孟津礦井瓦斯抽采管網監(jiān)控現(xiàn)狀分析及對策

李海濤 王彪

【摘 要】瓦斯抽采是近幾年提出來的新技術，它建立在瓦斯抽放系統(tǒng)之上。傳統(tǒng)的瓦斯抽放技術給環(huán)境帶來沉重的負擔，煤礦抽采的低濃度的瓦斯幾乎全排放到大氣中。瓦斯抽采正是基于瓦斯抽放技術而形成的新的處理礦井瓦斯的方法。本文采用礦井瓦斯抽采管網監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)測分析，從根本上解決了傳統(tǒng)監(jiān)控所帶來的困擾。

【關鍵詞】瓦斯抽采；現(xiàn)狀分析；解決對策

引言

義馬煤業(yè)集團股份有限公司是國有特大型煤炭企業(yè)，原為義馬礦務局，資產總額157億元，礦區(qū)地跨河南、青海、新疆、山西、內蒙古等五省（區(qū)），擁有生產礦井16座，原煤產能2200多萬噸，所產焦煤、貧瘦煤、無煙煤和洗精煤廣泛應用于發(fā)電、造氣、工業(yè)鍋爐、煉焦和建材等行業(yè)，產品廣銷國內20多個省區(qū)，同時還涉足制造、發(fā)電、水泥、氧化鋁、煤化工等領域。

集團公司一直堅持安全生產，以人為本的經營方針，在提高生產的同時，嚴格遵循國家相關部委的安全生產要求，投入了大量的人力物力，在井下安全監(jiān)控、人員定位、掘進降塵等安全生產各方面都有著嚴密的管理與控制技術保障。

在礦井瓦斯抽采方面，隨著國家職能部門在瓦斯抽采方面安全管理的逐步提高，集團組成專門的瓦斯抽采安全檢測與評價隊伍，配合國家相關政策和標準建立符合國家行業(yè)規(guī)范的瓦斯抽采管網系統(tǒng)。

2011年10月，國家發(fā)展改革委、國家安全監(jiān)管總局、國家能源局、國家煤礦安監(jiān)局四部委針對管道瓦斯抽采達標管理暫行辦法的163號文的發(fā)布，務必在2012年3月1日前建設完備的瓦斯抽采管網系統(tǒng)，建立能夠對瓦斯抽采進行流量、濃度、壓力和溫度等綜合參數(shù)檢測的在線瓦斯抽采管網監(jiān)控系統(tǒng)，對于瓦斯礦井特別是高瓦斯礦井，必須做到“抽采達標后方可開采”的行業(yè)標準要求。

為了貫徹國家職能部門建立管道瓦斯抽采監(jiān)控系統(tǒng)，做到先瓦斯抽采達標再進行煤炭開采的文件精神，集團領導特別是通風處領導果斷斥資為下轄礦井建立管道瓦斯抽采系統(tǒng)與管網監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對礦井管道瓦斯抽采的效果檢測和達標分析。

1.孟津煤礦瓦斯抽取的現(xiàn)狀

孟津煤礦是義馬煤業(yè)（集團）有限責任公司的下屬煤礦，是義馬煤業(yè)（集團）有限責任公司的主力煤礦之一。 該礦位于孟津縣橫水鎮(zhèn)元莊村。當前孟津礦為滿足瓦斯抽放需要，建立了一套地面永久瓦斯抽放泵站和兩套井下瓦斯抽放泵站。根據地質報告提供資料，孟津礦擁有二1煤層-600m以淺～-100m瓦斯儲量503Mm3，礦井的瓦斯抽放率為25%，且可抽瓦斯量為126Mm3。根據礦井采掘工程計劃，參照其他礦井實際抽放效果，確定本礦井抽放量為10m3/min。另外考慮設備及系統(tǒng)檢修，年抽放天數(shù)按350d計算，則年抽放瓦斯量為5.04Mm3。目前孟津礦重點需要與瓦斯監(jiān)控相關的區(qū)域有12011工作面、12031工作面。

2.解決現(xiàn)狀采取的措施

孟津煤礦所采用的是光力科技自主知識產權的礦井瓦斯抽采管網監(jiān)控系統(tǒng)，也是目前國內唯一專業(yè)從事礦井瓦斯抽采監(jiān)控、分析、診斷和抽采評價監(jiān)控系統(tǒng)軟件，為高瓦斯礦井提供測點實時監(jiān)控和異常發(fā)現(xiàn)、管段分析和危險診斷、工作面抽采效果評價和抽采量分配方案優(yōu)化。

為了配合義煤公司做好礦井瓦斯抽采管網監(jiān)控系統(tǒng)的建設，致力達到四部委163號文管道瓦斯抽采效果的評價分析要求，為孟津礦領導提供祥實可靠的瓦斯抽采評價達標參考依據，日前光力科技業(yè)務人員與公司領導、業(yè)務骨干和工程技術人員就建設孟津礦的瓦斯抽采管網監(jiān)控系統(tǒng)進行充分的論證和評估。根據分析，主要有以下幾個方面：

地面瓦斯抽采泵站：建有1個永久性瓦斯泵站，包含3套抽放泵，管道管徑為DN500。

井下瓦斯抽采泵站：建有兩個永久性瓦斯泵站，每個泵站包含兩套抽放泵，管道管徑為DN350。

工作采區(qū)： 根據公司當前工程進度，瓦斯抽采重點監(jiān)控的區(qū)域定為12011工作面和12031工作面，管道管徑為DN350。

主管道：通過現(xiàn)場了解，與瓦斯抽采重點監(jiān)控的主管道區(qū)域為抽采總管井底東、西翼分開處附近，管道管徑為DN500。

干管道：通過與礦方共同研究決定，與瓦斯抽采重點監(jiān)控的干管道區(qū)域為井下東區(qū)瓦斯抽采泵站干管、井下西區(qū)瓦斯抽采泵站干管、12011軌道順槽干管、12011軌道順槽底抽巷干管、12011膠帶順槽干管、12011膠帶順槽底抽巷干管及12031軌道順槽底板巷干管等七個監(jiān)測點，管道管徑為DN350。

通信線路：目前孟津礦井下建有光纖環(huán)網通信系統(tǒng)，可利用礦方現(xiàn)行的光纖通信網絡進行井下管道瓦斯管網監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據的上傳，實現(xiàn)瓦斯抽采管網系統(tǒng)的井下、地面監(jiān)控設備同地面服務器設備之間的網絡連接。

基于上述調研和客戶需求，考慮到四部委163文對礦井瓦斯抽采監(jiān)控系統(tǒng)的管理要求，充分考慮到孟津礦通風處領導的建設目標，要實現(xiàn)主要監(jiān)控測點要求主要通過以下幾點來實現(xiàn)。

2.1采煤工作面監(jiān)測

采煤工作面是重點需要監(jiān)控的區(qū)域。根據要求，應該至少對采煤工作面的開口處進行監(jiān)測，以實現(xiàn)對采煤工作面的抽采效果進行評價。

2.2主管段監(jiān)測

主管段上的必要監(jiān)控可以為工作面、獨立區(qū)域的抽采效果進行交叉分析，從而判斷抽采效果和管段異常分析。

按照國家職能部門要求，應該主管段的適當位置上部署必要的測點，完成對整個抽采管網的監(jiān)測和計量，并作為關聯(lián)區(qū)域抽采效果的評價與分析基礎。

需要在主管道上部署一定的測點用于對指定區(qū)域和整個礦井的抽采效果進行評價。

2.3干管段監(jiān)測

干管段可以完成對指定工作面和獨立區(qū)域的業(yè)務關聯(lián)，從而可以實現(xiàn)對關聯(lián)工作面或者支管段的抽采效果評價和分析。因此，需要在干管道上部署一定的測點對指定工作面或獨立區(qū)域進行監(jiān)測。

2.4管網監(jiān)控參數(shù)

管道瓦斯監(jiān)控參數(shù)主要包括：甲烷的濃度、流量、溫度和壓力；條件許可、環(huán)境需要的前提下還應該考慮對抽采管道的CO進行必要的監(jiān)測。對于甲烷流量，提供純流量、混合量、累計量等相關計量業(yè)務。根據礦方的需求，管道CO被納入管道參數(shù)監(jiān)控范圍之內；此外，還增加了對環(huán)境甲烷的監(jiān)控需求。

2.5管網監(jiān)控業(yè)務

管網監(jiān)控業(yè)務主要包括數(shù)據采集、專家分析、在線監(jiān)測、事件回放、業(yè)務報表。

（1）數(shù)據采集完成對井下管道瓦斯抽采監(jiān)測數(shù)據的及時搜集。

（2）專家分析是指根據采集的數(shù)據進行分析和診斷，發(fā)現(xiàn)異常，及時告警，完成對抽采效果的參考評價。

（3）在線監(jiān)測以不同形式完成對監(jiān)測對象的實時監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常及時告警。

（4）事件回放用于對發(fā)生的歷史事件進行回放，用于現(xiàn)場恢復和責任分析。

瓦斯抽采管網監(jiān)控系統(tǒng)可通過現(xiàn)行的光纖通訊網絡上傳監(jiān)測數(shù)據。實現(xiàn)井下管網監(jiān)控系統(tǒng)和地面服務器系統(tǒng)、業(yè)務管理系統(tǒng)之間的數(shù)據和業(yè)務互聯(lián)。

3.結束語

瓦斯抽采管網監(jiān)控系統(tǒng)是瓦斯治理的保障，它不僅能夠實現(xiàn)煤礦井下瓦斯抽采連續(xù)實時在線監(jiān)測，而且精確測定瓦斯抽采參數(shù)也是準確判定突出煤層消突效果、保障安全生產的必要手段；同時可以實現(xiàn)分段計算工作面抽采量、抽采率，為瓦斯抽采效果評價提供依據。

參考文獻：

[1]王兆豐.我國煤礦瓦斯抽放存在的問題集對策探討.焦作工學院學報，2003年7月.第4期：P241-246.

[2]張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術.北京：煤炭工業(yè)出版社，2001年3月，P265-340.

[3]丁百川.礦井瓦斯抽放管網系統(tǒng)的優(yōu)化管理技術.遼寧工程技術大學，2002年12月，P6-21.

作者簡介：

李海濤（1982-），男，河南扶溝縣人，助理工程師，大學本科學歷，現(xiàn)從事煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控及礦井綜合自動化控制系統(tǒng)管理工作。