瓦斯抽采智能控制系统
煤矿瓦斯抽采泵站监控系统技术方案
煤矿瓦斯抽采泵站监控系统技术方案一说到煤矿瓦斯抽采泵站监控系统，脑海里就浮现出那些日夜运转的泵站，以及它们在煤矿安全生产中的关键角色。
咱们就来聊聊这个系统技术方案，从实际出发，聊聊如何让泵站运行更稳定，监控更高效。
设计这个系统，咱们得先明确目标。
泵站监控系统要实现的核心目标是实时监控泵站的运行状态，确保瓦斯抽采效率，同时保障人员和设备安全。
具体谈谈方案：1.系统架构泵站监控系统采用分层架构，分为数据采集层、传输层和应用层。
数据采集层负责收集泵站设备的运行数据，传输层将这些数据实时传输到监控中心，应用层则对数据进行处理和分析，监控报表和预警信息。
2.数据采集数据采集层主要包括传感器、数据采集卡和通信模块。
传感器负责实时监测泵站设备的运行参数，如流量、压力、温度等。
数据采集卡将这些数据汇总，并通过通信模块实时传输到监控中心。
3.传输层传输层采用有线和无线相结合的方式，确保数据传输的稳定性和可靠性。
有线传输采用工业以太网，无线传输则采用4G/5G网络。
这样，即使泵站位于偏远的山区，也能保证数据的实时传输。
4.应用层应用层主要包括监控中心、数据处理和分析模块、预警模块等。
监控中心负责实时显示泵站设备的运行状态，数据处理和分析模块对收集到的数据进行处理和分析，各种报表和趋势图。
预警模块则根据预设的阈值，实时监测设备运行状态，发现异常立即发出预警信息。
5.系统功能（1）实时监控：监控系统可以实时显示泵站设备的运行参数，如流量、压力、温度等，以及设备的运行状态，如启停、故障等。
（2）历史数据查询：系统可以查询泵站设备的历史运行数据，方便分析设备运行趋势。
（3）预警通知：系统可以实时监测设备运行状态，发现异常立即发出预警信息，通知相关人员及时处理。
（4）数据分析：系统对收集到的数据进行处理和分析，各种报表和趋势图，为泵站运行管理提供依据。
（5）远程控制：系统支持远程控制泵站设备的启停，方便管理人员进行设备调试和维护。
基于工业互联网架构的煤矿瓦斯智能抽采管控系统设计
基于工业互联网架构的煤矿瓦斯智能抽采管控系统设计尹建辉1，2，3（1. 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，陕西 西安 710065；2. 渭南陕煤启辰科技有限公司，陕西 渭南 714000；3. 煤炭绿色安全高效开采国家地方联合工程研究中心，陕西 西安 710065）摘要：目前煤矿瓦斯智能抽采管控系统存在以下问题：①系统功能局限于某一段流程管控，导致瓦斯抽采业务管理覆盖不全、措施落实不到位。
② 基于传统的“烟囱式”IT 架构，导致子系统分散、数据利用率低、协同能力差，后期子系统融合代价大、系统扩展不便。
③ 瓦斯抽采过程仍存在较多的人工环节，系统智能化、自动化能力还有待进一步提升。
针对上述问题，设计了一种基于工业互联网架构的煤矿瓦斯智能抽采管控系统。
基于发布/订阅模式开发了瓦斯抽采多源异构数据采集流程，促进了数据的解耦和共享，降低了系统复杂度，实现了瓦斯抽采管网数据、钻孔作业及轨迹数据、设备工况数据、达标评判数据等多源异构数据的统一采集。
基于数字孪生技术，构建了三维抽采系统模型，达到了井上下抽采系统的立体化展示。
基于规则引擎技术，根据订阅的Topic 对经过消息中心处理后的传感器数据进行判断，可进行告警消息的推送，并将处理后的传感器数据存入数据库中，以实现瓦斯抽采达标评判的自动化、流程化运行。
利用机器视觉视频分析技术识别钻杆根数，从而实现钻孔过程的钻杆根数（钻孔深度）的自动计数和钻孔工程的信息化管理，结合钻孔测量仪器，实现了钻孔轨迹左右、上下偏差分析及可视化。
现场应用结果表明：瓦斯抽采相关管理人员通过查看瓦斯智能抽采管控系统软件，可实时快速地了解各抽采面抽采情况、抽采评判情况、钻孔工程施工情况、系统故障情况，提高了瓦斯抽采信息化和智能化管理水平。
关键词：工业互联网；煤矿瓦斯抽采；智能管控软件；机器视觉技术；数字孪生技术中图分类号：TD712 文献标志码：ADesign of coal mine gas intelligent extraction control system based on industrial Internet architectureYIN Jianhui 1,2,3(1. Shaanxi Coal Chemical Industry Technology Research Institute Co., Ltd., Xi'an 710065, China ； 2. Weinan ShaanxiCoal Qichen Technology Co., Ltd., Weinan 714000, China ； 3. National & Local United Engineering ResearchCenter of Green Safety Efficient Mining, Xi'an 710065, China)Abstract : There are currently problems with the intelligent gas extraction system in coal mines. ① The system's functions are limited to a certain process control, resulting in incomplete coverage of gas extraction business management and inadequate implementation of measures. ② Based on the traditional "chimney style" IT architecture, subsystems are scattered, data utilization is low, collaborative capabilities are poor. The cost of later subsystem integration is high, making system expansion inconvenient. ③ There are still many manual links in the收稿日期：2023-08-09；修回日期：2024-02-04；责任编辑：王晖,郑海霞。
浅谈煤矿智能瓦斯抽采系统 宫心
浅谈煤矿智能瓦斯抽采系统宫心摘要：瓦斯是一种由多种气体共同构成的气体，为了保证煤矿生产安全和矿工的生命安全，避免出现严重的煤矿瓦斯事故，本文提出了一种基于智能控制的瓦斯抽采控制系统，目的是为实现瓦斯安全高效抽采泵站的无人化管理、实现矿井瓦斯安全高效抽采的无人化智能调控及煤矿井下抽采管路阻爆抑爆等安全设施智能管理，满足安全高效抽采与高效利用的需求，提高瓦斯安全高效抽采与利用效率。
关键词：煤矿；瓦斯；抽采系统1.煤矿瓦斯抽采技术的研究现状我国煤矿瓦斯抽采技术借鉴先进国家的技术得到了长足的发展，到现在已经有六十年发展历史。
目前，全国煤矿瓦斯抽采以井下钻孔抽采法为主，通过管道输送到地面上来。
煤炭科学研究总院沈阳研究院研究的带有自动阻爆装置的新型瓦斯抽放系统，其中包括抑爆装置、火焰传感器、阻爆主机、抑爆装置主机、电动阻爆阀等，实现了瓦斯输送管道阻爆分级控制，但不能实现瓦斯输送管道流量调节等功能。
2.智能瓦斯抽采系统的结构和运行原理煤矿抽采瓦斯系统一般由煤矿安全监控系统、瓦斯抽采泵、抽采管路、供电系统、水循环系统、抽采参数测量装置组成，而智能瓦斯抽采系统在此基础上在煤矿瓦斯抽采主管路、分支管路上分别布置变频抽采泵、自动喷粉抑爆装置、双向阻火器、大水量气水分离器、负压全自动放水器、带反馈的调节阀门等设备及紫外火焰、红外火焰、温度突变火焰、压力突变火焰传感器、甲烷浓度、一氧化碳浓度、温度、流量等多参数传感器，从而达到无人化智能调控。
2.1 智能瓦斯抽采控制系统设计智能抽采控制系统框架设计主要分为4个层次，由低层到高层分别是动作执行层、信号转化层、设备交互层和智能控制层，主要功能模块如图1。
图1 智能抽采控制系统设计（1）动作执行层动作执行层是在抽采系统布置必需的电气设备（如抽采泵、阀门、放水器与防爆装置等）和传感器（如流量、压力、温度、阀门开度等）。
（2）信号转换层信号转换层是由电气设备驱动模块与传感器信号转换模块组成。
智能化瓦斯抽采系统运行维护制度
智能化瓦斯抽采系统运行维护制度1、为了提高矿井智能化抽采系统管理水平、保障系统维护质量、避免因设备维护不力造成信息传递不畅、监测监控失效等事故发生，导致抽采系统运行不正常发生安全事故，充分发挥智能化系统在安全生产中的作用，特制订本运行维护制度。
2、本制度依据《煤矿安全规程》、《城郊煤矿瓦斯抽采管理办法》和《城郊煤矿防治煤与瓦斯突出突管理办法》，结合矿井实际制定。
3、本制度按照“统一管理、相互协作”的原则对智能化抽采系统、设备、传感器等进行统一管理。
4、全矿各科室、使用区队应遵循本制度，对智能化抽采系统进行安装、使用、维护及管理。
5、组织与职责：城郊煤矿成立以矿长和党委书记为组长的智能化抽采系统小组，小组人员针对智能化抽采系统日常运行、维护可能存在的问题，制定详细的管控方案，并根据方案要求的时间节点对各项工作进行推进，确保方案制定后各项工作能够按时高标准完成。
城郊煤矿智能化抽采系统小组机构如下：组长：党委书记、矿长副组长：总工程师、防突副矿长成员：通防副总工程师、通防科、地测科、生产科、调度室、供应科及其他涉及的单位有关人员。
6、当班司机必须按时巡回检查设备，对设备的异常情况要做到及时发现、分析、处理，做好记录并向上级及时汇报。
7、每2小时至少巡回检查一次,巡检时应严格按照巡检流程进行，避免出现遗漏。
8、当班司机巡检后，应将巡检时间、巡检结果、处理措施等作好记录。
9、遇到下列情况时要增加巡检次数：(1)设备经过检修、改造或长时间停运重新投入运行的。
(2)设备运行负荷有明显增加时。
(3)负压、流量及瓦斯浓度不稳定时。
(4)恶劣气候，设备运行有可疑现象时。
10、瓦斯泵等大型机械设备检修人员必须经培训合格，并熟练了解瓦斯泵的原理、性能、工作方式、机械结构，每季度至少进行检修一次。
IE检修保养泵站内电气设备的人员必须持证上岗，且证件在有效期内。
12、瓦斯泵站内必须配备电气设备防爆性能检查记录本，电工每天对电气设备进行防爆检查，认真填写记录。
瓦斯抽采智能监控系统设计
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安徽理工大学科技成果——瓦斯移动抽排系统的智能控制系统
安徽理工大学科技成果——瓦斯移动抽排系统的智
能控制系统
成果简介
本系统是一种新型的移动抽排控制系统，以对现行的煤矿井下抽排系统进行优化并实现智能化控制。
该系统设计了一特殊装置,即把泵的输出分解为有效流量和无效流量,实现了抽排流量的自由调节,保证了泵启动时和运行过程中出口处的瓦斯浓度为最佳值,并可及时调度瓦斯的排放路径。
主要性能
1、本系统能够根据抽排泵排出管道中的瓦斯浓度变化，自动调节为最佳瓦斯排放量，确保排放到回风巷道中的瓦斯不超限。
并可根据用户要求，自动调度瓦斯排放路径。
2、本系统中使用的三个甲烷浓度传感器，具有互判误差功能，从而提高了系统控制精度和可靠性。
3、在稀释瓦斯风量一定时，系统能够自动显示管道允许的最大瓦斯排放浓度。
4、本系统具有浓度监测、显示、超限报警，断电，信息联网等功能。
5、本系统中安装了可靠的断水保护装置。
瓦斯抽采管路智能排水系统的构建及应用探究
90 /矿业装备 MINING EQUIPMENT瓦斯抽采管路智能排水系统的构建及应用探究1 瓦斯抽采管路智能排水系统概述此次提出的智能化排水系统主要以PLC 控制技术为核心实现，基于智能化理念使得防水容器中的电磁阀可以自行的开闭，并对管道中的积水等进行及时排放。
对于采空区以及地面瓦斯抽采泵站的瓦斯抽采管道中可以安置多个集水设备，依据实时检测到的集水情况从而对电磁阀的工作状态进行必要的调节，以此提升整个瓦斯抽采管道中积水的高度智能化以及大功率可靠排放。
而位于煤岩层之中的水流往往会夹杂着大量的岩粒以及煤泥等杂质，如若堵塞放水口则势必会到导致放水效果大大降低，严重的甚至可能造成瓦斯抽采管道之中混杂了空气扥，瓦斯浓度被稀释，瓦斯抽采系统运行安全性也会受到一定威胁。
为此，此次设计中还特定在整个集水器的前端加装了一个过滤设备，并在其底部安置了一专门的排污出口，对其中混在的煤泥以及其它污垢等进行及时可靠排出，保障整个系统得以稳定、长时间的运行，可以对其中夹杂的积水等进行及时排出。
2 排水系统工作原理分析2.1 系统工作原理在该系统集水器组件的集水口、气压口、放水口以及负压口等位置均安置了专门的电磁阀设备，并交由上位机PLC 负责几个阀门的工作状实际如若瓦斯抽采管道等存在一定情况的积水则势必会导致瓦斯抽采质量以及矿山安全等受到威胁，而在整个抽采管道中引入智能化的排水系统，则势必可以大大提升对于管道中积水的排放力度，从而确保整个矿山开采工作的稳定、安全进行。
故此次以PLC 为核心，提出了智能化的排水系统，以提升整个防水的效率，保障工作稳定性。
□ 马建新 山西焦煤集团杜儿坪煤矿态，实现对积水的排放与收集等相关工作。
如此图所示，当整个抽采管道处于负压工作情况下时，A 阀以及B 阀均为常开工作状态，而C 阀以及D 阀则处于常闭工作状态。
而当液位高低检测设备发现此时集水器中是水位已经达到了阈值时，则会产生一个信号并将其传递至上位机PLC 中。
煤矿瓦斯抽采系统的自动化控制技术
煤矿瓦斯抽采系统的自动化控制技术煤矿瓦斯抽采系统的自动化控制技术在煤矿安全生产中起着至关重要的作用。
随着科学技术的不断进步，自动化控制技术得以广泛应用于煤矿瓦斯抽采系统中，有效地提高了煤矿的安全生产水平。
本文将介绍煤矿瓦斯抽采系统的自动化控制技术在煤矿生产中的应用，并分析其带来的优势和挑战。
一、煤矿瓦斯抽采系统的自动化控制技术简介煤矿瓦斯抽采系统主要包括瓦斯抽采设备、传感器、自动控制装置等组成部分。
自动化控制技术通过传感器采集到的实时数据，经过自动控制装置的处理和判断，实现对瓦斯抽采设备的自动控制，从而有效地提高运行效率和安全性。
二、煤矿瓦斯抽采系统的自动化控制技术应用1. 传感器技术的应用传感器可以采集到煤矿瓦斯抽采系统中各种参数的实时数据，如瓦斯浓度、温度、湿度等。
通过传感器的应用，可以实现对瓦斯抽采设备的实时监测和控制，及时发现瓦斯超标等异常情况，并采取相应的措施进行处理，保证煤矿生产的安全性和高效性。
2. 自动控制装置的应用自动控制装置是煤矿瓦斯抽采系统中的核心部分，通过对传感器采集到的数据进行处理和判断，实现对瓦斯抽采设备的自动控制。
自动控制装置可以根据瓦斯浓度的变化情况，自动调整瓦斯抽采设备的运行状态和抽采量，确保瓦斯浓度在安全范围内。
三、煤矿瓦斯抽采系统的自动化控制技术的优势1. 提高安全性煤矿瓦斯是煤矿生产中的重要安全隐患，使用自动化控制技术可以实现对瓦斯浓度的实时监测和控制，及时采取相应的措施消除瓦斯隐患，有效减少煤矿事故的发生。
2. 提高生产效率自动化控制技术可以对瓦斯抽采设备进行智能调控，根据煤矿瓦斯浓度的变化情况，自动调整抽采量，提高了瓦斯抽采的效率，减少了能源的浪费。
3. 降低劳动强度自动化控制技术的应用可以减少人工干预和劳动，降低了工人的劳动强度，提高了工作的舒适性和安全性。
四、煤矿瓦斯抽采系统的自动化控制技术面临的挑战1. 技术挑战煤矿瓦斯抽采系统的自动化控制技术需要依赖于高精度的传感器和可靠的自动控制装置，对技术要求较高。
智能化瓦斯抽采系统应急操作规程
智能化瓦斯抽采系统应急操作规程一、一般规定1、瓦斯泵站司机必须经过技术培训并掌握瓦斯抽放泵和智能化操作系统的结构性能，会进行一般的维护保养及事故处理，经培训考试合格，持证上岗。
2、瓦斯泵站司机负责瓦斯泵的开、停和日常维护管理及运行参数的调整、记录工作，出现异常情况及时向本单位汇报。
二、开机前的准备工作1、检查瓦斯泵站进、出气电磁阀、供水电磁阀，保证其处于正常工作状态。
2、检查瓦斯泵各部连接螺丝以及防护罩，要求不得松动。
3、检查气路、水路并保持其处于良好工作状态。
4、确认各部位仪器、仪表应齐全。
5、泵房内的测量压力、瓦斯浓度、瓦斯流量等参数的装置均应正常工作。
6、检查泵站进、出气侧的安全装置，要求完好、可靠。
三、瓦斯泵的启动操作1、接到启动命令后，瓦斯泵站司机按照启动程序操作。
2、启动带有供水系统的抽采泵时，应先启动供水系统，后启动瓦斯泵。
3、瓦斯泵的启动操作如下：3.1 在控制室操作界面上一键操作气动进、出气电磁闸阀和供水闸阀。
3.2 操作电气系统按钮，启动瓦斯泵。
3.3 调节各电磁阀的开启量，使负压保持在正常范围。
4、瓦斯泵启动后，观察负压、流量、轴承温度、电气参数以及瓦斯泵运行状态。
四、瓦斯泵的停机操作1、接到停泵命令后，瓦斯泵站司机应严格按照停泵程序操作2、开启瓦斯泵配风阀门，然后关闭供气阀门，使瓦斯泵运转3～5分钟，将泵体内瓦斯排出。
3、操作电气系统，停止瓦斯泵运转。
4、停止供水，关闭配风阀门。
五、瓦斯泵的倒泵操作1、接到倒泵命令后，瓦斯泵站司机应严格按照一键倒泵程序操作2、先检查待开启瓦斯抽放系统完好情况，确认待机系统完好。
3、在控制室操作界面操作电气设备，停止在用泵电机运转，关闭在用泵的排气阀门、配风阀门、供水阀门。
4、打开备用泵进、出气阀门和供水阀门。
5、启动备用泵。
6、观察瓦斯泵的运行情况，确认启动正产。
六、其他注意事项1、瓦斯泵停止运转后，应按规定将泵体内的水放完。
2、因停电或其它意外情况，造成瓦斯泵停运后，应立即启动应急处置流程。
智能瓦斯 系统 方案
智能瓦斯系统方案引言智能瓦斯系统是一种结合先进技术与传统能源的应用方案，旨在提高家庭以及工业环境中的燃气使用效率、安全性和便利性。
本文将介绍智能瓦斯系统的优势，组成部分以及应用场景。
优势智能瓦斯系统的引入带来了诸多优势，使家庭以及工业环境中的燃气使用更加智能化和便捷：1.节能环保：智能瓦斯系统通过设备的智能调节和控制，可以根据使用者需求自动调整燃气供应，提高燃气的利用效率，达到节能和减少排放的目的，减少能源浪费。
2.安全可靠：智能瓦斯系统配备了多种安全传感器和报警机制，可以实时监测燃气的泄漏、浓度等情况，一旦发现异常情况，系统会及时报警并自动关闭燃气供应，确保用户的安全。
3.远程控制：智能瓦斯系统可以通过智能手机等终端设备进行远程控制，用户可以随时随地对燃气供应进行监控和调节，提高了燃气使用的便捷性和灵活性。
4.数据分析与优化：智能瓦斯系统可以实时采集和分析燃气使用数据，为用户提供数据支持，通过对数据的分析和优化，可以进一步提高燃气利用效率，降低使用成本。
组成部分智能瓦斯系统主要由以下几个组成部分构成：1.气体传感器：用于检测燃气泄漏、浓度等情况，及时报警并自动关闭燃气供应，保证用户的安全。
2.控制器：主要负责对燃气供应进行调节和控制，根据用户需求智能调整燃气供应量，提高燃气利用效率。
3.远程控制终端：通过智能手机、平板电脑等设备，用户可以实时监控和控制智能瓦斯系统，实现远程控制和管理。
4.数据分析与优化模块：对燃气使用数据进行采集、分析和优化，为用户提供数据支持，优化燃气使用效率。
应用场景智能瓦斯系统可以广泛应用于家庭以及工业环境中，以下是几个常见的应用场景：1.家庭使用：在家庭中应用智能瓦斯系统可以有效提高家庭燃气的利用效率和安全性。
用户可以通过手机APP实时监控和控制燃气供应，避免燃气泄漏引发危险。
2.工业环境：在工业生产过程中，燃气的使用非常广泛。
通过应用智能瓦斯系统，可以提高工业燃气的利用效率，实时监控燃气使用情况，做到精细化管理，降低能源消耗和生产成本。
智能化煤矿瓦斯抽采系统的设计与实现
智能化煤矿瓦斯抽采系统的设计与实现随着人们对于环境保护意识的不断增强，瓦斯抽采系统的智能化已成为当前煤矿行业发展的必然趋势。
智能化瓦斯抽采系统不仅可以提高煤矿的安全性和生产效率，还可以减少环境污染和资源浪费。
本文将介绍智能化瓦斯抽采系统的设计思路和实现方法。
一、系统的设计思路智能化瓦斯抽采系统的设计需要从以下几个方面考虑：1.数据采集和监控：通过传感器等硬件设备采集地质环境、气压、瓦斯浓度等相关数据，并通过监控中心对这些数据进行实时监测和分析，从而保证煤矿的安全和生产的顺利进行。
2.数据处理和分析：通过对采集到的数据进行处理和分析，可以预测瓦斯爆炸的风险，及时发现和处理瓦斯泄漏等安全隐患，提高煤矿的安全性和生产效率。
3.智能控制技术：通过对煤矿的设备和工艺流程进行智能控制，实现瓦斯抽采的自动化和智能化操作，提高瓦斯抽采的效率和质量。
二、系统的实现方法智能化瓦斯抽采系统的实现需要依据上述设计思路，采用一系列先进的技术和设备。
其中，包括以下几个方面：1.传感技术：选用高灵敏度、低功耗、长寿命的传感器，进行地质环境、气压、瓦斯浓度等参数的实时监测和采集。
2.数据处理和分析技术：采用大数据分析和机器学习技术，对采集到的数据进行处理和分析，预测瓦斯爆炸的风险，并及时发现和处理瓦斯泄漏等安全隐患。
3.智能控制技术：采用自动化控制和远程监控技术，对瓦斯抽采的设备和工艺流程进行智能控制，实现瓦斯抽采的自动化和智能化操作。
4.安全保障技术：采用高可靠性、高安全性的设备和系统，建立完备的应急预案和故障处理机制，确保煤矿的安全和生产的顺利进行。
三、系统的应用效果智能化瓦斯抽采系统的应用效果主要表现在以下几个方面：1.提高安全性和生产效率：通过对煤矿地质环境、气压、瓦斯浓度等参数的实时监测和分析，可以预测瓦斯爆炸的风险，及时发现和处理瓦斯泄漏等安全隐患，同时实现瓦斯抽采的自动化和智能化操作，提高瓦斯抽采的效率和质量。
2.减少环境污染和资源浪费：通过智能控制技术实现瓦斯抽采的精确测量和精准控制，减少瓦斯排放和资源浪费，降低环境污染和资源消耗。
智能化瓦斯抽采系统操作规程
智能化瓦斯抽采系统操作规程一、一般规定1、必须经过技术培训，并掌握瓦斯泵的结构性能，能进行一般的维护和保养及故障处理，并考试合格持证上岗；2、负责瓦斯泵的开停和日常维护管理及运行参数的调整、记录工作，并定时向本单位汇报。
二、作业前员工履行双重预防职责做好岗前安全风险辨识和隐患排查工作，主要包括但不局限于以下内容，一是如发现岗位存在的安全风险，应及时采取安全风险管控措施并严格落实；二是现场存在的隐患必须立即处理，消除隐患。
如现场存在无法处理的隐患或发现新增安全风险，要立即停止作业，汇报值班队长。
三、操作1、启动启动前应先用手转动泵联轴器数周，以确保泵内无卡阻或其它损坏现象后方可启动，启动前根据泵体上的旋转箭头方向确认电动机的转向，然后按照以下顺序进行：1.1关闭进气管上的闸阀。
1.2启动电动机（首次启动应注意电机的正反转）。
1.3打开供水管路上的阀门，逐渐增加供水量，直至达到要求。
1.4泵达到极限压力时，打开进气管路上的闸阀，泵开始正常工作。
1.5在运转过程中，注意调节填料压盖，不能有大量的水往外滴。
1.6泵在极限压力（低于-O.092MPa）下工作时，泵内可能由于物理作用而发出爆炸声，可调节进气管路上的阀门，即逐渐增加进气量，爆炸声即消失，如不能消失应检查其它方面的原因。
2、停车。
2.1关闭进气管路的阀门。
2.2停止供水。
2.3关闭电动机。
3、维护。
1.1在正常的工作中，要注意检查轴承的工作和润滑情况，其温度(轴承架外圆处)比环境温度一般高出25〜30。
C为宜，最高不允许超过4(ΓC,即实测最高温度不超过74。
(2,正常工作的轴承每年应加油3〜4次，每年至少清洗轴承1次，并将润滑油全部更换。
1.2在正常工作中还要定期压紧填料，如填料因磨损不能够保证所需要的密封性能时，应更换新填料，如果采用机械密封发现泄露现象，应检查机械密封的动静环是否损坏或是辅助密封老化，如出现以上情况，均需更换新零件。
1.3在出现特殊情况时，可拆下两端盖上的压板，查看叶轮两端是否与分配器研伤，还可检查排气板阀是否正常。
智能瓦斯抽采系统设计分析
智能瓦斯抽采系统开始运行后,获取各个传感
器实时数据:温度传感器温度数据 T,压力传感器压
强数据 P,流量计气体流量数据 Q,瓦斯浓度传感器
浓度数据 C. 传感器数据传递至 PLC 可编程控制器
中,控制器将数据上传至上位机软件系统,即终端设
在智能瓦斯抽采系统中,水环真空泵进气端连
功率钻机、抽采附属装备方面做出调查统计,并对煤
接抽采主管,抽采主管由地面延伸至井下,然后接多
矿抽采技术与装备的发展做出展望;赵旭生等
[7]
对
智能瓦斯抽采的概念、特征、体系框架和关键技术等
进行了探讨;祝钊等
[8]
通过 PLC 智能控制技术,对
路抽采支管。 每路抽采支管可以接多个智能控制阀
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作者简介:王 鸿(1985-) ,男,山西沁水人,工程师,从事矿井通风与安全工作。
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2023 年 2 月 王 鸿:智能瓦斯抽采系统设计分析 第 32 卷第 2 期
好数组下标即可,如封孔管对应变量为“ 温度传感
器”、“压力传感器”,“ 瓦斯浓度传感器”、“ 流量计”、
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2023 年 2 月 王 鸿:智能瓦斯抽采系统设计分析 第 32 卷第 2 期
通信协议,该通讯方式接线简单,线缆采用屏蔽双绞
线,通讯距离 1 000 m 以上,并且可添加中继设备。
Modbus 帧格式 较 为 简 单、 紧 凑, 格 式 规 范, 易 于 传
输,容易使用,开发简单。 完全满足矿用智能系统的
开发。
1. 5 数据分析系统
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瓦斯抽采智能控制系统研究祝钊1，2，3，贾振元2，王魁军1，3，吴北平1，3，白雪1，3(1．煤炭科学研究总院沈阳研究院，辽宁沈阳110016;2．大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116023;3．煤矿安全技术国家重点实验室，辽宁抚顺113122)摘要：在煤矿瓦斯抽采系统中引入煤层气高效抽采的PLC智能控制技术，通过对瓦斯浓度预设值与传感器实际监测值的比较实现瓦斯抽采管路电动调节阀的智能控制。
建立CO、C2H4、O2浓度及环境温度、负压等参数的逻辑控制集合，控制地面抽采泵站等设备的运行状态。
通过实验室模拟测试与调试验证了控制系统的可靠性和准确性，能够有效调节瓦斯抽采系统的流量和设备状态。
关键词：瓦斯抽采;可编程逻辑控制;智能控制;电动阀中图分类号：TD676文献标志码：B文章编号：1003－496X(2012)11－0092－03Study on Gas Extraction Intelligent Control SystemZHU Zhao1，2，3，JIA Zhen－yuan2，WANG Kui－jun1，3，WU Bei－ping1，3，BAI Xue1，3 (1．Shenyang Branch of China Coal Research Institute，Shenyang110016，China;2．School of Mechanical Engineering，Dalian University of Technology，Dalian116023，China;3．State Key Laboratory of CoalMine Safety Technology，Fushun113122，China)Abstract:By introducing PLC intelligent control technology of coal bed gas efficient extraction to the coal mine gas drainage system，and the comparion between the default value of gas concentration and sensor actual monitoring value，intelligent control of electricallyoperated valve in gas extraction pipeline is achieved．The logic control sets of CO，C2H4，O2concentration and environmental tempera-ture，subprssure and other parameters are established to control the running status of ground drainage pumping stations and other de-vices．The reliability and accuracy of the control system is verified through laboratory simulation and debug test，and the control system can effectively regulate the flow and device status of the gas drainage system．Key words:gas extraction;programmable logic control;intelligent control;electrically operated valve1技术方案概述煤层气高效抽采控制技术采用现代自动化领域先进控制技术，通过智能化调整、自校正和自适应算法对瓦斯抽采管路电动阀门的开度进行调节，从而控制抽采流量，实现煤层气抽采量的智能控制。
在地面泵站的瓦斯抽采管道支路上安装检测传感器和电动调节阀，通过PLC监控分站对电动阀门进行调节和控制，煤层气高效抽采控制系统在地面泵站布局图如图1。
在地面泵站的抽采管路上安装传感器和电动调节阀，控制分站既可以实现对主管路上电动阀门的控制，又可以控制泵房内真空泵、循环水泵和冷却风扇等设备的启停状态。
根据煤层气抽采系统的特点和要求，结合PLC 智能逻辑控制方法，通过对煤层气抽采监控指标临界值以及控制参数指标与抽采工艺关系的研究，煤图1瓦斯高效抽采控制系统地面泵站布局图层气高效抽采控制系统纵向可分为数据显示层、监控层和现场监测层3个部分，具体由传感器、PLC监控分站、本安操作台、本安计算机和数据显示屏组成，实现瓦斯抽采系统的全程监控，具体系统结构框图如图2。
监控系统通过安装CH4传感器、CO传感器、流量传感器、负压传感器和温度传感器等完成对瓦斯·29·（第43卷第11期）设计·开发图2煤层气高效抽采控制系统结构框图流量、CH4浓度、CO浓度、环境温度、管道负压、轴温、水温、水位等的数据采集，并对设备的运行状态、冷却水循环情况进行检测，将数据通过RS485通讯传送到本安计算机并显示在参数显示屏上。
PLC监控分站和本安操作台可以控制泵房内真空泵、循环水泵和冷却风扇等设备的启停状态，且具有异常报警、瓦斯超限自动断电等功能。
2PLC智能监控分站2．1PLC逻辑控制原理PLC智能监控分站通过对瓦斯抽采系统各项参数的分析与比较，将抽采系统中各监测指标进行分析处理，从而实现煤层气智能化、高效率抽采，在确保安全生产的前提下实现煤炭资源的合理化高效利用。
将C2H4气体设定为停止抽采的标志性气体，当乙烯气体出现时证明残煤温升过高，即将发生燃烧，必须立即停止抽采、关闭所有设备。
煤层气中CO浓度直接反应煤质的氧化程度，当超过安全极限值时就有发生煤火的可能。
当管道CO浓度超过报警设定值时系统将发出声光报警，同时停止抽采作业、关闭所有设备；当CO浓度在系统可行范围内时，无论CO浓度具体值是多少阀门开度均保持不变；当CO浓度在系统调节范围内时，由PLC监控分站调节电动阀门控制瓦斯抽采量。
为了避免煤质氧化过快，抽采控制系统设有瓦斯温度超限值，超过这个值系统立即停止抽采并关闭所有设备；瓦斯温度在一个较高值区间内且O2浓度大于一定值时，减少瓦斯抽采量并报警［1－3］。
2．2监控分站电路设计PLC监控分站由PLC控制电路、通信接口电路、光电隔离转换电路、电源供电电路等组成，通过对CH4浓度、CO浓度、瓦斯流量、环境温度、管道负压等数据的采集完成对瓦斯抽采管路电动调节阀门和泵站设备启停的控制，具体结构框图如图3。
图3PLC监控分站电路结构框图PLC控制电路采用西门子S7－200系列PLC 作为控制核心，其中模拟量模块完成对瓦斯流量、CH4浓度、CO浓度、O2浓度、C2H4浓度、温度、管道负压等的数据采集，并输出逻辑控制信号；数字量模块对设备的运行状态、冷却水循环状态及阀门状态等进行检测。
监控分站中还设计了RS485通信接口电路和光电隔离转换电路，分别用于本安计算机、抽采参数显示屏同PLC的通讯接口电路和本安操作台、传感器、设备运行状态信号同PLC的接口电路。
电源供电电路通过变压器将交流单向电压转换为本安电源输出，为系统各部分供电。
2．3监控分站软件设计监控分站的软件设计采用梯形图语言编写PLC 分站监控软件程序，实现对瓦斯抽采系统各项参数及设备的状态数据的采集、换算与设备控制，并与计算机进行实时通讯，上传数据、接收控制命令。
监控分站主程序流程图如图4。
3模拟试验与数据分析试验装置由标准模拟信号源、电动调节阀门、传感器、PLC监控分站、本安操作台、数据显示屏和本安计算机等组成。
按照抽采监控系统结构框图连接试验设备，将初始的瓦斯浓度值设定为35%，用200 1000Hz标准信号源模拟实际瓦斯浓度，使PLC 监控分站根据模拟瓦斯浓度信号对电动阀门进行调节的开度进行调节，对真空泵、循环水泵和冷却风扇等设备的启停进行控制。
当模拟信号中CO浓度、CH4浓度、瓦斯温度T和管道负压p的模拟值分别为10．7ˑ10－6、11．1%、25．6ħ和－30kPa时，抽采系统各参数的显示数值见表1。
·39·（2012－11）图4监控分站主程序流程图表1抽采系统各参数的显示数值显示值φ（CO）/10－6φ（CH4）/%T/ħp/kPa参数显示屏10．911．925．3－30．5本安计算机10．911．925．3－30．5监控分站显示屏10．911．925．3－30．5当使用200 1000Hz标准信号源模拟高浓度CH4传感器、CO传感器、O2传感器、C2H4传感器的测试值，当乙烯数值不为0时，PLC立即切断所有控制输出。
控制系统可根据管路内CO浓度、CH4温度、O2浓度等参数对真空泵等设备进行启停控制，并发生声光报警。
4结语煤层气高效抽采控制技术通过可编程逻辑控制方法，实现了瓦斯抽采量的智能化控制，以及对地面抽采泵站设备状态控制。
系统将自动控制与手动控制相结合，可以实现抽采参数的实时显示与调整，并带有自动报警功能。
为数字化矿山的瓦斯抽采系统提供了一套高效、可靠的监控系统，对于煤矿安全生产，资源的合理利用有着重大的意义。
参考文献：［1］陈静，王继仁，贾宝山．低透气性煤层瓦斯抽采技术与应用［J］．煤炭技术，2009，28（3）：70－73．［2］沈广辉，樊艳红，樊斌，等．采空区瓦斯分布规律及瓦斯抽采方法的研究［J］．工矿自动化，2009，4（4）：95－96．［3］国家安全生产监督管理总局．MT/T1126－2011煤矿瓦斯抽采（放）监控系统通用技术条件［S］．北京：煤炭工业出版社，2011．作者简介：祝钊(1983－)，男，安徽安庆人，助理研究员，硕士，大连理工大学博士研究生，现任煤炭科学研究总院沈阳研究院机电安全研究所所长，主要从事煤矿机电安全设备的设计与研发工作。
(收稿日期:2012－03－10;责任编辑:李力欣)·49·（第43卷第11期）设计·开发。