GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器应用探讨
GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器应用探讨
针对煤矿瓦斯抽采钻场、支管等抽采流量小和波动大的区域，介绍了一种GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器检测系统。简述了其工作原理和结构特点，另外探讨了GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器检测系统对煤矿厂经济生产的意义，并分析了其在现场的应用。实践证明该抽放多参数传感器能够提高煤矿瓦斯抽采监测的效率，协助煤矿工作人员的工作。
标签：GD3型；瓦斯抽放；多参数；应用
doi：10.19311/ki.16723198.2017.10.099
0引言
随着国家科技的快速发展和煤矿厂需要评估煤矿瓦斯抽采是否达到排放标准，带动瓦斯抽放技术快速发展的势头，与此同时也带动了瓦斯抽放监测监控系统飞速发展。最开始瓦斯抽采一般只需要抽采总管的大范围计量，后来煤矿开采采用区域计量，并通过评估单元来进行瓦斯抽采。但由于煤矿开采钻井现场和源头支管内的瓦斯气体流量较小，最小值低于0.8米/秒，另外，抽采系统工作条件变化使得流量的变化范围比高达1∶20，因此，针对这些工况条件，要严格按要求选择计量设备。因此需要能够及时有效的监测瓦斯抽放的实际情况的监测系统来防止测量精度的误差大其他能量消耗方面的损失。GD3型瓦斯抽放多参数传感器监控系统在国有煤矿企业被广泛安装，它能对瓦斯抽放泵房的各种参数进行集中监测，从而控制矿安全生产。但国内对GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器检测系统的研究比较少，本文将探讨GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器检测系统的特点、工作原理以及应用。
1特点
GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器监控系统在监控过程中体现出智能化、数字化和自动化的优势。监控主机不仅可以通过网络远程控制间接在其他机器上显示系统运行状态和测试数据，而且可以通过监控网络上的机器查看与主机相同的内容。实时显示，统计和数据处理功能强大，且可长期存储数据。测量精度高、稳定性强、连续集中性。由于其多参数设计，一个传感器可以同时研究多个检测项，同时测量、显示和传输管道介质的工况流量、标况流量、管通瓦斯纯流量、管道绝对压力、管道相对压力、环境大气压等参数。支持200Hz-1000Hz标准频率信号输出和RS485倍号输出。截面线式测量方式，精度高，插拔重复性好，可靠性高特点。采用活动丝口卡套式接口，使用维护方便。压损微小，对抽放效果无影响。本质防堵设计，工作稳定性好，维护量小。调试方法，校准简单，可直接在风洞上进行标校。具有故障自诊断功能。
2工作原理
GD3型多参数传感器通过高性能微处理器运行。它包括液晶显示器、键盘输入、数据传输等众多交互功能。另一方面，它显示输出功能被启用，允许同时测量多个参数。整个电路采用可靠的电源处理电路，具有防雷和抗电磁干扰功能。整机原理图如图1所示。
3意义
瓦斯由于点多面广结构特点一般管理很困难。另外由于偶然和系统误差的因素，瓦斯抽采过程中国必须时刻关注瓦斯气体浓度，防止其不稳定性造成一些可怕的事故。过去一般通过人工测量来监控瓦斯，一般需要消耗大量的时间和精力，并且也不能及时反馈信息反馈，收集的数据误差大，有时也会造成少报和漏报的现象，因而单靠人工管理风险高。据报道很多煤矿厂经常发生反应进行过程中不得不停止运行，结果产量降低，损失增加，并且经调查，这些事故发生一般是人为因素造成的。所以，为了能够及时准确地发现煤矿厂的瓦斯情况，避免各种人为因素造成的不好后果，制定更合理的预防措施，GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器在很多煤矿厂都被安装。
应用GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器监控系统可以真正地实现自动化，能够在线实时监测各个地下管线分支、总管路以及瓦斯常用的各种参数，包括煤炭开采量、使用量以及排空量。通过远程实时控制瓦斯排气泵站，协助监督人员的检查从而提高工作效率。GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器监控系统实时监测瓦斯浓度不仅可以在监控室实现，也可以在现场瓦斯区实现，这保证了煤矿厂稳定安全运行。安装GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器监控系统后可以大大减小人为因素对瓦斯事故的影响。很难追踪核实过去的数据是否真实可靠，也很难找到一些不负责的瓦斯气体检查员。但这个监控网络总是可以追查实时数据。除此之外，系统反馈信息很容易得到，这样不仅减少了可避免的损失和一些不负责员工记录不真实数据的误导，而且提高了经济效益。
4现场应用
4.1传感器现场适应性分析
煤矿井有很多钻场，而且每个钻场包含多个钻孔，其基本上超过数百个，这些钻孔导管的数量也很多，一般管直径为D50mm或D100mm。钻场管道的布置必须根据现场条件要求进行布置，所以钻场管道的布置方式有很多。由于煤矿井场地空间有限和严格要求以及短的直管段距离，很难实现稳定流场；管道内流动情况和钻井分支流量工作条件将随着抽采进度实时变化，流场受其他方面的排水作业条件的影响。
钻井气体流量测量问题是解决上述讨论的客观条件问题，其核心是选择仪器。
GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器的使用原理是参照差压测量方式，皮托管作为测量探杆，不同直径的皮托管插入的深度不同。所以煤矿抽采管道也有很
多。该GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器能够自动校准流量、压力等，按照设定校准周期定期校准差压测量零点，能长期稳定地测量，测量下限低至0.3米/秒，测量上限达30米/秒，使那些管道流量波动大的情况得以适用。
4.2现场运行情况分析
在煤矿井下的瓦斯抽放管道内，气体中常含有水、煤灰和其它杂质，这些杂质经常会堵塞传感器，进而导致测量的结果不可信；另外红外瓦斯气体探头对气体中的水比较敏感，一般工作一段时间后传感器本身性能会受到一定的影响。一般煤矿井工作人员为了反应正常运行只有经常更换红外甲烷传感器，但这个解决办法会增加监控成本。所以合理处理管道是一个重要问题。经过研究，将气水分离装置加装在瓦斯抽放管道取样处，过滤瓦斯气体，干燥和清洁通入到巡检仪的内部的气体，这个措施取得较好效果。
4.3现场运行结果分析
对比在临涣煤9136钻场的现场测试的测量数据，观察长期稳定性得知，该GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器在测量流量时表现出工作稳定并且寿命长的优势，在小流量测量段有较高的精度，这一特点可以满足煤矿钻场及小管道直径流量计量区的要求，有较高的利用前景。该GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器检测系统在山西省、贵州省、宁夏回族自治区等地都被安装应用。经过运行试验证明GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器工作状态比较稳定，适合煤矿井瓦斯抽采。
5结论
GD3型瓦斯抽采多参数传感器具有测量下限低、多参数测量、准确度高、智能等优势，主要适用于小管径低流速的管道环境。现场应用表明，通过运用GD3型瓦斯抽采多参数传感器监测系统可以有效追踪瓦斯抽放的实际情况，减轻了煤矿人员监控压力，有效地提高了煤矿瓦斯抽采监测的效率，保证了矿井瓦斯抽采系统可靠运行，加快了煤矿瓦斯抽采速度，确保了矿山安全生产。
参考文献
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浅析多参数水文动态监测智能预警系统在煤矿的研究与应用
浅析多参数水文动态监测智能预警系统在煤矿的研究与应用
【摘 要】井下水害事故的发生，严重威胁着煤矿工人的人身安全和矿井安全。传统的水文监测方法已经不能满足现代化矿井的发展需要，利用多参数井下动态水文系统对井下水文情况进行实时监测，可以及时对井下各涌水点的变化情况及相关参数进行监测，对预防水害事故的发生，保障人身安全减少经济损失起到积极的作用。
【关键词】水害；地下水文；动态监测；系统
近年来随着国民经济的快速发展，社会对煤炭的需求量日益增加，随着开采深度的不断加大，井下水害已经成为影响煤矿安全生产的主要因素，井下重大水灾事故的发生给煤矿井下作业人员的人身安全和国家财产带来了威胁。如何监测地下水的动态变化、矿井各主要排水点的涌水量变化情况可以有效的避免水害事故的发生，所以对地下水文信息的动态监测是煤矿安全生产中必不可少的内容。
羊场湾煤矿矿井水文地质类型划分为复杂型，随着开采深度的不断增加及井田范围的不断扩大，矿井受水害威胁的程度越来越严重。矿主采煤层的水害威胁主要源自侏罗系直罗组底部粗砂岩含水层，传统的水文监测方法一般由人工定期对所选定的观测点逐点测量，难以获得各测点的同时涌水量，不利于分析涌水点的涌水情况，特别是有突水发生时，不能及时发现。这种方法既浪费人力、物力，也浪费财力，已不能适应煤矿发展的需要。针对传统的水文监测方法中存在的问题，我矿引进了多参数水文动态监测智能预警系统来对井下水文动态变化进行实时监测。
该系统由硬件系统和软件系统组成，系统的硬件部分主要有：传感器、遥测分站、传输系统（无线或有线方式）和水文监测主机等，可以通过传感器和遥测分站将地面或井下采集到的各种水文实时数据，使用GSM网或工业以太网，按照设计的通信协议，将各观测点的水文数据传输、处理并存储到水文信息数据库中；系统的软件部分主要有：水文数据的实时采集、组织与数据库建立、水文数据分析处理、数据发布以及智能预测预警功能的实现。综合应用计算机科学、水文科学、电子技术、通讯技术和信息处理技术，建立水文信息资源动态管理模型。该系统集矿井水文数据采集、数据处理、数据网络共享、矿井水害预警、辅助决策于一体，采用现代化的监测手段对地下水的各种参数进行监测。
煤矿井下监控系统传感器调校
140 KG9701型智能低浓度沼气传感器
1工作原理
KG9701型智能低浓度沼气传感器采用热催化原理测量沼气浓度。热催化元件与电阻、调零电位器P1组成测量电桥。工作时，被测环境中的沼气以扩散方式进入传感器探头气室与敏感元件发生反应并产生与沼气浓度相应的电讯号。该讯号经放大后进入A/D转换器进行模数转换，然后送往中央处理单元89C51单片微机进行数据处理后发往与之相连的井下监控分站以及地面中心站，实现井下联网监测、监控及就地数字显示和声光报警。
2 结构特征图1
图1
3 主要用途和适用范围
⑴ 主要用途
KG9701型传感器主要用于煤矿井下沼气浓度的连续监测。
⑵ 适用范围
可在煤矿井下的采掘工作面、机电峒室、回风巷道等连续工作，能在有煤尘和瓦斯爆炸危险场所使用。
3 主要技术指标
⑴ 工作温度: 0 ℃～40 ℃
⑵ 相对湿度: ≤98 %
⑶ 大气压力: 86 kPa～110 kPa
⑷ 风速： 0 m/s～8 m/s 141 ⑸ 矿井环境中的H2S气体浓度：<6×10-6
⑹ 防爆类型: 矿用本安兼隔爆型
⑺ 防爆标志: ExibdI
⑻ 整机工作电压：(12～24) VDC（本安电源）。
⑼ 整机工作电流：≤100 mA。
⑽ 测量范围： 0%CH4～4.00%CH4。
⑾ 测量精度：
0.00%CH4～1.00%CH4 ±0.10%CH4 （基本测量误差）；
1.00%CH4～2.00%CH4 ±0.20%CH4 （基本测量误差）；
2.00%CH4～4.00%CH4 ±0.30%CH4 （基本测量误差）；
⑿ 信号输出类型：电流或频率
⒀ 信号输出范围：
1mA～5mA (线性对应0%CH4～4.00%CH4)
200HZ～1000 HZ (线性对应0%CH4～4.00%CH4)
负压传感器-矿用负压传感器使用说明书
GPD0.1F
矿用本安型负压传感器
使用说明书
矿用本安型负压传感器
2
目 录
1 用途 ...................................................................................................................... 3
2 环境条件 .............................................................................................................. 3
3 主要技术参数 ...................................................................................................... 3
4 产品分类 .............................................................................................................. 3
4.1 型式 .......................................................................................................... 3
4.2 产品型号 .................................................................................................. 3
4.3 尺寸及重量 ............................................................................................... 4
矿井监测系统中甲烷传感器的设计和应用
Electronic Technology • 电子技术
Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程
• 89【关键词】矿井监测系统 甲烷传感器 设计 应用
中国是一个煤炭大国，开采的煤炭产量很大。而瓦斯爆炸一直是煤炭产业发展的绊脚石。矿井安全监测技术的出现和使用对瓦斯进行监测，从而减少了瓦斯爆炸的发生概率。20世纪80年代初，中国从波兰，法国，德国，英国和美国引入一些安全监测系统，并先后研制出 KJ2、 KJ4、 KJ8、 KJ10、 KJ13、 KJ19、 KJ38、 KJ66、 KJ75、 KJ80、 KJ92等检测监控系统， 目前在我国的煤矿已大量使用。矿井监测系统中传感器能正确反映测量环境和设备参数。现在，国内煤矿检测和监测系统的传感器主要包括燃气，一氧化碳，风速、温度，氧气、烟雾、开关量传感器。这些传感器对煤矿安全监测来说基本够用。然而，相比较国外的产品，国内传感器在使用年限，校准周期，可靠性方面仍存在较大差距。一些传感器（例如甲烷传感器）的稳定性较差，尚不能满足客户的需要。1 甲烷传感器的分类
1.1 催化燃烧式催化燃烧式气体监测原理为：敏感元件对甲烷或其他可燃气体的催化作用，使甲烷在部件上无焰燃烧。释放热量以增高传感元件的温度，并且监测元件可以根据其自身的温度的变化情况来测量气体浓度。这种气体传感器中所使用的敏感元件是铂丝催化组分和载体催化组分。1.2 热导式利用被测气体与纯净气体之间的导热系数差异以及混合气体的导热系数与浓度之间的关系，这样将气体浓度的变化规律变成电脉冲，从而制造成气体检测仪器。在煤矿中，导热甲烷检测仪器一般用来测量高浓度的气体。 例如，确定排气管道中的气体浓度; 高瓦斯工作面的测定。 在风力甲烷阻塞装置中，导热元矿井监测系统中甲烷传感器的设计和应用
文/秦新华在矿井空气监测中，便携式甲烷监测报警器可用于随时监测工作场所的甲烷浓度。本文通过介绍甲烷的性能分析了热催化监测的原理，并介绍了甲烷传感器的调试与校正。摘 要件和载体催化元件组合形成高浓度和低浓度甲烷传感器，并且可以保护催化元件免受高浓度气体的影响。甲烷分析仪的导热原理是基于矿井空气的导热系数随甲烷含量的变化而变化，并且测量这种变化以达到确定甲烷含量的目的。 然而，难以直接测量气体的导热率。通常，通过热敏元件把混合气体中的甲烷含量的变化引起的热导率的变化转换成电阻值的变化。 使用测量桥可以容易地测量电阻值的变化。一般情况，热元件分成以下两大类型： 导线和热敏电阻。 铂，钨，钽钨和钯丝是一种导线。 热敏电阻的种类很多，它的特性是较大的温度系数和较小的热惯性。铂丝具有耐高温性，且化学性能稳定，但机械强度低，易变形。钽钨热敏元件机械性能较好，但在高温下容易氧化。 为了增强其耐高温性和耐腐蚀性，一些钨丝是镀金的或涂有玻璃膜。2 热催化监测原理一定量的可燃性气体在特定的燃烧后，生成一定的热量，但实际上，直接测量生成的热量比较困难，一般都是通过温度的测量间接进行的。温度的测量方式多种多样，很容易得到准确的结果。 对于温度的测定，一般采用电测法。 这种方法具有反应快、读数容易和指示客观等优点，试验证明温升与甲烷的氧化速率成比例，当浓度低于5%时，甲烷的氧化速率和浓度线性变化。 甲烷传感器是将空气中的甲烷浓度变量转化成一定对应关系的输出信号的装置，即通过电信号转换甲烷的浓度值。3 甲烷传感器的调试与校正
矿用便携式多参数检测仪的研究与设计
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矿用便携式罗参数检测仪自 研究与设计
天地（常州）自动化股份有限公司 王鸿建 【摘要】本文设计了一款便携式多参数检测仪，能同时采集瓦斯、一氧化碳、氧气、硫化氢气体及环境温度、湿度、压力等多种环境参量实时信息，并通过液晶显示。此 便携多参数检测仪不仅可任意以单独产品使用，还可以通过无线接口接）￣ＰＤＡ、井下单兵救援系统中，提供实时环境参量信患。 【关键词】矿用便携式；多参数检测仪；研究；设计
１．引言 为了更好的保障煤矿井下的安全生产，国 家明确要求相关工作人员必须配备便携瓦斯检 测仪，但在煤矿井下除了甲烷气体外，还存在 一氧化碳、硫化氢等有毒气体，随时可能威胁 到井下工作人员的生命安全，因此对井下一氧 化碳、硫化氢等有毒气体的检测越来越引起矿 方的重视：同时由于传统的在线式一氧化碳、 硫化氢等传感器只能固定的检测某一点的环境 参数，不能随时随地保证工作人员处于安全环 境，无法为并下工作人员提供及时的预警信 息，而便携多参数检测仪可以实时的为井下工 作人员提供所处环境的各个参数，更好的保证 工作人员的生命安全。 ２．系统硬件设计 本便携式多参数检测仪以ＥＦＭ３２ＴＧ２３２处理 器为核心，可以实时检测环境空气中甲烷、一 氧化碳、氧气、硫化氢四种环境气体的浓度； 同时具有时间、温度、湿度、压力和电池电量 的采集功能，并在ＣＰＵ控制下通过液晶模块进 行显示，同时可以通过无线接口对外通信。如 图１为系统原理框图，该系统主要由ＣＰＵ处理及 采集模块、显示模块、通信模块等部分组成。 ｌ墨塑垡旦ｌ 【曼 堡 ＾ ＾ 旦］Ｌ 一 －－ ｔ Ｖ－Ｉ Ｉ ： 『ｆ ｌ辩 １圉 Ｐｕ魁理模块崮 ｛ｋ ＿Ｊ
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图１系统原理框图 ２．１信号处理及采集模块设计 为了满足系统对甲烷、一氧化碳、氧气、 硫化氢、压力、湿度及电池电量各种信号的采 集功能，本文选用选用Ｅｎｅｒｇｙ Ｍｉｃｒｏ公司的处 理器ＥＦＭ３２ＴＧ２３２作为控制器，ＥＥ￣３２ＴＧ２３２具备８ 路ｌ２位Ａ／Ｄ，ＲＴＣ功能、同时具有低功耗功能。 信号处理及采集模块主要包括甲烷测量模块、 一氧化碳及硫化氢测量模块、氧气测量模块、 压力、湿度及电池电量测量模块。 ２．１．１甲烷检测模块 甲烷探头电路原理图如图２所示，是由两 个传感器敏感元件和两支固定的电阻组成的惠 斯通电桥。敏感元件在表面上浸涂了铂族金 属催化剂，成为黑元件（ａ），另一元件无催化 剂，为参比元件ｂ（白元件）。黑白元件的铂丝 是桥路电阻，又是加热器，使催化剂在高温下 产生催化作用，两固定电阻Ｒ１、Ｒ２，与黑白元 件电阻相匹配。无甲烷气体时，桥路平衡，输 出信号为零；有甲烷气体时，在黑元件表面进 行催化氧化，放出热量，使温度升高，电阻升 高，而白元件电阻值不变，此时桥路不平衡， 输出一定电压信号，且输出的信号与ＣＨ４气体 含量成正比，通过采集电桥电压可以计算出当 前环境中甲烷的实际浓度。 …………………… …。
矿山传感器
传感器
GUJ30型电极式煤位传感器
工作原理：堆煤传感器与皮带机综合保护配套使用正常时，煤位传感器输出端输出高电平，当煤位增高推移传感器触头（探杆）偏转一定角度时，其内万向接点导通，输出低电平，“满煤”指示灯亮，经短暂延时，主机执行继电器释放，实现堆煤保护，同时发出语言报警信号。电极式煤位传感器原理相同，当电极接触煤堆时，在煤电阻小于1.5M±500K的情况下,经1-3秒延时,实现故障停机,保护皮带。显示屏显示堆煤故障。
用途
该传感器与主机配套使用，能在皮带机机头满仓时，使皮带停机。
性能特点
该传感器探杆接触到煤时，煤与大地就形成回路，使皮带停机。当煤电阻小于1.5mΩ时均能可靠动作。
技术参数
●本质安全型 ●检测电流小于0.1mA ●重量：0.5kg
GQQ0.1烟雾传感器（PLC专用）
概述GQQ0.1型烟雾传感器为矿用本质安全型，适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸性气体环境中，与皮带综保监控仪配套（也可用于其它电控配套），用于煤矿井下皮带输送机胶带因摩擦发热或其它原因产生的烟雾进行检测保护。使用环境条件 海拔高度不超过+2000m，不低于-1000m。 环境温度：-5℃~+40℃。 环境相对湿度不大于95%（25℃时）。 有爆炸性气体和煤尘的矿井中。 无足以腐蚀破坏金属外壳及电器绝缘的气体。 能防止污水及其它有害液体侵入的地方。 无强烈振动和冲击的环境中主要技术参数防爆型式：矿用本质安全型，ExibI（150℃）。外壳防护等级：IP54。工作电压：DC12~24V（煤矿井下使用时，需由本安电源供电）。工作电流：100mA，动作电流：140mA。传感器初始化预热时间：≤5min。恢复时间：＞5S。
GQQ0.1烟雾传感器(皮带机专用)
GQQ0.1mg/m3烟雾传感器主要用于对煤矿井下橡胶、煤尘等因摩擦起热或其它原因产生的烟雾进行监测。本传感器采用先进的气敏型探头，经过特殊电路处理后。具有灵敏、可靠、无误动、无拒动等特点。外壳小巧玲珑，使用方便，是目前安装烟雾报警的理想部件。防爆型式：矿用本质安全型 防爆标志：ExibI。
长距离定向钻孔预抽瓦斯技术应用研究
收稿日期:20230310作者简介:申利军(1980-),男,山西长治人,助理工程师,从事煤矿供应管理工作。doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2023.12.025
长距离定向钻孔预抽瓦斯技术应用研究
申利军
(长治三元中能煤业股份有限公司,山西长治 046000)
摘 要:为解决山西省某矿3210回风巷掘进区域煤与瓦斯突出威胁,设计采用长距离定向钻孔预抽该区域瓦斯,综合运用数值模拟、理论分析等方法,确定定向钻孔合理直径96mm、抽采负压25kPa、抽采时间120d,结合工作面生产地质条件设计钻场及定向钻孔布置方案,实践表明,为期120d瓦斯预抽期间抽采
浓度大于50%,抽采率达到58.5%,取得较好消突效果。关键词:煤与瓦斯突出;数值模拟;定向钻孔;抽采率中图分类号:TD712.6 文献标识码:A 文章编号:10052798(2023)12009203
1 工程概况
山西省某矿3号煤层3210综采工作面位于一
水平二采区,工作面走向长571m,倾向长231m,煤
层均厚3.41m;瓦斯地质条件复杂,巷向西北0~
198m、233.3~495m处于瓦斯突出危险区,切巷向
西北0~198m、233.3~495m也处于瓦斯突出危险
区,该面存在较大瓦斯异常隐患,为保障3210回风
巷掘进期间的施工安全,进行长距离钻孔预抽技术
的应用研究。
2 长距离定向钻孔关键参数研究分析
该矿3号煤层二采区煤层瓦斯含量较高,局部
区域存在煤与瓦斯突出危险性,3210回风巷掘进区
域瓦斯地质条件复杂,设计采用长距离定向钻孔预
抽技术进行消突,为了使设计的预抽方案更加合理
有效,借助计算机模拟软件对瓦斯抽采过程进行模
拟研究。2.1 建立数值模型
COMSOL是一款以有限元原理为基础的数值模
拟软件[1]。由于实际工程中物理场环境及各种影
响因素是非常复杂的,采用有限元软件可通过对实
际情况简化求得近似解。该软件本身具有CAD绘
典型高瓦斯矿井综采工作面瓦斯抽放技术应用及效果分析
技术研究
88 2019年第11期
瓦斯对于井工煤矿安全生产威胁极大，治理难度大，一旦发生事故，就有可能是群死群伤的重特大事故，给矿工生命安全及矿井安全生产带来巨大威胁。国内井工煤矿历来高度重视瓦斯的治理工作，但是由于瓦斯无色无味，涌出规律难循，治理难度较大[1-3]。本文即针对某矿15203工作面开采时面临的瓦斯治理难题，利用回采前瓦斯预抽及回采时抽放的综合治理方案，实现对瓦斯的有效治理。1 工程概况及瓦斯危害分析15203工作面主采15#煤层，煤层平均厚度4.4m，采用综合机械化采煤方法，采用U型通风方式，运输顺槽进风，回风顺槽回风。在工作面回采前，使用分源预测法对瓦斯涌出量进行预测，即以煤层瓦斯含量、煤层开采技术条件为基础，根据各基本瓦斯涌出源的瓦斯涌出规律，计算回采工作面、掘进工作面、采区及矿井瓦斯涌出量。预测得出工作面的相对瓦斯涌出量达到7.5m3/t，绝对瓦斯涌出量达到10.5m3/min，超过煤矿安全规程第一百六十九条规定的：矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min的规定，为典型的高瓦斯矿井。瓦斯危害分析：当CH4升至43%，O2降至12%，人感到呼吸困难；当CH4升至57%，O2降到9%以下，人短时间窒息死亡。当巷道或采场空气中的瓦斯浓度在5%～15%范围内时，一旦存在点火源，将会引起瓦斯爆炸事故。当煤层瓦斯压力较高、地质构造复杂、地应力较大、煤体破坏严重时，在该地区采掘作业时易发生煤与瓦斯突出。当巷道内的瓦斯浓度低于5%或超过15%时，一旦存在点火源，会酿成瓦斯燃烧事故。CH4是仅次于氟利昂的温室气体，产生的温室效应是CO2的25～30倍，时效长达100～150年之久。 2 工作面瓦斯综合治理技术应用根据工作面瓦斯涌出情况及现有的瓦斯综合治理经验，设计在工作面回采前布置顺层钻孔对瓦斯进行预抽，先将瓦斯相对瓦斯涌出量降至4.3m3/t以内，再在工作面回采期间采用高位钻孔瓦斯抽采及上隅角埋管瓦斯抽采的联合抽放方案对瓦斯进行二次抽放，将相对瓦斯涌出量降至3m3/t以内。2.1 工作面回采前瓦斯预抽回采前，在工作面两个顺槽内均使用定向钻施工顺层钻孔对瓦斯进行预抽。顺层抽放钻孔由瓦斯泵负责抽放，抽放泵型号2BEP-50，功率280kW，真空度-80kPa，抽气量190m3/min，钻孔施工选用ZY780型钻机。钻孔设计：运输顺槽46组，270个钻孔；回风顺槽46组，258个钻孔，钻孔布置如图1所示。孔径Φ94mm，开孔间距≥5000mm，距底板高度≥1300mm，封孔长度不小于8m。PPˈሱᆄ䮯ᓖнሿҾPDŽ䘀䗃亪എ仾亪ᔰ࠷P亪ቲ䫫ᆄ图1 工作面预抽瓦斯顺层钻孔布置示意图典型高瓦斯矿井综采工作面瓦斯抽放技术应用及效果分析赫崇国汾西矿业集团贺西煤矿 山西 柳林 033300摘要：瓦斯对煤矿安全生产威胁极大，针对高瓦斯矿井综采工作面的瓦斯治理难题，分析15203工作面的具体工程概况及其危害，按照瓦斯治理目标，设计了工作面回采前的瓦斯预抽配合工作面回采期间的顶板高位钻孔抽放瓦斯与工作面上隅角埋管抽放采空区瓦斯的联合抽采方案，并在实施过程中加强瓦斯浓度监测，监测数据统计表明，整个15203工作面回采期间，上隅角的瓦斯浓度控制在0.5%以内，回风流中的瓦斯浓度控制在0.35%以内，瓦斯治理效果较好，有效保障了矿井安全生产。关键词：高瓦斯矿井 瓦斯治理 瓦斯预抽 高位钻孔 埋管抽放Application and Effect Analysis of Gas Drainage Technology in Fully Mechanized Mining Face of Typical High Gas MineHe ChungguoFenxi Mining Group Hexi Coal Mine，Shanxi Liulin 033300Abstract：Gas is a great threat to the safety of coal mine production. Aiming at the difficult problem of gas control in fully mechanized mining face of high gas mine，The specific engineering situation and hazards of 15203 working face are analyzed.According to the goal of gas control，a combined scheme of gas pre-drainage before working face and gas drainage in goaf with top borehole and buried pipe in upper corner of working face was designed.In the process of implementation，gas concentration monitoring was strengthened，and monitoring data statistics showed that during the whole mining period of 15203 working face，The gas concentration in the upper corner is controlled within 0.5% and in the return air flow is controlled within 0.35%. The gas control effect is good，which effectively guarantees the safety of mine production.Keywords：High Gassy Mine；Gas control；Gas pre drainage；High level borehole；Pipe drainage
速度传感器-矿用速度传感器
矿用本安型速度传感器
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矿用本安型速度传感器
使用说明书
矿用本安型速度传感器
2 2 目 录
1. 概述 ............................................................ 3
1.1 主要用途及使用范围........................................... 3
1.2 型号组成及代表意义........................................... 3
1.3 使用环境条件................................................. 3
2 结构特征与工作原理 .............................................. 3
2.1 结构......................................................... 3
2.2 工作原理..................................................... 4
3 技术特性 ........................................................ 4
3.1 产品执行标准................................................. 4
3.2 主要性能..................................................... 4
3.3 主要参数..................................................... 4
3.4 尺寸重量 ...................................................... 4
矿用采动应力监测传感器的比较和应用
矿用采动应力监测传感器的比较和应用
赵明
【摘 要】应力和应变测量已广泛应用于地应力测量中，其采动应力监测则是一种典型的相对地应力测量。重点分析了两种典型的采动应力监测仪器，即钻孔应力计和空心包体式钻孔三向应变计的技术特点，以及在采动应力监测中的优缺点。%Sress and strain measurement are widely used in situ stress
measurement, and mining stress monitoring is a typical relative stress
measurement. Analyzes the technique features, advantanges and
disadvantages between borehole stress meter and hollow inclusion triaxial
strain cell in minging stress monitoring.
【期刊名称】《煤矿机电》
【年(卷),期】2012(000)006
【总页数】4页(P98-101)
【关键词】采动应力;钻孔应力计;空心包体式钻孔三向应变计;应用
【作 者】赵明
【作者单位】天地科技股份有限公司,北京100013
【正文语种】中 文
【中图分类】TD325.5
0 引言 煤矿巷道掘进和工作面回采过程中，破坏了原岩体的应力平衡状态，引起岩体内部的应力重新分布，形成新的应力平衡状态，采动时作用在围岩中和支护物上的力称为采动应力。采动后，原岩体应力场各点的应力状态都将发生变化，包括大小、方向、垂直应力与水平应力的比值等。采动应力场是一个动态的、变化的场，如能准确了解采动应力场在煤岩体开采过程中的演化规律，对评价和预测矿山压力现象、矿山动力现象都具有十分重要的意义［1］。
钻孔应力和钻孔应变观测是矿山最常用采动应力监测方法，钻孔应力计是一种应用广泛的钻孔应力监测仪器，用于煤矿围岩体内部的应力监测;空心包体式钻孔三向应变计则是一种典型的应变测量仪器，也是国际岩石力学学会(ISRM)推荐使用测量围岩体应力的监测仪器。