孟津矿井瓦斯抽采管网监控现状分析及对策

【摘 要】瓦斯抽采是近几年提出来的新技术，它建立在瓦斯抽放系统之上。传统的瓦斯抽放技术给环境带来沉重的负担，煤矿抽采的低浓度的瓦斯几乎全排放到大气中。瓦斯抽采正是基于瓦斯抽放技术而形成的新的处理矿井瓦斯的方法。本文采用矿井瓦斯抽采管网监控系统进行监测分析，从根本上解决了传统监控所带来的困扰。

【关键词】瓦斯抽采；现状分析；解决对策

引言

义马煤业集团股份有限公司是国有特大型煤炭企业，原为义马矿务局，资产总额157亿元，矿区地跨河南、青海、新疆、山西、内蒙古等五省（区），拥有生产矿井16座，原煤产能2200多万吨，所产焦煤、贫瘦煤、无烟煤和洗精煤广泛应用于发电、造气、工业锅炉、炼焦和建材等行业，产品广销国内20多个省区，同时还涉足制造、发电、水泥、氧化铝、煤化工等领域。

集团公司一直坚持安全生产，以人为本的经营方针，在提高生产的同时，严格遵循国家相关部委的安全生产要求，投入了大量的人力物力，在井下安全监控、人员定位、掘进降尘等安全生产各方面都有着严密的管理与控制技术保障。

在矿井瓦斯抽采方面，随着国家职能部门在瓦斯抽采方面安全管理的逐步提高，集团组成专门的瓦斯抽采安全检测与评价队伍，配合国家相关政策和标准建立符合国家行业规范的瓦斯抽采管网系统。

2011年10月，国家发展改革委、国家安全监管总局、国家能源局、国家煤矿安监局四部委针对管道瓦斯抽采达标管理暂行办法的163号文的，务必在2012年3月1日前建设完备的瓦斯抽采管网系统，建立能够对瓦斯抽采进行流量、浓度、压力和温度等综合参数检测的在线瓦斯抽采管网监控系统，对于瓦斯矿井特别是高瓦斯矿井，必须做到“抽采达标后方可开采”的行业标准要求。

为了贯彻国家职能部门建立管道瓦斯抽采监控系统，做到先瓦斯抽采达标再进行煤炭开采的文件精神，集团领导特别是通风处领导果断斥资为下辖矿井建立管道瓦斯抽采系统与管网监控系统，实现对矿井管道瓦斯抽采的效果检测和达标分析。

1.孟津煤矿瓦斯抽取的现状

孟津煤矿是义马煤业（集团）有限责任公司的下属煤矿，是义马煤业（集团）有限责任公司的主力煤矿之一。 该矿位于孟津县横水镇元庄村。当前孟津矿为满足瓦斯抽放需要，建立了一套地面永久瓦斯抽放泵站和两套井下瓦斯抽放泵站。根据地质报告提供资料，孟津矿拥有二1煤层-600m以浅～-100m瓦斯储量503Mm3，矿井的瓦斯抽放率为25%，且可抽瓦斯量为126Mm3。根据矿井采掘工程计划，参照其他矿井实际抽放效果，确定本矿井抽放量为10m3/min。另外考虑设备及系统检修，年抽放天数按350d计算，则年抽放瓦斯量为5.04Mm3。目前孟津矿重点需要与瓦斯监控相关的区域有12011工作面、12031工作面。

2.解决现状采取的措施

孟津煤矿所采用的是光力科技自主知识产权的矿井瓦斯抽采管网监控系统，也是目前国内唯一专业从事矿井瓦斯抽采监控、分析、诊断和抽采评价监控系统软件，为高瓦斯矿井提供测点实时监控和异常发现、管段分析和危险诊断、工作面抽采效果评价和抽采量分配方案优化。

为了配合义煤公司做好矿井瓦斯抽采管网监控系统的建设，致力达到四部委163号文管道瓦斯抽采效果的评价分析要求，为孟津矿领导提供祥实可靠的瓦斯抽采评价达标参考依据，日前光力科技业务人员与公司领导、业务骨干和工程技术人员就建设孟津矿的瓦斯抽采管网监控系统进行充分的论证和评估。根据分析，主要有以下几个方面：

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

井下瓦斯抽采泵站：建有两个永久性瓦斯泵站，每个泵站包含两套抽放泵，管道管径为DN350。

工作采区： 根据公司当前工程进度，瓦斯抽采重点监控的区域定为12011工作面和12031工作面，管道管径为DN350。

主管道：通过现场了解，与瓦斯抽采重点监控的主管道区域为抽采总管井底东、西翼分开处附近，管道管径为DN500。

干管道：通过与矿方共同研究决定，与瓦斯抽采重点监控的干管道区域为井下东区瓦斯抽采泵站干管、井下西区瓦斯抽采泵站干管、12011轨道顺槽干管、12011轨道顺槽底抽巷干管、12011胶带顺槽干管、12011胶带顺槽底抽巷干管及12031轨道顺槽底板巷干管等七个监测点，管道管径为DN350。

通信线路：目前孟津矿井下建有光纤环网通信系统，可利用矿方现行的光纤通信网络进行井下管道瓦斯管网监控系统监测数据的上传，实现瓦斯抽采管网系统的井下、地面监控设备同地面服务器设备之间的网络连接。

基于上述调研和客户需求，考虑到四部委163文对矿井瓦斯抽采监控系统的管理要求，充分考虑到孟津矿通风处领导的建设目标，要实现主要监控测点要求主要通过以下几点来实现。

2.1采煤工作面监测

采煤工作面是重点需要监控的区域。根据要求，应该至少对采煤工作面的开口处进行监测，以实现对采煤工作面的抽采效果进行评价。

2.2主管段监测

主管段上的必要监控可以为工作面、独立区域的抽采效果进行交叉分析，从而判断抽采效果和管段异常分析。

按照国家职能部门要求，应该主管段的适当位置上部署必要的测点，完成对整个抽采管网的监测和计量，并作为关联区域抽采效果的评价与分析基础。

需要在主管道上部署一定的测点用于对指定区域和整个矿井的抽采效果进行评价。

2.3干管段监测

干管段可以完成对指定工作面和独立区域的业务关联，从而可以实现对关联工作面或者支管段的抽采效果评价和分析。因此，需要在干管道上部署一定的测点对指定工作面或独立区域进行监测。

2.4管网监控参数

管道瓦斯监控参数主要包括：甲烷的浓度、流量、温度和压力；条件许可、环境需要的前提下还应该考虑对抽采管道的CO进行必要的监测。对于甲烷流量，提供纯流量、混合量、累计量等相关计量业务。根据矿方的需求，管道CO被纳入管道参数监控范围之内；此外，还增加了对环境甲烷的监控需求。

2.5管网监控业务

管网监控业务主要包括数据采集、专家分析、在线监测、事件回放、业务报表。

（1）数据采集完成对井下管道瓦斯抽采监测数据的及时搜集。

（2）专家分析是指根据采集的数据进行分析和诊断，发现异常，及时告警，完成对抽采效果的参考评价。

（3）在线监测以不同形式完成对监测对象的实时监视，发现异常及时告警。

（4）事件回放用于对发生的历史事件进行回放，用于现场恢复和责任分析。

瓦斯抽采管网监控系统可通过现行的光纤通讯网络上传监测数据。实现井下管网监控系统和地面服务器系统、业务管理系统之间的数据和业务互联。

3.结束语

瓦斯抽采管网监控系统是瓦斯治理的保障，它不仅能够实现煤矿井下瓦斯抽采连续实时在线监测，而且精确测定瓦斯抽采参数也是准确判定突出煤层消突效果、保障安全生产的必要手段；同时可以实现分段计算工作面抽采量、抽采率，为瓦斯抽采效果评价提供依据。

参考文献：

[1]王兆丰.我国煤矿瓦斯抽放存在的问题集对策探讨.焦作工学院学报，2003年7月.第4期：P241-246.

[2]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术.北京：煤炭工业出版社，2001年3月，P265-340.

[3]丁百川.矿井瓦斯抽放管网系统的优化管理技术.辽宁工程技术大学，2002年12月，P6-21.

作者简介：

李海涛（1982-），男，河南扶沟县人，助理工程师，大学本科学历，现从事煤矿安全监测监控及矿井综合自动化控制系统管理工作。