GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器应用探讨

尚辉

摘要：针对煤矿瓦斯抽采钻场、支管等抽采流量小和波动大的区域，介绍了一种GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器检测系统。简述了其工作原理和结构特点，另外探讨了GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器检测系统对煤矿厂经济生产的意义，并分析了其在现场的应用。实践证明该抽放多参数传感器能够提高煤矿瓦斯抽采监测的效率，协助煤矿工作人员的工作。

关键词：GD3型；瓦斯抽放；多参数；应用

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.10.099

0引言

随着国家科技的快速发展和煤矿厂需要评估煤矿瓦斯抽采是否达到排放标准，带动瓦斯抽放技术快速发展的势头，与此同时也带动了瓦斯抽放监测监控系统飞速发展。最开始瓦斯抽采一般只需要抽采总管的大范围计量，后来煤矿开采采用区域计量，并通过评估单元来进行瓦斯抽采。但由于煤矿开采钻井现场和源头支管内的瓦斯气体流量较小，最小值低于0.8米/秒，另外，抽采系统工作条件变化使得流量的变化范围比高达1∶20，因此，针对这些工况条件，要严格按要求选择计量设备。因此需要能够及时有效的监测瓦斯抽放的实际情况的监测系统来防止测量精度的误差大其他能量消耗方面的损失。GD3型瓦斯抽放多参数传感器监控系统在国有煤矿企业被广泛安装，它能对瓦斯抽放泵房的各种参数进行集中监测，从而控制矿安全生产。但国内对GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器检测系统的研究比较少，本文将探讨GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器检测系统的特点、工作原理以及应用。

1特点

GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器监控系统在监控过程中体现出智能化、数字化和自动化的优势。监控主机不仅可以通过网络远程控制间接在其他机器上显示系统运行状态和测试数据，而且可以通过监控网络上的机器查看与主机相同的内容。实时显示，统计和数据处理功能强大，且可长期存储数据。测量精度高、稳定性强、连续集中性。由于其多参数设计，一个传感器可以同时研究多个检测项，同时测量、显示和传输管道介质的工况流量、标况流量、管通瓦斯纯流量、管道绝对压力、管道相对压力、环境大气压等参数。支持200Hz-1000Hz标准频率信号输出和RS485倍号输出。截面线式测量方式，精度高，插拔重复性好，可靠性高特点。采用活动丝口卡套式接口，使用维护方便。压损微小，对抽放效果无影响。本质防堵设计，工作稳定性好，维护量小。调试方法，校准简单，可直接在风洞上进行标校。具有故障自诊断功能。

2工作原理

GD3型多参数传感器通过高性能微处理器运行。它包括液晶显示器、键盘输入、数据传输等众多交互功能。另一方面，它显示输出功能被启用，允许同时测量多个参数。整个电路采用可靠的电源处理电路，具有防雷和抗电磁干扰功能。整机原理图如图1所示。

3意义

瓦斯由于点多面广结构特点一般管理很困难。另外由于偶然和系统误差的因素，瓦斯抽采过程中国必须时刻关注瓦斯气体浓度，防止其不稳定性造成一些可怕的事故。过去一般通过人工测量来监控瓦斯，一般需要消耗大量的时间和精力，并且也不能及时反馈信息反馈，收集的数据误差大，有时也会造成少报和漏报的现象，因而单靠人工管理风险高。据报道很多煤矿厂经常发生反应进行过程中不得不停止运行，结果产量降低，损失增加，并且经调查，这些事故发生一般是人为因素造成的。所以，为了能够及时准确地发现煤矿厂的瓦斯情况，避免各种人为因素造成的不好后果，制定更合理的预防措施，GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器在很多煤矿厂都被安装。

应用GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器监控系统可以真正地实现自动化，能够在线实时监测各个地下管线分支、总管路以及瓦斯常用的各种参数，包括煤炭开采量、使用量以及排空量。通过远程实时控制瓦斯排气泵站，协助监督人员的检查从而提高工作效率。GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器监控系统实时监测瓦斯浓度不仅可以在监控室实现，也可以在现场瓦斯区实现，这保证了煤矿厂稳定安全运行。安装GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器监控系统后可以大大减小人为因素对瓦斯事故的影响。很难追踪核实过去的数据是否真实可靠，也很难找到一些不负责的瓦斯气体检查员。但这个监控网络总是可以追查实时数据。除此之外，系统反馈信息很容易得到，这样不仅减少了可避免的损失和一些不负责员工记录不真实数据的误导，而且提高了经济效益。

4现场应用

4.1传感器现场适应性分析

煤矿井有很多钻场，而且每个钻场包含多个钻孔，其基本上超过数百个，这些钻孔导管的数量也很多，一般管直径为D50mm或D100mm。钻场管道的布置必须根据现场条件要求进行布置，所以钻场管道的布置方式有很多。由于煤矿井场地空间有限和严格要求以及短的直管段距离，很难实现稳定流场；管道内流动情况和钻井分支流量工作条件将随着抽采进度实时变化，流场受其他方面的排水作业条件的影响。

钻井气体流量测量问题是解决上述讨论的客观条件问题，其核心是选择仪器。

GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器的使用原理是参照差压测量方式，皮托管作为测量探杆，不同直径的皮托管插入的深度不同。所以煤矿抽采管道也有很多。该GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器能够自动校准流量、压力等，按照设定校准周期定期校准差压测量零点，能长期稳定地测量，测量下限低至0.3米/秒，测量上限达30米/秒，使那些管道流量波动大的情况得以适用。

4.2现场运行情况分析

在煤矿井下的瓦斯抽放管道内，气体中常含有水、煤灰和其它杂质，这些杂质经常会堵塞传感器，进而导致测量的结果不可信；另外红外瓦斯气体探头对气体中的水比较敏感，一般工作一段时间后传感器本身性能会受到一定的影响。一般煤矿井工作人员为了反应正常运行只有经常更换红外甲烷传感器，但这个解决办法会增加监控成本。所以合理处理管道是一个重要问题。经过研究，将气水分离装置加装在瓦斯抽放管道取样处，过滤瓦斯气体，干燥和清洁通入到巡检仪的内部的气体，这个措施取得较好效果。

4.3现场运行结果分析

对比在临涣煤9136钻场的现场测试的测量数据，观察长期稳定性得知，该GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器在测量流量时表现出工作稳定并且寿命长的优势，在小流量测量段有较高的精度，这一特点可以满足煤矿钻场及小管道直径流量计量区的要求，有较高的利用前景。该GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器检测系统在山西省、贵州省、宁夏回族自治区等地都被安装应用。经过运行试验证明GD3型矿用瓦斯抽放多参数传感器工作状态比较稳定，适合煤矿井瓦斯抽采。

5结论

GD3型瓦斯抽采多参数传感器具有测量下限低、多参数测量、准确度高、智能等优势，主要适用于小管径低流速的管道环境。现场应用表明，通过运用GD3型瓦斯抽采多参数传感器监测系统可以有效追踪瓦斯抽放的实际情况，减轻了煤矿人员监控压力，有效地提高了煤矿瓦斯抽采监测的效率，保证了矿井瓦斯抽采系统可靠运行，加快了煤矿瓦斯抽采速度，确保了矿山安全生产。

参考文献

[1]颜家渊，周翔，陈强等.MDM95型瓦斯抽放泵房监控系统[J].煤炭工程师，1998：1415.

[2]曲行丽，杨廷剑.流量测量技术综述[J].科技信息，2010，（1）：337342.

[3]宋福庆，武淑贤.煤矿井下钻孔瓦斯流量计[J].控制与测量，1997，（2）：4243.

[4]林雪峰，李祖邦.MDM95型瓦斯抽放监控系統的设计[J].矿业安全与环保，2005，10（5）：4142.

[5]苗二矿.GD4型矿用瓦斯抽放多参数传感器在瓦斯流量计量中的应用[J].煤，2016，25（6）：1112.