瓦斯抽采量、抽采浓度、抽采流量、抽采率数据的在线监测。
软件功能:
本软件可以采集到煤层瓦斯压力、瓦斯抽采量、单孔流量等数据,经改进后还可以统计瓦斯抽采率。
还具有对所有数据进行分析、统计、存储、显示、查询、绘图、对比等功能。
(3)石门揭煤防突抽采在线监测系统试验结果情况
本系统是潘一东矿井基于KJ2000N煤矿安全监控系统平台研制。
该系统自投入使用以来,性能稳定、操作方便、维护工作量小、单孔计量准确,设计、管理及维护功能完善,经改进后系统增加瓦斯抽采率的实时监测。
2、试验运行结果
建立石门揭煤防突抽采在线监测系统,可以满足煤矿现代化建设的需要,为煤矿防突和瓦斯抽采管理提供了新的手段,为突出危险较大的石门揭煤提供了科学管理的新平台。
为煤矿的数字化、信息化建设奠定基础,同时还可以提高企业的安全生产管理、决策水平。
本着模块化、实用性、可靠性、及时性的原则,研究确定石门揭煤防突抽采在线监测系统各个模块的组成,对系统实施方案进行优化,完善了整个系统的各项功能,全部实现了预定的所有功能。
(1)利用压力传感器实现煤层瓦斯压力监测。
实现了煤层瓦斯压力的动态监测,实现瓦斯压力数据的采集、存储、查询及生成曲线功能,能有效的区分煤层瓦斯压力,确定煤层原始瓦斯压力及残余瓦斯压力。
(2)实现防突抽采“八参数”的自动计量。
利用大量程的旋进漩涡流量计完成对抽采管道四参数(管道浓度、管道压力、管道温度、管道瞬时混合流量)的自动计量。
数据经过石门揭煤防突抽采在线监测系统自动生成“八参数”并显示。
更加全面的反映了瓦斯抽采的各项参数。
(3)实现单孔小流量的自动计量。
针对潘一东矿井煤层透气性差,抽采钻孔单孔流量小,瓦斯压力大、地压大和地温高的实际情况,我们设计了一套单孔考查方法,选择了适用于低流速、小流量的CX系列旋进式流量计进行多参数考查。
对不同管径的管路选取不同型号的流量计,单孔选用50管径的CX流量计(可测最低流量=0.03m3/min),可以有效的考查出单孔所有参数的变化情况。
(4)实现抽采率的在线自动计量。
以北京瑞赛公司开发的KJ2000N瓦斯监控系统为基础,自主编程改进该软件使其具备在线监测瓦斯抽采率的功能。
改变了以往瓦斯抽采率靠人工监测,在统计、汇总、计算过程中容易存在数据统计不完整,信息收集效率不高,统计过程中易出现人为失误等弊端。
使用本系统后不仅节约了人力资源,还增大了揭煤安全性。
(5)实现抽采系统的自动放水。
采用自主研发的自动放水器实现抽采管路自动放水的功能,本装置结构简单,外形美观,水满时自动放水,还设有除渣口可自动除渣,使用本安直流电源,具有故障显示功能,通过智能RS-485方式接入安全监控系统,在地面监控站就可以观察放水器的工作状态。
使管路放水完全摆脱了人工操作,实现了真正意义的自动化。
本装置已获得国家知识产权局专利授权。
五、工业性试验运行结论
石门揭煤防突抽采在线监测系统具有采集煤层瓦斯压力、自动计算瓦斯抽采量,抽采流量及抽采率、实现单孔考查,并具有对所有数据进行分析、处理、存储、显示和查询等功能。
可以用于矿井瓦斯抽采与消突效果考查。
降低石门揭煤、突出危险采掘工作面等瓦斯突出区域的施工危险,是一项具有广泛应用前景的技术。
通过在潘一东矿井对石门揭煤防突抽采在线监测系统的实地工业性试验,软件系统自安装以来,对煤层瓦斯压力、抽采参数、低流量单孔考查、抽采率实时监测、抽采管路自动放水等各项数据均能够进行分析、处理、存储、查询等。
所有模块都能准确稳定的实现预定功能。
工业性实验结果表明,本系统在实际使用过程中性能稳定、操作方便、功能完善,完全达到了研究预期目标。
石门揭煤防突抽采在线监测系统的开发成功,为瓦斯突出矿井和高瓦斯矿井的安全高效开采提供了信息化、数字化的先进管理途径。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工业 试验报告