煤矿瓦斯抽采监控系统介绍--201427

1、煤矿瓦斯(w s)抽采监控系统瓦斯(w s)研究所 陈 硕2014-02-07系统及产品介绍共五十六页目录(ml)目 录五、流量传感器选型四、故障分析三、系统重点产品介绍二、系统组成与组网方式一、系统概述共五十六页系统(xtng)概述一系统(xtng)概述共五十六页为什么需要建设(jinsh)瓦斯抽采监控系统？共五十六页前言(qin yn)建设(jinsh)背景 煤炭是一种非常重要的战略能源，中国有世界上11%的煤矿资源，已探明的煤炭储量占世界煤炭储量的33.8%，可采量位居世界第二，产量位居世界第一位。2012年,我国煤炭产量为36.6亿吨，占世界煤炭产量的比重已上升到47.5%。共五十六页

2、矿井(kungjng)瓦斯的来源矿井瓦斯(w s)从哪里来？煤层中的瓦斯占主要，游离和吸附两种状态，高负压管道 采空区的瓦斯占次要，低负压管道围岩裂缝中涌出的瓦斯 共五十六页瓦斯(w s)的危害 由于我国煤炭开采机械化水平低，煤田地质构造复杂，是煤矿安全事故多发地区。 据国家安监局统计，2008年至2012年全国发生煤矿事故6,908起，死亡11,576人，其中由瓦斯灾害导致的死亡人数占到了35%。重特大事故主要是瓦斯事故。共五十六页瓦斯(w s)的价值 瓦斯抽采系统的建设，不但是确保矿井安全生产的保障，更能通过对瓦斯进行合理利用，产生更大的经济价值。共五十六页国家标准(u ji bio zh

3、n)要求所有的矿井都需要建设瓦斯(w s)抽采监控系统吗？AQ1027-2006要求：有下列情况之一的矿井必须进行瓦斯抽采并达标开采有煤与瓦斯突出危险煤层一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于 5 m3/min或者一个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min矿井绝对瓦斯涌出量大于或等于40m3/min矿井年产量1.01.5Mt，绝对瓦斯涌出量大于25m3/min矿井年产量0.61.0Mt， 绝对瓦斯涌出量大于25m3/min矿井年产量0.40.6Mt， 绝对瓦斯涌出量大于15m3/min矿井年产量 0.4Mt， 绝对瓦斯涌出量大于15m3/min共五十六页国家标准(u ji bio zhn)要求A

4、Q1027-2006要求：突出矿井和高瓦斯矿井必须建立地面固定抽采瓦斯系统其他应当抽采瓦斯的矿井可以建立井下临时抽采瓦斯系统同时具有煤层瓦斯预抽和采空区瓦斯抽采方式(fngsh)的矿井，根据需要分别建立高、低负压抽采瓦斯系统共五十六页系统(xtng)建设的必要性安全(nqun)生产的保证 优质能源环境保护一箭三雕共五十六页瓦斯(w s)抽采的原则瓦斯抽采的原则 瓦斯(w s)治理的12字方针：先抽后采、监测监控、以风定产 瓦斯综合治理的16字工作体系：通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位 应抽尽抽、多措并举、抽掘采平衡 尽可能多的在瓦斯进入矿井风流以前将其抽采出来 抽采瓦斯要有针对性，要有正

5、规设计、施工和科学管理共五十六页瓦斯抽采的方法(fngf)分类按瓦斯来源划分开采层瓦斯抽采 采区大面积预抽 边掘边抽、边采边抽 人为卸压抽采邻近(ln jn)层瓦斯抽采 上邻近层抽采 下邻近层抽采采空区瓦斯抽采 全封闭式抽采 半封闭式抽采围岩瓦斯抽采 围岩裂隙抽采 溶洞抽采对矿井瓦斯涌出来源多、分布范围广、煤层赋存条件复杂的矿井，应采用多种抽放方法相结合的综合抽放方法。共五十六页二系统(xtng)组成与组网方式系统组成(z chn)与组网方式共五十六页系统(xtng)示意图共五十六页系统(xtng)示意图共五十六页系统(xtng)示意图共五十六页系统(xtng)示意图 本层共五十六页系统(xt

6、ng)示意图 穿层共五十六页KJ619煤矿瓦斯(w s)抽采监控系统监测部分：各种传感器、瓦斯(w s)抽放参数监控装置等。控制部分：可编程控制箱（PLC）、操作台、控制驱动器、蝶阀控制箱等。通用部分：分站、交换机、光端机、数据接口、电源箱、中心站等。系统组成共五十六页系统(xtng)组成 监测类产品管道(gundo)参数管道四参数+管道一氧化碳管道四参数：流量、甲烷、负压、温度泵站环境参数泵站工况参数其它参数泵站环境甲烷、液位、温度泵的工作状态（运行状态、供水状态）、工作电压、电流储气罐参数、钻孔深度等共五十六页系统组成(z chn) 流量介绍工况混合(hnh)流量工况纯流量标况纯流量标况混

7、合流量工况纯流量=工况混合流量甲烷浓度标况纯流量=标况混合流量甲烷浓度共五十六页系统(xtng)组成 思考为什么管道(gundo)负压、温度、甲烷浓度、流量的频率信号要固定接入抽放大分站的9、10、11、13号口？思考问题一21思考问题二理论上，抽放泵前负压端工况混合流量值应等于后方正压端的工况混合流量值？共五十六页系统组成(z chn) 控制类产品闭环控制控制(kngzh)设备执行设备受控设备监测设备KXJ1-660矿用隔爆兼本安型可编程控制箱ZKC24-T操作台KDK660控制驱动器阀门控制箱启动器抽放泵冷、热水泵电动阀门装置开停传感器其它传感器共五十六页建设内容(nirng) 系统架构图

8、共五十六页三系统重点产品(chnpn)介绍系统(xtng)重点产品介绍共五十六页重点(zhngdin)产品 流量传感器分类差压测量方法速度(sd)测量方法容积测量方法质量测量方法孔板V锥文丘里管均速管皮托管涡街光学法浮子流量计涡轮转子式旋转叶片式往复式热式质量流量计科式质量流量计共五十六页重点(zhngdin)产品 监测类重点产品介绍之GLV系列V锥流量传感器差压检测原理。中心站定义为抽放大分站。适用环境：501000mm特定管道，适用于中低流速，极低流速可定制。优点：自整流、自清洁；抗震动、抗水汽、抗干扰；集成度高；RS485和频率信号输出(shch)。缺点：有一定压损（孔板的10% 30%

9、）；大管径V锥比较笨重。共五十六页重点产品 监测类重点产品介绍(jisho)之瓦斯抽放多参数传感器2014年主推产品(chnpn)共五十六页重点产品 监测类重点产品介绍之GLW系列(xli)涡街流量传感器卡曼漩涡检测原理。适用(shyng)环境：50300mm特定管道（满管式）。3001000mm特定管道（插入式）。适用于高流速、无显著振动环境。优点：测量精度高；受水汽、粉尘影响小；响应时间快；管道压损小。缺点：不适用于有振动的环境；不适用于中低流速管道；前后直管段要求较高。变径涡街共五十六页重点(zhngdin)产品 监测类重点产品介绍之GLD1000/1400热式流量传感器热传导技术原理。

10、适用环境：501000mm任意管道（满管式）。适用于低水汽、无脉动气流环境。优点：测量精度高；管道压损可忽略不计；量程比宽，极低流速测量优势突出；安装极为方便(fngbin)。缺点：不适用于水汽严重或有脉动气流的环境；响应时间慢；前后直管段要求较高。共五十六页重点产品(chnpn) 甲烷传感器分类KGJ27A热导(r do)GJG100J激光GJG100H红外管道高浓甲烷汽水分离是管道高浓甲烷传感器使用效果好的保障！共五十六页重点产品(chnpn) 监测类重点产品介绍之激光甲烷传感器原理：采用先进的调频半导体激光吸收光谱技术（TDLAS），甲烷(ji wn)气体只对特定波长的激光敏感。优点：测

11、量精度高，测量范围0-100%；不受其它气体干扰影响；几乎不受水汽影响；标校周期长，一般在20天以上；长期稳定性好；理想使用寿命可达5年以上。2014年主推产品共五十六页重点产品 监测(jin c)类重点产品介绍之红外甲烷传感器原理：利用比耳-朗格红外吸收定律，即不同气体对特定波长的光有吸收，吸收的强度和气体的浓度正比。优点：测量范围0-100%；测量精度高；安全性和稳定性好；理想环境(hunjng)使用寿命可达5年；不存在“中毒”问题；缺点：受水汽影响明显（值增大）。共五十六页重点产品 监测类重点产品介绍(jisho)之热导甲烷传感器原理：通过铂丝感受其周围传热系数变化来检查甲烷(ji wn

12、)浓度。甲烷(ji wn)浓度越大，铂丝周围越不传热，则铂丝温度升高。优点：价格便宜；技术成熟。缺点：由于其原理所致，无法准确检测4%以下浓度甲烷；插入式结构易受水汽影响。共五十六页重点产品 监测类重点产品介绍之瓦斯(w s)抽放参数监控装置功能：实时监测各项管道参数、泵站环境参数和工况参数，就地显示并上传。可设置，具有自动报警功能。优点：显示直观；零部件有独立安标，可根据客户(k h)需求灵活配置；可自成小系统也可接入现有系统。表头需要设置地址号才能显示对应参数，例如管道压力、管道温度、管道甲烷浓度、管道一氧化碳浓度和管道工况混合流量在表头上的地址应分别设为21、22、23、24、25。共五

13、十六页重点产品 监测类重点产品介绍之JC1型缺水(qu shu)开关功能：利用供水管道内水压，促使机械部件动作产生开关量信号（1mA/5mA）输出。优点：安装方便(fngbin)。缺点：动作点水压为0.10.05MPa，当达不到该水压值时有可能出现误动作。共五十六页重点产品 监测类重点产品介绍(jisho)之GS5型缺水传感器功能：采用热传导技术原理（热式），通过检测水流(shuli)状态来判断供水管道内是否有水流(shuli)通过，从而输出相应开关量信号。优点：安装方便；可在现有JC1安装孔上安装，方便升级；可同时输出1/5mA和触点信号。缺点：工作电流较大；第一次安装后需要调节动作点。20

14、14年主推产品共五十六页重点(zhngdin)产品 控制类重点产品介绍之可编程控制箱功能：数据采集、分析与逻辑控制。特点：西门子S7系列PLC为核心，技术成熟，稳定性、可靠性高；提供自动(zdng)、手动、检修三种工作模式；可实现设备单控也能实现一键控制；就地显示与远程传输；具有RS485、TCP/IP双向通信及工作状态指示；自带64路DI，32路DO。可用开关量分站进行接口扩展；组网方式灵活。2014年主推产品共五十六页重点产品 控制类重点产品介绍之阀门电动(din dn)装置控制箱功能：KXJ-3/660(380)Q矿用隔爆兼本安型阀门电动装置控制箱，主要用于控制阀门开、关、停，并能在阀门

15、开、关到位后发出到位信号；在阀门出现故障(gzhng)时发出故障(gzhng)信号。特点：工作稳定可靠，抗干扰能力强；具有近程和远程两种控制模式；可同时控制三路电动阀门装置；防水、防腐蚀，使用寿命长。共五十六页重点产品(chnpn) 抽放分站分类KJ306-F(16)KJ306-F(08)KJ619-F抽放分站共五十六页重点产品(chnpn) 通用类重点产品介绍之抽放分站功能：KJ619-F型分站主要用于采集瓦斯抽采监控系统(xtng)各传感器输出信号，同时具有控制信号输出等功能。特点：Ia等级；具有8路频率量或1路智能信号输入接口；具有2路近程断电和2路远程断电功能；大屏液晶显示，更加直观；

16、自动计算纯流量和累积量并上传；掉电保护功能。共五十六页重点产品 通用类重点产品介绍(jisho)之IA电源箱功能：KDY66019B矿用隔爆兼本安型直流电源主要用于为瓦斯抽采监控(jin kn)系统中本安设备供电。特点：额定工作电压：127/220/380/660V.AC（变压器抽头式）；国内首创的8路19V ia电源输出；2路非本安控制输出；2h备用电源。共五十六页功能(gngnng)展示共五十六页故障(gzhng)分析四故障(gzhng)分析共五十六页故障(gzhng)分析是不是所有的问题都是由产品(chnpn)本身造成？产品故障选型不合适无定期标校与维护合理的选型，定期维护和标校是确保仪

17、表类产品高稳定性、低故障率和测量精度的有力保障！共五十六页处理(chl)故障的流程熟悉产品(chnpn)原理了解常见故障与分析解决办法结合现场情况分析故障原因得出故障结论处理故障总结、反馈、分享共五十六页案例(n l)分析涡街流量传感器数值不准有哪些(nxi)可能？问题一11.管道流速达不到最低要求；2.振动干扰导致测量不准；3.传感器安装方向错误（装反了）；4.前后直管段不满足要求；5.漩涡发生体或测压元件被淤泥堵塞；6.传感器仪表系数被调乱；7.传感器量程设置错误；8.传感器自身故障导致；共五十六页问题(wnt)分析当V锥流量传感器表头显示甲烷断线时，应排查(pi ch)哪些点？2问题二我

18、们应当清楚V锥流量传感器是如何采集甲烷信号，然后再进行分析。1.甲烷探头通过电缆线接入V锥接线盒，由V锥供电，所以首先应排查供电电压是否正常（用万用表）；2.在供电正常的情况下，应检查探头是否损坏，可通过测量探头电阻值或供电状态下的电压信号；3.接线是否正常，是否有接触不良（频繁断线）；4.如以上都正常，则可将故障点定位在V锥的频率采集电路部分。共五十六页问题(wnt)分析3问题(wnt)三有哪些情况会导致KGJ27A测量值出现较大误差？1.被测气体甲烷浓度低于4%；2.长期未标校导致零点、线性漂移；3.管道内水汽严重，探头受潮；4.探头损坏。共五十六页流量(liling)传感器选型五流量(liling)传感器选型共五十六页流量(liling)传感器选型步骤了解各种( zhn)流量传感器的原理及优缺点收集现场资料（抽放系统图、管道环境与参数、泵参数）查看安装环境，选择合适的安装位置选择合适的流量传感器共五十六页结束语 2014年，瓦斯研究所将会在不断完善现有(xin yu)产品基础上，开发更多符合市场需求的新产品。同时从系统的角度出发去思考和解决现有(xin yu)问题。相信经过大家的共同努力，一定能让我们的抽放系统重新站上高地。共五十六页结束语谢 谢！共五十六页创新推动安全发展服务(fw)构建和谐未来共五十六页内容摘要煤矿瓦斯抽采监控系统。2014-02