[发明专利]煤矿区煤层气集输系统负压调节系统及其调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿安全领域，特别涉及一种用于煤矿区煤层气集输系统的负压调节系统及负压调节方法。

背景技术

煤层气又称煤层瓦斯，煤层甲烷，它是成煤过程中经过生物化学热解作用以吸附或游离状态赋存于煤层及固岩的自储式天然气体，属于非常规天然气，它是优质的化工和能源原料。

煤矿区抽采煤层气的浓度由其抽采方法工艺及抽采系统的集输管线的密封状态决定的，在具体的抽采集输管线的密封状态确定的条件下，抽采系统的集输管路中气体负压的大小决定了其抽采浓度的高低。目前，煤矿区井下抽采的煤层气中，少数较好的抽采泵站浓度也仅为50%左右，有60%以上的泵站的抽采浓度低于30%。这一方面造成抽采系统能力的极大浪费，另一方面在泵站抽采浓度低于30%的这部分中，有很大部分的浓度还正好处于爆炸浓度范围，因而使得抽采、集输，乃至排空这部分煤层气过程中都存在很大的安全隐患。同时，煤层气浓度过低也会对其的利用产生不利影响。

因此，需要一种系统能够对整个煤矿井下抽采管网气体负压进行调节，保证抽采的煤层气甲烷浓度处于较高范围，实现煤矿区井下抽采煤层气的安全输送，提高抽采煤层气利用效率。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明公开了一种煤矿区煤层气集输系统负压调节系统，能对煤层气集输管网中煤层气的甲烷浓度进行实时监测，并通过调节管路的负压，来控制煤层气的甲烷浓度。

本发明的目的是这样实现的：煤矿区煤层气集输系统负压调节系统，包括甲烷浓度传感器、负压调节装置和控制装置，所述甲烷浓度传感器与负压调节装置间隔设置于煤矿区煤层气集输管网的管路中，控制装置接收甲烷浓度传感器采集的甲烷浓度数据，判断该甲烷浓度数据是否小于阈值，如是，则控制对应的甲烷浓度传感器近泵一侧的负压调节装置降低管路中的气压。

进一步，所述负压调节装置包括负压调节控制器和设置于管路中的电动阀门，所述负压调节控制器接收控制装置的控制信号，控制电动阀门的开合度以调节管路中的气压。

进一步，所述电动阀门为电动蝶阀。

进一步，所述阈值为70%。

本发明还公开一种煤矿区煤层气集输系统负压调节方法，包括如下步骤：

1）采集煤矿区煤层气集输管网的管路中的甲烷浓度数据，若甲烷浓度数据小于阈值，则执行步骤2）；

2）控制步骤1）采集点近泵一侧的负压调节装置降低管路中的气压。

进一步，所述步骤1）中，阈值为70%。

进一步，所述负压调节装置中的电动阀门为电动蝶阀，所述步骤2）中，控制电动蝶阀改变密封面开闭度，以降低管路中的气压。

本发明的有益效果如下：

1、能够监测煤层气抽采管网中的甲烷浓度，当管路中甲烷浓度低于预设阈值时，系统本身的控制装置能够自动对管路负压调节装置发出指令，调节管路气体负压，进而调节管路输送煤层气的浓度。

2、本发明使井下煤层气抽采管网具有自适应性，保证管路中输送煤层气浓度处于较高范围，不仅优化抽采系统运行状态，而且还实现了煤矿区井下抽采煤层气的安全输送，提高抽采煤层气利用效率。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：

图1示出了煤矿区煤层气集输系统负压调节系统的结构示意图；

图2示出了煤矿区煤层气集输系统负压调节方法的流程示意图。

具体实施方式

参见图1，煤矿区煤层气集输系统负压调节系统，用于对煤矿区煤层气集输系统的煤层气集输管网中管路的负压进行调节，包括甲烷浓度传感器、负压调节装置和控制装置，所述甲烷浓度传感器与负压调节装置间隔设置于煤矿区煤层气集输管网的管路中，控制装置接收甲烷浓度传感器采集的甲烷浓度数据，判断该甲烷浓度数据是否小于阈值，所述阈值为70%。如是，则控制对应的甲烷浓度传感器近泵一侧的负压调节装置降低管路中的气压。

所述负压调节装置包括负压调节控制器和设置于管路中的电动阀门，所述负压调节控制器接收控制装置的控制信号，控制电动阀门的开合度以调节管路中的气压。最佳的，电动阀门选用电动蝶阀。

参见图2，本发明还公开一种煤矿区煤层气集输系统负压调节方法，包括如下步骤：

1）采集煤矿区煤层气集输管网的管路中的甲烷浓度数据，若甲烷浓度数据小于阈值，优选的，所述阈值为70%，则执行步骤2）；

2）控制步骤1）采集点近泵一侧的负压调节装置降低管路中的气压。如果负压调节装置中的电动阀门为电动蝶阀，则控制电动蝶阀改变密封面开闭度，以降低管路中的气压。

以上所述仅为本发明的优选并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。