抽采系统简介通用版本1

YJ-CP101矿井瓦斯抽采在线评价技术及系统一、研发背景我国大部分严重突出煤层，没有保护层开采条件，大面积预抽煤层瓦斯是解决矿井瓦斯问题的唯一办法。但是在生产过程中，发现如下问题：（1）矿井现有的抽采设计依据不充分。不同区域煤层瓦斯含量、抽采钻孔的抽采特征有明显的差异性，传统的抽采钻孔统一设计是不合理的，也是不安全的。（2）矿井现有的抽采达标评判不规范。我国《矿井瓦斯抽采达标暂行规定》颁布的本意是要求矿井做到抽采过程化的管控，首先应准确监测大面积预抽煤层瓦斯抽采量，基于抽采量分析把控预抽效果，最后再采用残余瓦斯含量直接测定法判定是否达标；但是很多矿井往往抽采计量与预抽效果分析不足、影响管理层的准确判断。因此，重庆煤科院研发了矿井瓦斯抽采在线评价技术及系统，解决抽采钻孔的优化布置问题及抽采达标评判过程化问题。图1抽采评价系统主界面二、基础条件要实现上述要求，必须具备两个基本条件：（1）掌握抽采区域原始瓦斯含量、煤层参数或赋存规律。（2）矿井要开展可靠的瓦斯抽采计量工作，准确及时的测定瓦斯抽采数据。三、主要功能系统通过对瓦斯赋存信息、抽采数据、风排数据、钻孔施工量等信息的分析，实时分析矿井不同工作面、不同区域瓦斯抽采效果，为矿井提供可靠的抽采达标技术分析，协助矿方完成工作面采前抽采达标评判。图2系统构架图（1）系统自动分析不同煤层、不同区段的瓦斯抽采规律系统可以根据矿井不同区段实际监测的瓦斯抽采数据分析抽采数据衰减特性分析不同区段的瓦斯抽采规律。矿井煤层的透气性在不同区域差异性很大，因此该功能改变了以往人工大面积布孔考察抽采半径，但是考察的结果并不能代表整个矿井的情况。如图3。抽采半径及其他规律考察结论1、系统瓦斯抽采规律判定固定钻场瓦斯抽采监测数据2、未采动区域抽采预评价3、区段抽采钻孔设计4、抽采效果在线评价工作面生产衔接瓦斯地质赋存规律工作面瓦斯抽采监控数据瓦斯抽采管路接入时间瓦斯抽采钻孔钻尺量瓦斯抽采效果检验5、瓦斯抽采效果评判图3瓦斯抽采规律分析图（2）瓦斯抽采钻孔科学、智能设计系统根据矿井不同区段瓦斯地质条件、生产时间、抽采规律等条件为矿井同一煤层不同区域、同一工作面不同区段设计不同的抽采钻孔，改变以往工作面从开口到切眼一种钻孔布置模式，该布置方式是极不合理的、也是极不安全的、工程浪费严重。例如工作面开口，一般可以抽1-2年，切眼预抽时间只有半年，根据系统的结果，有些瓦斯含量高的工作面切眼是不能达标的，还需要进一步加密，但是工作面开口位置可以减少大量的施钻工程量。如图4。图4工作面不同区段钻孔间距设计（3）瓦斯抽采效果预估系统可以根据用户指定的评价位置，自动调整区域的抽采分析模型，确定矿井钻场抽采效果以及钻孔排放半径，预先评价未采动区域瓦斯赋存信息以及区域预抽瓦斯时间和抽采钻孔抽采半径。告知管理层如何布置钻孔才能实现抽采达标。如图5。图5矿井抽采评估（4）瓦斯抽采效果在线预评价系统通过对井下监控数据、抽采数据的实时采集，并根据各区段原始瓦斯赋存信息、钻孔抽采时间，在线评价各区段瓦斯抽采效果，并利用颜色及时区分抽采达标的区段。该功能提示管理层工作面已经抽了多少天，还需要抽多少量、多长时间才能达标，做到过程化、精细化管控。如图6。图6区段抽采效果在线评价颜色变化效果图（5）瓦斯抽采达标评判系统通过上述几个抽采过程的分析与控制，并在线获取瓦斯监控系统、抽采监控系统中的瓦斯数据，利用《矿井瓦斯抽采达标暂行规定》要求中的抽采率、区段残余瓦斯含量、实测瓦斯含量等几个指标，达到综合判断工作面各区段的抽采达标的目的。如图7。图7工作面抽采达标评价结果图四、自主知识产权KJA突出预警系统是重庆煤科院拥有独立、自主知识产权的技术产品，申请发明专利2项。（图片后补）五、技术展望瓦斯抽采是解决煤矿瓦斯灾害的主要手段之一，也是国家发展新能源、节能减排的主要途径。然而科学、准确的为矿井不同区域提供抽采设计，智能评价瓦斯抽采效果是国内瓦斯抽采应用技术的空白。YJ-CP101矿井瓦斯抽采达标在线评价技术及系统的应用具有三方面的革新：（1）系统改变了以往统一的钻孔布置工艺，采用抽采钻孔抽采规律自动分析方式，优化了钻孔布置，为矿井工作面瓦斯抽采设计和采掘部署衔接提供了依据。（2）系统结合抽采监控系统实现了瓦斯抽采预估、在线预评价以及工作面抽采达标评判，实现了抽采达标的过程化管控。（3）该技术体现了自动化、信息化、智能化手段在煤矿安全行业的应用优势，即提高了安全性，又降低了成本。