[发明专利]一种煤矿井下煤层气抽采管路故障自动诊断方法

说明书

本发明公开一种煤矿井下煤层气抽采管路故障自动诊断方法，该方法包括以下步骤：步骤1，采集抽采管路各测点的抽采负压及混合流量值，按测点距抽采泵站的距离由近到远编号，记第i测点的抽采负压、混合流量值分别为P_i、Q_i；步骤2，采用偏差指标法分析抽采管路的第i测点与第i+1测点之间是否存在故障，并判断故障类型，若故障类型为管路泄露，执行步骤3，否则直接执行步骤4；步骤3，采用管道漏气点定位方法判断抽采管路的第i测点与第i+1测点之间漏气点的位置；步骤4，用i+1代替i，返回步骤2判断下一位置的故障类型，直至i＝最后的测点编号。本发明可有效解决煤矿井下抽采管路故障人工检测效率低的问题。

技术领域

本发明涉及一种管路故障自动诊断方法，具体地说是涉及一种适用于煤矿井下的煤层气抽采管路故障自动诊断方法。

背景技术

随着我国煤炭资源开采向深部延伸，煤层气含量也逐步增加，考虑到煤炭安全开采及资源有效利用，煤矿区煤层气开发已成为国家亟需解决的战略问题。国内外井下煤层气开发均依靠抽采系统进行，由于腐蚀穿孔、疲劳破裂、外力破坏等问题导致抽采管路故障时有发生，不仅影响抽采效率，更会对生产安全构成威胁。目前瓦斯抽采管路故障检测多采用人工的方式，未应用行之有效的系统及方法，矿井开采范围的扩大导致抽采管路的连接长度不断增长，人工检查方式的效率低这一短板被进一步放大，亟需开发一种适用于煤矿井下的煤层气抽采管路故障自动诊断方法。

已有研究人员提出利用煤矿瓦斯抽采监控系统的实时数据实现抽采管路故障信息的分析，例如，公布号为CN102174899A的中国发明专利，公开了“煤矿区煤层气安全集输智能调控系统”，其提出了根据抽采监控数据分析判断煤层气集输管网是否存在异常的方法；公布号为CN105627103A的中国发明专利，公开了“一种矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法及系统”，其提出了利用测点混合流量当前值与混合流量标准值之间的关系来判断瓦斯抽采管路是否出现漏气，并给出漏气范围；公布号为CN105757459A的中国发明专利，公开了“一种瓦斯抽采管网参数监测系统及漏点精确定位方法”，其提出了采用一维元胞自动机模型进行抽采管路泄漏点精确定位的方法。上述抽采管路故障的判断方法是对现有技术的有益尝试，但对抽采管路故障诊断的全面性和精确性有待进一步研究。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种煤矿井下煤层气抽采管路故障自动诊断方法，该方法可基于井下瓦斯抽采监控数据实现对抽采管路发生故障方式的准确判断以及对泄露发生时漏气点的快速定位，实现抽采管路故障快速、准确诊断。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种煤矿井下煤层气抽采管路故障自动诊断方法，包括以下步骤：

步骤1，采集抽采管路各测点的抽采负压及混合流量值，按测点距抽采泵站的距离由近到远编号，记第i测点的抽采负压、混合流量值分别为P_i、Q_i；

步骤2，采用偏差指标法分析抽采管路的第i测点与第i+1测点之间是否存在故障，并判断故障类型，若故障类型为管路泄露，执行步骤3，否则直接执行步骤4；

步骤3，采用管道漏气点定位方法判断抽采管路的第i测点与第i+1测点之间漏气点的位置；

步骤4，用i+1代替i，返回步骤2判断下一位置的故障类型，直至i＝最后的测点编号；

步骤2中，所述偏差指标法包含以下过程：

a.采用以下公式计算负压偏差指标ΔP、混合流量偏差指标ΔQ

ΔP＝||P_a-P_i+1|-H|

ΔQ＝|Q_i-Q_i+1|