瓦斯抽采系統自動計量裝置的選型和應用

郝晉輝

（山西汾西礦業集團 雙柳煤礦，山西 柳林033300）

1 概述

某礦使用的KJ91N（A）煤礦安全監控系統是一套集環境安全、生產監控、信息管理、瓦斯抽放等多種子系統的大型綜合煤礦監控系統，能夠匹配各種類型瓦斯計量裝置。目前某礦主要使用的計量裝置有WYS多參數儀、V錐流量計、旋進漩渦流量計、質量式流量傳感器。無論選擇何種計量裝置都必須輸出瓦斯濃度、溫度、負壓、流量四個參數進入監控系統，進行瓦斯抽采量的累計，所有抽采量的計算統一用大氣壓為101.325kPa、溫度為20°C標準狀態下的數值。

2 幾種流量計的性能對比

抽采自動計量表置性能對比見表1。

表1 某礦抽采自動計量裝置性能分析對比

3 自動計量裝置的選型和使用

抽采泵站干管、高抽巷使用WYS多參數儀，某礦目前使用WYS多參數儀共計10套，標況混合量范圍在40～230m3／min，計量效果穩定可靠。

順層孔、底抽巷穿層鉆孔、井巷揭煤巷道瓦斯抽采，單孔抽采效果考察使用旋進漩渦流量計：某礦目前使用旋進漩渦流量計共計22臺，單孔考察在1432（1）運順23＃鉆孔的應用，測量標況混合量在0.01～0.16m3／min，效果穩定可靠；順層鉆孔抽采全部使用DN250的旋進漩渦流量計，部分井巷揭煤巷道瓦斯抽采計量使用DN250的旋進漩渦流量計，測量標況混合量在1.5～42m3／min，效果穩定可靠；底抽巷穿層鉆孔分單元評價全部采用DN200的旋進漩渦流量計，測量標況混合量在0.7～20m3／min，效果穩定可靠。

井巷揭煤、工作面上隅角抽采使用V錐流量計：某礦目前使用V錐流量計共計2臺，1臺用于1252（1）綜采工作面上隅角抽采計量，測量標況混合量在100～160m3／min，效果穩定可靠；1臺用于西二11－2回風巷揭煤瓦斯抽采計量；測量標況混合量在0.18～5.3m3／min，效果穩定可靠。

小流量、大管徑的抽采管道使用質量式流量傳感器：某礦使用質量式流量傳感器共計2臺，用于1432（1）底抽巷和1242（1）底抽巷總管道瓦斯抽采計量，測量標況混合量在1.2～20m3／min，效果穩定可靠。

這種測量效果，使用V錐流量計或是旋進漩渦流量計同樣可以達到，至于選用質量式流量傳感器，主要原因在于壓損的問題，前期在1131（3）軌、運順底抽巷使用過程中，一趟DN250的抽采管同時使用3套旋進漩渦流量計，最遠端抽采負壓損失將近8kPa；然而渦街流量計在流體流量低于20m3／min時不能正常穩定工作。

同時在使用質量式流量傳感器，做了創新，將原來的單體顯示轉變為分體顯示，配以獨立的壓力、溫度、濃度、一氧化碳傳感器（高抽巷或延空掘進時增加），用設計的大牌板固定，既直觀又美觀。

4 自動計量裝置常見故障及處理方法

4.1 管道甲烷傳感器的常見故障及處理

管道甲烷傳感器濾水裝置易受管道內水及煤渣、巖渣的堵塞，測量值不變化或是測量值與實際值偏差較大都經常出現。

處理方法：

（1）避免將計量裝置安裝在管路的低洼處，可以讓管路有一定的坡度，水不會聚集。

（2）條件好的地方，比如地面泵站，可以甩掉濾水裝置，直接將測量元件接觸流體，在地面泵站已經試用，效果很好。

（3）抽采管路合理使用自動放水器。

（4）加強現場標校及傳感器回零工作。

4.2 旋進漩渦流量計壓力傳感器突然不準或超量程顯示

抽采管道中條件惡劣，尤其是管路間歇抽采或是不能連續抽采，旋進漩渦傳感器壓力監測孔被渣滓堵塞，在1432（1）底抽巷就發生兩起。

處理方法：

（1）透開被堵塞的壓力測量孔。

（2）旋進漩渦傳感器停止使用后，再次使用的時候，一定要檢查、檢修。

（3）停止抽采的管路，傳感器及時拆除、清理，避免被腐蝕。

4.3 流量監測值顯示為零或不穩定

目前幾種流量傳感器都出現過類似情況，原因大致為抽采管路堵塞、流量計型號不合適、流量計安裝時方向裝反等。

處理方法：

（1）選用適合的流量傳感器型號及合適的管徑、尺寸，必要的時候必須變徑。

（2）查看流量傳感器的方向是否正確，每種流量傳感器都有方向。

（3）信號連接是否正確，尤其是更換部件的時候。（4）查看流量傳感器是否被管道中異物堵塞。

5 結語

1）瓦斯管路的敷設條件、管道中的渣滓物質、管路積水等都會影響抽采自動計量裝置的準確性。

2）部分計量裝置本身影響了抽采管路的抽采負壓。

3）通過幾種抽采自動計量裝置分析比較，優選出質量式流量傳感器，該傳感器完全可以勝任不同抽采環境下的抽采計量。

〔1〕崔宅玲.旋進漩渦流量計在煤礦瓦斯及煤層氣抽采中的應用.2012第十二屆國際煤層氣研討會論文集.2012.

〔2〕孫繼平 .礦井安全監控系統〔M〕.北京：煤炭工業出版社，2006.

〔3〕林柏泉，張建國，著 .礦井瓦斯抽放理論與技術〔M〕.徐州：中國礦業大學出版社，1996.

〔4〕余曉冬 .旋進型旋渦質量流量計工作原理及應用〔J〕.計量技術，2006（03）.

〔5〕張文君 .梨園壩煤礦瓦斯抽放監控系統設計與實現〔D〕.重慶：重慶大學，2012.

〔6〕賈愛芳 .煤礦瓦斯遠程監控系統的設計與研究〔D〕.阜新：遼寧工程技術大學，2012.