[发明专利]煤矿区煤层气安全集输智能调控系统

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层气输送系统的煤矿区煤层气安全集输智能调控系统。

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，在具体的抽采条件下确定了其抽采方法及工艺后，抽采系统的集输管线的密封状态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。

为了达到较好的抽采效果，对于煤矿区煤层气抽采，不同的抽采方法需要不同的抽采参数，而且同一种抽采方法不同时间其抽采参数也不一样。因此，对抽采系统的集输管线的状态进行实时在线监控，从而保障抽采效果是至关重要的。

因此，需要一种能够对整个煤矿井下抽采管网运行状态进行实时监控的智能调控方法，当抽采系统运行异常时，能够自动确定抽采管路发生异常的管段，并执行相应的操作防止安全事故的发生。此外，还能够根据监控数据，对煤层气抽采管网的主要工艺参数进行调节，优化抽采系统运行状态，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安全集输智能调控系统，能够对煤层气集输管网进行实时监测，根据监测结果判断煤层气输送管网发生故障类型，并进行相应的操作防止安全事关的发生。

本发明的目的是这样实现的：煤矿区煤层气安全集输智能调控系统，包括监控主机、声光报警器，以及分布式设置于煤矿区煤层气集输管网中的多个监控分站，以及煤层气集输管网的管路中间隔设置的多组传感器和负压调节装置，所述每个监控分站接收至少一组传感器采集的管路内的监控数据并传输给监控主机，监控主站根据各个监控分站发来的监控数据，分析判断出煤层气集输管网是否存在异常，当存在管路泄漏或堵塞时，发出声光报警信号；当发生管路断裂时，通过负压调节装置将异常区域管路密闭。

进一步，每组传感器中至少包括甲烷浓度传感器、负压传感器和流量传感器各一个。

进一步，每组传感器中还包括一个温度传感器。

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监控分站的控制信号，控制电动阀门的开合度以调节管路中的负压。

进一步，所述监控主站还根据各个监控分站发来的监控数据，分析判断煤层气集输管网的运行状态，通过负压调节控制器控制电动阀门调节管路中的负压。

进一步，监控主站根据如下方法判断煤层气集输管网是否存在异常：

1)根据同一管路中相邻两组传感器获取的数据，获取这两组传感器之间的管路的压力指标K₁、流量指标K₂和浓度指标K₃；

其中，压力指标K₁＝((P₂-P₁)-ΔP)/ΔP；

其中，P₁为远泵端负压传感器测得的负压值；P₂为近泵端负压传感器测得的负压值；