瓦斯抽采系统自动计量装置的选型和应用

郝晋辉

（山西汾西矿业集团 双柳煤矿，山西 柳林033300）

1 概述

某矿使用的KJ91N（A）煤矿安全监控系统是一套集环境安全、生产监控、信息管理、瓦斯抽放等多种子系统的大型综合煤矿监控系统，能够匹配各种类型瓦斯计量装置。目前某矿主要使用的计量装置有WYS多参数仪、V锥流量计、旋进漩涡流量计、质量式流量传感器。无论选择何种计量装置都必须输出瓦斯浓度、温度、负压、流量四个参数进入监控系统，进行瓦斯抽采量的累计，所有抽采量的计算统一用大气压为101.325kPa、温度为20°C标准状态下的数值。

2 几种流量计的性能对比

抽采自动计量表置性能对比见表1。

表1 某矿抽采自动计量装置性能分析对比

3 自动计量装置的选型和使用

抽采泵站干管、高抽巷使用WYS多参数仪，某矿目前使用WYS多参数仪共计10套，标况混合量范围在40～230m3／min，计量效果稳定可靠。

顺层孔、底抽巷穿层钻孔、井巷揭煤巷道瓦斯抽采，单孔抽采效果考察使用旋进漩涡流量计：某矿目前使用旋进漩涡流量计共计22台，单孔考察在1432（1）运顺23＃钻孔的应用，测量标况混合量在0.01～0.16m3／min，效果稳定可靠；顺层钻孔抽采全部使用DN250的旋进漩涡流量计，部分井巷揭煤巷道瓦斯抽采计量使用DN250的旋进漩涡流量计，测量标况混合量在1.5～42m3／min，效果稳定可靠；底抽巷穿层钻孔分单元评价全部采用DN200的旋进漩涡流量计，测量标况混合量在0.7～20m3／min，效果稳定可靠。

井巷揭煤、工作面上隅角抽采使用V锥流量计：某矿目前使用V锥流量计共计2台，1台用于1252（1）综采工作面上隅角抽采计量，测量标况混合量在100～160m3／min，效果稳定可靠；1台用于西二11－2回风巷揭煤瓦斯抽采计量；测量标况混合量在0.18～5.3m3／min，效果稳定可靠。

小流量、大管径的抽采管道使用质量式流量传感器：某矿使用质量式流量传感器共计2台，用于1432（1）底抽巷和1242（1）底抽巷总管道瓦斯抽采计量，测量标况混合量在1.2～20m3／min，效果稳定可靠。

这种测量效果，使用V锥流量计或是旋进漩涡流量计同样可以达到，至于选用质量式流量传感器，主要原因在于压损的问题，前期在1131（3）轨、运顺底抽巷使用过程中，一趟DN250的抽采管同时使用3套旋进漩涡流量计，最远端抽采负压损失将近8kPa；然而涡街流量计在流体流量低于20m3／min时不能正常稳定工作。

同时在使用质量式流量传感器，做了创新，将原来的单体显示转变为分体显示，配以独立的压力、温度、浓度、一氧化碳传感器（高抽巷或延空掘进时增加），用设计的大牌板固定，既直观又美观。

4 自动计量装置常见故障及处理方法

4.1 管道甲烷传感器的常见故障及处理

管道甲烷传感器滤水装置易受管道内水及煤渣、岩渣的堵塞，测量值不变化或是测量值与实际值偏差较大都经常出现。

处理方法：

（1）避免将计量装置安装在管路的低洼处，可以让管路有一定的坡度，水不会聚集。

（2）条件好的地方，比如地面泵站，可以甩掉滤水装置，直接将测量元件接触流体，在地面泵站已经试用，效果很好。

（3）抽采管路合理使用自动放水器。

（4）加强现场标校及传感器回零工作。

4.2 旋进漩涡流量计压力传感器突然不准或超量程显示

抽采管道中条件恶劣，尤其是管路间歇抽采或是不能连续抽采，旋进漩涡传感器压力监测孔被渣滓堵塞，在1432（1）底抽巷就发生两起。

处理方法：

（1）透开被堵塞的压力测量孔。

（2）旋进漩涡传感器停止使用后，再次使用的时候，一定要检查、检修。

（3）停止抽采的管路，传感器及时拆除、清理，避免被腐蚀。

4.3 流量监测值显示为零或不稳定

目前几种流量传感器都出现过类似情况，原因大致为抽采管路堵塞、流量计型号不合适、流量计安装时方向装反等。

处理方法：

（1）选用适合的流量传感器型号及合适的管径、尺寸，必要的时候必须变径。

（2）查看流量传感器的方向是否正确，每种流量传感器都有方向。

（3）信号连接是否正确，尤其是更换部件的时候。（4）查看流量传感器是否被管道中异物堵塞。

5 结语

1）瓦斯管路的敷设条件、管道中的渣滓物质、管路积水等都会影响抽采自动计量装置的准确性。

2）部分计量装置本身影响了抽采管路的抽采负压。

3）通过几种抽采自动计量装置分析比较，优选出质量式流量传感器，该传感器完全可以胜任不同抽采环境下的抽采计量。

〔1〕崔宅玲.旋进漩涡流量计在煤矿瓦斯及煤层气抽采中的应用.2012第十二届国际煤层气研讨会论文集.2012.

〔2〕孙继平 .矿井安全监控系统〔M〕.北京：煤炭工业出版社，2006.

〔3〕林柏泉，张建国，著 .矿井瓦斯抽放理论与技术〔M〕.徐州：中国矿业大学出版社，1996.

〔4〕余晓冬 .旋进型旋涡质量流量计工作原理及应用〔J〕.计量技术，2006（03）.

〔5〕张文君 .梨园坝煤矿瓦斯抽放监控系统设计与实现〔D〕.重庆：重庆大学，2012.

〔6〕贾爱芳 .煤矿瓦斯远程监控系统的设计与研究〔D〕.阜新：辽宁工程技术大学，2012.