[发明专利]一种立体综合瓦斯抽采可视化管理系统的设计方法

权利要求书

1.一种立体综合瓦斯抽采可视化管理系统的设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、解读与调研AQ1026-2006《煤矿瓦斯抽采基本标准》及《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》；

S2、结合生产现场的瓦斯抽采方法进行调研，为系统建立提供理论基础；

S3、通过研究回采面、采空区及采动影响区的瓦斯抽采方法，根据顶板岩石性质、布孔参数、高位钻孔基本信息，绘制高位钻孔三维示意图和瓦斯抽采高位钻孔剖面图，建立瓦斯抽采数学模型；

S4、按照AQ1026-2006《煤矿瓦斯抽采基本标准》及《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》，根据瓦斯抽采基础条件评价、瓦斯抽采评价指标，建立瓦斯抽采效果评价模型；

S5、通过设计永久瓦斯抽采管路图元、移动泵抽瓦斯抽采管路图元、移动泵排瓦斯抽采管路图元，建立瓦斯抽采管路图元模型、移动泵抽瓦斯抽采管路图元模型、移动泵排瓦斯抽采管路图元模型，并通过设计瓦斯抽采泵图元、瓦斯控制阀门图元，建立瓦斯泵图元模型和瓦斯控制阀门图元模型；

S6、建立温度传感器“C”、流量传感器“L”、压差传感器“A”、瓦斯传感器“T”、风速传感器“V”五种传感器图元，形成瓦斯抽采监测监控装置模型；

S7、通过研发工具配置，设计启动界面、主界面、功能界面，并设置信息预警，对步骤S3～S6所建瓦斯抽采数学模型、瓦斯抽采效果评价模型、瓦斯抽采管路图元模型、移动泵抽瓦斯抽采管路图元模型、移动泵排瓦斯抽采管路图元模型、瓦斯泵图元模型、瓦斯控制阀门图元模型和瓦斯抽采监测监控装置模型程序化，完成设计瓦斯抽采可视化管理系统。

2.根据权利要求1所述的一种立体综合瓦斯抽采可视化管理系统的设计方法，其特征在于，步骤S3的具体步骤包括：

S31、通过研究回采面、采空区及采动影响区的瓦斯抽采方法，根据顶板岩石性质，计算垮落带高度H_m、裂隙带高度H_li的值；

S32、根据垮落带高度H_m、裂隙带高度H_li，计算终孔位置距煤层底板垂直方向上的距离H_终孔；

其中，

S33、根据布孔参数、高位钻孔基本信息，计算终孔位置在垂直方向上至煤层底板的高度H、高位钻孔偏角α、高位钻孔的仰角β、高位钻孔长度L的值，并绘制高位钻孔三维示意图；

S34、并通过计算单个高位钻孔的有效长度L_有效、回采工作面有效的推进长度L_推进、高位钻孔钻场之间的间距S的值，绘制瓦斯抽采高位钻孔剖面图，建立瓦斯抽采数学模型。

3.根据权利要求2所述的一种立体综合瓦斯抽采可视化管理系统的设计方法，其特征在于，步骤S31中，顶板岩石包括坚硬岩石、中硬岩石、软弱岩石、极软弱岩石；

其中，坚硬岩石的垮落带高度、裂隙带高度计算公式分别为：

中硬岩石的垮落带高度、裂隙带高度计算公式分别为：

软弱岩石的垮落带高度、裂隙带高度计算公式分别为：

极软弱岩石的垮落带高度、裂隙带高度计算公式分别为：

其中，M表示工作面开采高度。

4.根据权利要求2所述的一种立体综合瓦斯抽采可视化管理系统的设计方法，其特征在于，步骤S33中，终孔位置在垂直方向上至煤层底板的高度H的计算公式为：

H＝H_终孔-h；

其中，h为高位钻孔开孔高度，即高位钻孔开孔位置距煤层底板高度；

高位钻孔偏角α的计算公式为：

其中，X为终孔位置沿煤层走向方向至开孔位置的距离，Y为终孔位置沿煤层倾向方向至回风巷的距离；

高位钻孔的仰角β的计算公式为：

高位钻孔长度L的计算公式为：

或