煤矿瓦斯抽采监控系统介绍--2014.2.7PPT课件.pptx

安全生产守护者煤矿瓦斯抽采监控系统瓦斯研究所瓦斯研究所 陈硕2014-02-07系统及产品介绍安全生产守护者目目录目目 录五、流量传感器选型四、故障分析三、系统重点产品介绍二、系统组成与组网方式一、系统概述安全生产守护者系系统概述概述一系系统概述概述安全生产守护者为什么需要建设瓦斯抽采监控系统？安全生产守护者前言前言建设背景 煤炭是一种非常重要的战略能源，中国有世界上11%11%的煤矿资源，已探明的煤炭储量占世界煤炭储量的33.8%33.8%，可采量位居世界第二，产量位居世界第一位。2012年,我国煤炭产量为36.636.6亿亿吨，占世界煤炭产量的比重已上升到47.547.5%。安全生产守护者矿井瓦斯的来源井瓦斯的来源矿井瓦斯从哪里来？煤煤层中的瓦斯中的瓦斯占主要，游离占主要，游离和吸附两种状和吸附两种状态，高，高负压管道管道采空区的采空区的瓦斯瓦斯占次要，低占次要，低负压管道管道围岩裂岩裂缝中涌出的瓦斯中涌出的瓦斯安全生产守护者瓦斯的危害瓦斯的危害 由于我国煤炭开采机械化水平低，煤田地质构造复杂，是煤矿安煤矿安全全事故多发事故多发地区。据国家安监局统计，2008年至2012年全国发生煤矿事故6,9086,908起，死亡11,57611,576人，其中由瓦斯灾害导致的死亡人数占到了35%35%。重特大事故主要是瓦斯事故。安全生产守护者瓦斯的价瓦斯的价值 瓦斯抽采系统的建设，不但是确保矿井安全生产的保障，更能通过对瓦斯进行合理利用，产生更大的经济价值。安全生产守护者国家国家标准要求准要求所有的矿井都需要建设瓦斯抽采监控系统吗？AQ1027-2006要求：要求：l有下列情况之一的有下列情况之一的矿井必井必须进行瓦斯抽采并达行瓦斯抽采并达标开采有煤与瓦斯突出危开采有煤与瓦斯突出危险煤煤层一个采煤工作面一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于瓦斯涌出量大于 5 m3/min或者一个掘或者一个掘进工工作面作面绝对瓦斯涌出量大于瓦斯涌出量大于3m3/min矿井井绝对瓦斯涌出量大于或等于瓦斯涌出量大于或等于40m3/min矿矿井井年年产量量1.01.5Mt，绝对绝对瓦斯涌出量大于瓦斯涌出量大于25m3/min矿矿井井年年产量量0.61.0Mt，绝对绝对瓦斯涌出量大于瓦斯涌出量大于25m3/min矿矿井井年年产量量0.40.6Mt，绝对绝对瓦斯涌出量大于瓦斯涌出量大于15m3/min矿矿井井年年产量量 0.4Mt，绝对瓦斯涌出量大于瓦斯涌出量大于15m3/min安全生产守护者国家国家标准要求准要求AQ1027-2006要求：要求：突出突出矿井和高瓦斯井和高瓦斯矿井必井必须建立地面固定抽采瓦斯系建立地面固定抽采瓦斯系统其他其他应当抽采瓦斯的当抽采瓦斯的矿井可以建立井下井可以建立井下临时抽采瓦斯系抽采瓦斯系统同同时具有煤具有煤层瓦斯瓦斯预抽和采空区瓦斯抽采方式的抽和采空区瓦斯抽采方式的矿井，根据需要分井，根据需要分别建立高、低建立高、低负压抽采瓦斯系抽采瓦斯系统安全生产守护者系系统建建设的必要性的必要性安全生安全生产的保的保证 优质能源能源环境保境保护一箭三雕一箭三雕安全生产守护者瓦斯抽采的原瓦斯抽采的原则瓦瓦斯斯抽抽采采的的原原则 瓦斯治理的瓦斯治理的瓦斯治理的瓦斯治理的1212字方字方字方字方针针：先抽后采、：先抽后采、：先抽后采、：先抽后采、监测监监测监控、以控、以控、以控、以风风定定定定产产 瓦斯瓦斯瓦斯瓦斯综综合治理的合治理的合治理的合治理的1616字工作体系：通字工作体系：通字工作体系：通字工作体系：通风风可可可可靠、抽采达靠、抽采达靠、抽采达靠、抽采达标标、监监控有效、管理到位控有效、管理到位控有效、管理到位控有效、管理到位 应应抽尽抽、多措并抽尽抽、多措并抽尽抽、多措并抽尽抽、多措并举举、抽掘采平衡、抽掘采平衡、抽掘采平衡、抽掘采平衡 尽可能多的在瓦斯尽可能多的在瓦斯尽可能多的在瓦斯尽可能多的在瓦斯进进入入入入矿矿井井井井风风流以流以流以流以前将其抽采出来前将其抽采出来前将其抽采出来前将其抽采出来 抽采瓦斯要有抽采瓦斯要有抽采瓦斯要有抽采瓦斯要有针对针对性，要有正性，要有正性，要有正性，要有正规设规设计计、施工和科学管理、施工和科学管理、施工和科学管理、施工和科学管理安全生产守护者瓦斯抽采的方法分瓦斯抽采的方法分类按瓦斯来源划分按瓦斯来源划分开采开采层瓦斯抽采瓦斯抽采 采区大面采区大面积预抽抽 边掘掘边抽、抽、边采采边抽抽 人人为卸卸压抽采抽采邻近近层瓦斯抽采瓦斯抽采 上上邻近近层抽采抽采 下下邻近近层抽采抽采采空区瓦斯采空区瓦斯抽采抽采 全封全封闭式抽式抽采采 半封半封闭式抽式抽采采围岩瓦斯岩瓦斯抽采抽采 围岩裂隙抽岩裂隙抽采采 溶洞抽采溶洞抽采对矿井瓦斯涌井瓦斯涌出来源多、分出来源多、分布范布范围广、煤广、煤层赋存条件复存条件复杂的的矿井，井，应采用多种抽放采用多种抽放方法相方法相结合的合的综合抽放方法合抽放方法。安全生产守护者二系系统组成与成与组网方式网方式系系统组成与成与组网方式网方式安全生产守护者系系统示意示意图安全生产守护者系系统示意示意图安全生产守护者系系统示意示意图安全生产守护者系系统示意示意图本本层安全生产守护者系系统示意示意图穿穿层安全生产守护者KJ619煤煤矿瓦斯瓦斯抽采抽采监控系控系统监测部分：各种部分：各种传感器、瓦斯抽放参感器、瓦斯抽放参数数监控装置等。控装置等。控制部分：可控制部分：可编程控制箱（程控制箱（PLC）、操作台、控制、操作台、控制驱动器、蝶器、蝶阀控制箱控制箱等。等。通用部分：分站、交通用部分：分站、交换机、光端机、光端机、数据接口、机、数据接口、电源箱、中心站等。源箱、中心站等。系系统组成成安全生产守护者系系统组成成监测类产品品管道参数管道参数管道参数管道参数管道四参数管道四参数管道四参数管道四参数+管道一氧化碳管道一氧化碳管道一氧化碳管道一氧化碳管道四参数：流量、甲管道四参数：流量、甲管道四参数：流量、甲管道四参数：流量、甲烷烷、负压负压、温度、温度、温度、温度泵泵站站站站环环境参数境参数境参数境参数泵泵站工况参数站工况参数站工况参数站工况参数其其其其它参数它参数它参数它参数泵泵站站站站环环境甲境甲境甲境甲烷烷、液位、温度、液位、温度、液位、温度、液位、温度泵泵的工作状的工作状的工作状的工作状态态（运行状（运行状（运行状（运行状态态、供水状供水状供水状供水状态态）、工作）、工作）、工作）、工作电压电压、电电流流流流储储气罐参数、气罐参数、气罐参数、气罐参数、钻钻孔深度等孔深度等孔深度等孔深度等安全生产守护者系系统组成成流量介流量介绍工况工况混合混合流量流量工况工况纯流量流量标况况纯流量流量标况况混合混合流量流量工况工况纯流量流量=工况混合流量工况混合流量甲甲烷浓度度标况况纯流量流量=标况混合流量况混合流量甲甲烷浓度度安全生产守护者系系统组成成思考思考为什么管道什么管道负压、温度、甲、温度、甲烷浓度、流度、流量的量的频率信号要固定接入抽放大分站的率信号要固定接入抽放大分站的9、10、11、13号口？号口？思考思考思考思考问题问题一一一一2 21 1思考思考思考思考问题问题二二二二理理论上，抽放上，抽放泵前前负压端工况混合流量端工况混合流量值应等于后方正等于后方正压端的工况混合流量端的工况混合流量值？安全生产守护者系系统组成成控制控制类产品品闭环闭环控制控制控制控制控制控制设备执行行设备受控受控设备监测设备KXJ1-660矿用隔爆兼本安型可用隔爆兼本安型可编程程控制箱控制箱ZKC24-T操作台操作台KDK660控制控制驱动器器阀门控制箱控制箱启启动器器抽放抽放泵冷、冷、热水水泵电动阀门装置装置开停开停传感器感器其它其它传感器感器安全生产守护者建设内容 系统架构图安全生产守护者三系系统重点重点产品介品介绍系系统重点重点产品介品介绍安全生产守护者重点产品流量传感器分类差差差差压测压测量方法量方法量方法量方法速度速度速度速度测测量方法量方法量方法量方法容容容容积测积测量方法量方法量方法量方法质质量量量量测测量方法量方法量方法量方法孔板孔板 V锥 文丘里管文丘里管 均速管均速管皮托管皮托管涡街街光学法光学法浮子流量浮子流量计涡轮转子式子式旋旋转叶片式叶片式 往复式往复式热式式质量流量量流量计科式科式质量流量量流量计安全生产守护者重点产品 监测类重点产品介绍之GLV系列V锥流量传感器差差压检测原理。中心站定原理。中心站定义为抽放大分站。抽放大分站。适用适用环境：境：501000mm特定管道，适用于中低流速，极低流速可定制。优点：点：自整流、自清洁；抗震动、抗水汽、抗干扰；集成度高；RS485和频率信号输出。缺点：缺点：有一定压损（孔板的10%30%）；大管径V锥比较笨重。安全生产守护者重点产品 监测类重点产品介绍之瓦斯抽放多参数传感器2014年主推产品安全生产守护者重点产品监测类重点产品介绍之GLW系列涡街流量传感器卡曼漩卡曼漩涡检测原理。原理。适用适用环境：境：50300mm特定管道（满管式）。3001000mm特定管道（插入式）。适用于高流速、无显著振动环境。优点：点：测量精度高；受水汽、粉尘影响小；响应时间快；管道压损小。缺点：缺点：不适用于有振动的环境；不适用于中低流速管道；前后直管段要求较高。变径径涡街街安全生产守护者重点产品监测类重点产品介绍之GLD1000/1400热式流量传感器热传导技技术原理。原理。适用适用环境：境：501000mm任意任意管道（满管式）。适用于低水汽、无脉动气流环境。优点：点：测量精度高；管道压损可忽略不计；量程比宽，极低流速测量优势突出；安装极为方便。缺点：缺点：不适用于水汽严重或有脉动气流的环境；响应时间慢；前后直管段要求较高。安全生产守护者重点产品甲烷传感器分类KGJ27AKGJ27A热导热导GJG100JGJG100J激光激光激光激光GJG100HGJG100H红红外外外外管道高管道高管道高管道高浓浓甲甲甲甲烷烷汽水分离是管道高浓甲烷传感器使用效果好的保障！安全生产守护者重点产品监测类重点产品介绍之激光甲烷传感器原理：原理：采用先进的调频半导体激光吸收光谱技术（TDLAS），甲烷气体只对特定波长的激光敏感。优点：点：测量精度高，测量范围0-100%；不受其它气体干扰影响；几乎不受水汽影响；标校周期长，一般在20天以上；长期稳定性好；理想使用寿命可达5年以上。2014年主推产品安全生产守护者重点产品监测类重点产品介绍之红外甲烷传感器原理：原理：利用比耳-朗格红外吸收定律，即不同气体对特定波长的光有吸收，吸收的强度和气体的浓度正比。优点：点：测量范围0-100%；测量精度高；安全性和稳定性好；理想环境使用寿命可达5年；不存在“中毒”问题；缺点：缺点：受水汽影响明显（值增大）。安全生产守护者重点产品监测类重点产品介绍之热导甲烷传感器原理：原理：通过铂丝感受其周围传热系数变化来检查甲烷浓度。甲烷浓度越大，铂丝周围越不传热，则铂丝温度升高。优点：点：价格便宜；技术成熟。缺点：缺点：由于其原理所致，无法准确检测4%以下浓度甲烷；插入式结构易受水汽影响。安全生产守护者重点产品监测类重点产品介绍之瓦斯抽放参数监控装置功能：功能：实时监测各项管道参数、泵站环境参数和工况参数，就地显示并上传。可设置，具有自动报警功能。优点：点：显示直观；零部件有独立安标，可根据客户需求灵活配置；可自成小系统也可接入现有系统。表表头需要需要设置地址号才能置地址号才能显示示对应参数，参数，例如例如管道管道压力、管道温度、管道甲力、管道温度、管道甲烷浓度、管道一氧化碳度、管道一氧化碳浓度和管道工况混合度和管道工况混合流量在表流量在表头上的地址上的地址应分分别设为21、22、23、24、25。安全生产守护者重点产品监测类重点产品介绍之JC1型缺水开关功能：功能：利用供水管道内水压，促使机械部件动作产生开关量信号（开关量信号（1mA/5mA）输出。优点：点：安装方便。缺点：动作点水压为0.10.05MPa，当达不到该水压值时有可能出现误动作。安全生产守护者重点产品监测类重点产品介绍之GS5型缺水传感器功能：功能：采用热传导技术原理（热式），通过检测水流状态来判断供水管道内是否有水流通过，从而输出相应开关量信号。优点：点：安装方便；可在现有JC1安装孔上安装，方便升级；可同时输出1/5mA和触点信号。缺点：工作电流较大；第一次安装后需要调节动作点。2014年主推产品安全生产守护者重点产品控制类重点产品介绍之可编程控制箱功能：功能：数据采集、分析与逻辑控制。特点：特点：西门子S7系列PLC为核心，技术成熟，稳定性、可靠性高；提供自动、手动、检修三种工作模式；可实现设备单控也能实现一键控制；就地显示与远程传输；具有RS485、TCP/IP双向通信及工作状态指示；自带64路DI，32路DO。可用开关量分站进行接口扩展；组网方式灵活。2014年主推产品安全生产守护者重点产品控制类重点产品介绍之阀门电动装置控制箱功能：功能：KXJ-3/660(380)Q矿用隔爆兼本安型阀门电动装置控制箱，主要用于控制阀门开、关、停，并能在阀门开、关到位后发出到位信号；在阀门出现故障时发出故障信号。特点：特点：工作稳定可靠，抗干扰能力强；具有近程和远程两种控制模式；可同时控制三路电动阀门装置；防水、防腐蚀，使用寿命长。安全生产守护者重点产品抽放分站分类KJ306-F(16)KJ306-F(16)KJ306-F(08)KJ306-F(08)KJ619-FKJ619-F抽放分站抽放分站抽放分站抽放分站安全生产守护者重点产品通用类重点产品介绍之抽放分站功能：功能：KJ619-F型分站主要用于采集瓦斯抽采监控系统各传感器输出信号，同时具有控制信号输出等功能。特点：特点：Ia等级；具有8路频率量或1路智能信号输入接口；具有2路近程断电和2路远程断电功能；大屏液晶显示，更加直观；自动计算纯流量和累积量并上传；掉电保护功能。安全生产守护者重点产品通用类重点产品介绍之IA电源箱功能：功能：KDY66019B矿用隔爆兼本安型直流电源主要用于为瓦斯抽采监控系统中本安设备供电。特点：特点：额定工作电压：127/220/380/660V.AC（变压器抽头式）；国内首创的8路19V ia电源输出；2路非本安控制输出；2h备用电源。安全生产守护者功能展示安全生产守护者故障分析故障分析四故障分析故障分析安全生产守护者故障分析故障分析是不是所有的问题都是由产品本身造成？产品故障选型不合适无定期标校与维护合理的选型，定期维护和标校是确保仪表类产品高稳定性、低故障率和测量精度的有力保障！安全生产守护者处理故障的流程理故障的流程熟悉熟悉产品品原理原理了解常了解常见故故障与分析解障与分析解决决办法法结合合现场情情况分析故障况分析故障原因原因得出故障得出故障结论处理故障理故障总结、反、反馈、分享、分享安全生产守护者案例分析案例分析涡街流量街流量传感器数感器数值不准有哪些不准有哪些可能？可能？问题问题一一一一1 11.管道流速达不到最低要求；管道流速达不到最低要求；2.振振动干干扰导致致测量不准；量不准；3.传感器安装方向感器安装方向错误（装反了）；（装反了）；4.前后直管段不前后直管段不满足要求；足要求；5.漩漩涡发生体或生体或测压元件被淤泥堵塞；元件被淤泥堵塞；6.传感器感器仪表系数被表系数被调乱；乱；7.传感器量程感器量程设置置错误；8.传感器自身故障感器自身故障导致；致；安全生产守护者问题分析分析当当V锥流量流量传感器表感器表头显示甲示甲烷断断线时，应排排查哪些点？哪些点？2 2问题问题二二二二我我们应当清楚当清楚V锥流量流量传感器是如何采集甲感器是如何采集甲烷信号，然后再信号，然后再进行行分析。分析。1.甲甲烷探探头通通过电缆线接入接入V锥接接线盒，由盒，由V锥供供电，所以首先，所以首先应排排查供供电电压是否正常（用万用表）；是否正常（用万用表）；2.在供在供电正常的情况下，正常的情况下，应检查探探头是否是否损坏，可通坏，可通过测量探量探头电阻阻值或供或供电状状态下的下的电压信号；信号；3.接接线是否正常，是否有接触不良（是否正常，是否有接触不良（频繁断繁断线）；）；4.如以上都正常，如以上都正常，则可将故障点定位在可将故障点定位在V锥的的频率采集率采集电路部分。路部分。安全生产守护者问题分析分析3 3问题问题三三三三有哪些情况会有哪些情况会导致致KGJ27A测量量值出出现较大大误差？差？1.被被测气体甲气体甲烷浓度低于度低于4%；2.长期未期未标校校导致零点、致零点、线性漂移；性漂移；3.管道内水汽管道内水汽严重，探重，探头受潮；受潮；4.探探头损坏。坏。安全生产守护者流量流量传感器感器选型型五流量流量传感器感器选型型安全生产守护者流量流量传感器感器选型步型步骤了解各种流量传感器的原理及优缺点收集现场资料（抽放系统图、管道环境与参数、泵参数）查看安装环境，选择合适的安装位置选择合适的流量传感器安全生产守护者结束束语 2014年，瓦斯研究所将会在不断完善现有产品基础上，开发更多符合市场需求的新产品。同时从系统的角度出发去思考和解决现有问题。相信经过大家的共同努力，一定能让我们的抽放系统重新站上高地。安全生产守护者结束束语谢谢！团结 创新 诚信 服务创新推新推动安全安全发展展服服务构建和构建和谐未来未来