薛村矿井下瓦斯抽采监控系统设计
一、矿井概况
薛村矿井田在峰峰煤田东北部，位于邯郸市峰峰矿区大社镇境内。主井地面标高234.8m直。井田西部以F４断层为界，南部以技术边界与牛儿庄矿为界，东部以Ｆ３断层及技术边界与小屯矿为界，北部以大煤-300米等高线垂直下切与大淑村矿为界。井田走向平均长约6000m，倾向长平均约2838.3m，面积约17.03km2，开采标高+270m～-720m。矿井目前开采深度为：494.8～544.8m。西部较宽东部较窄，形状不规则。
冀中能源峰峰集团薛村矿井1959年投产，至今已开采50年。原设计生产能力为90万吨/年，97年改扩建后矿井设计能力为135万吨/年。
矿井开拓方式为立井及暗斜井多水平开拓方式。矿井共有3个开采水平，分别是＋30m，－120m，－280m，目前生产地区集中在－280m水平。薛村矿井田内可采煤层共有10层煤，目前，我矿主采煤层为2#（大煤）和4#（野青煤）层煤。其中大煤4—6m,平均厚度为5.3m，直接顶为透气性较差的粉砂岩，大煤瓦斯含量在5—12m3/t左右，平均8 m3/t左右。大煤与野青层间距平均32m，野青煤层平均厚度为1.2m，直接顶板为石灰岩。野青煤之上4m为3#一座煤层，一座煤平均厚度为0.6m。
二、矿井抽放系统概况
薛村矿于1978年8月建立瓦斯抽采系统，地面建有瓦斯抽放泵站。1991年矿井改扩建，新上三台SK—42型真空抽放泵，2004年又更换为2BEC—40型水环真空泵，最大抽出率为90m3/min，提高了抽采负压；2010年4月份建立完成地面低浓度瓦斯抽放泵站，型号为：2BEP50-02型水环式真空泵，最大抽出率为170m3/min。
现在高浓度瓦斯抽采管路15000余米，其中ф254mm（主管）5040余米，ф200mm（分管）4800余米，ф150mm（支管）3960余米；
现在低浓度瓦斯抽采管路8000余米, 其中Φ406mm(主管)2488余米,Φ350mm（分管）4023余米。
三、项目建设的必要性
由于薛村矿为煤与瓦斯突出矿井，2#煤层储藏大量瓦斯，抽采是为防止瓦斯事故而采取的一项重要措施。为确保我矿的安全生产，准确评价煤矿瓦斯抽放效果，为预防煤矿瓦斯突出、爆炸等恶性事故的发生提供可靠的监测数据，根据井下现场的实际情况，CGWZ-100瓦斯抽放监控系统能够精密监测管道瓦斯气体的浓度、气体流量、压力、温度及一氧化碳浓度等综合参数。
四、抽采监控系统设计方案
根据现场的实际情况和管道瓦斯综合参数监测系统的适用性，特制定在线管道瓦斯综合参数监测系统方案，详见如下： 1、系统构成
1）流量传感器：监测管道瓦斯的流量，流量标示分为标况、工况（可
选）。
2）三合一显示器：为管道内的瓦斯浓度、压力、温度提供就地显示。 3）管道浓度、温度一体探头：监测管道内的瓦斯浓度、温度。 4）压力传感器：监测管道内的气体压力，分为负压显示方式与绝压显
示方式（显示方式可选）。
5）一氧化碳传感器：监测管道内的一氧化碳含量。
6）监控分站：提供传感器所需电源；接收各传感器信号，并将信 号上传至地面总监控系统。 7）系统示意图：
2、系统特点
管道瓦斯监控系统的能够精密监测管道瓦斯气体的浓度、气体流量、压力、温度及一氧化碳浓度等综合参数。
1）热线、射流一体化传感器，可在高负压条件下测定管道瓦斯流量，尤其是能够在流速1m/s以下管道内检测高负压、含水、含尘气体流量。
2）负压补偿装置可以在高负压侧不受负压、温度变化的影响、准确测量高浓度瓦斯含量。
3）煤矿专用瓦斯探头能有效克服使用热导传感器时水蒸气等其他杂质气体产生的噪声及温度漂移问题，又避免了使用催化燃烧传感器易损
坏、寿命短、温度漂移等问题。 3、技术参数
● 流量测量范围：200mm内径管道0～100m3/min（精度±2%FS） ● 管道适用范围：内径200mm～1000mm（DN200～DN1000） ● 甲烷传感器：0～100%（精度±5%FS）
● 压力传感器：0～200kPa（绝压）（精度±1.5%FS） ● 一氧化碳传感器：0ppm～500ppm（可以扩展到1000ppm） （精
度±5%FS）
● 温度：-10℃～＋50℃（精度±0.5℃） ● 响应时间：T90<30s
● 电源：12VDC～19VDC本安电源 ● 最高输入电压Ui：18.5Ｖ ● 最大输入电流Ii：36OmＡ
4、实施方案
根据我矿的实际需求，需要有监测点26个，其中高浓度监测点11个，低浓度监测点15个。现场各支管路多为DN200mm～DN406mm聚乙烯管、复合管等。
具体的实施方案：
监控点名称 地面总管监控 三水平总管监控 东付巷总管监控 西翼总管监控 监控点位置 地面高低抽放泵房 顺直付巷 三水平东付巷 西翼回风巷外段 类 型 高低浓度各一套 高低浓度各一套 高低浓度各一套 高低浓度各一套 十三盘区总管监控 七盘区总管监控 八九盘区高浓监控 东北付巷总管监控 十一盘区总管监控 东北翼总管监控 931302工作面 七盘区煤柱工作面 西翼平巷 92623溜子道 92623运料巷 十三盘区轨道片口 七盘区下风道 八九盘区回风巷 东风井东北总回 十一盘区回风外段 东北翼回风道口 931302回风巷 七盘区回风巷 西翼平巷 92623溜子道 92623运料巷 高低浓度各一套 高低浓度各一套 高浓度一套 高低浓度各一套 高低浓度各一套 高低浓度各一套 高浓度一套 低浓度一套 低浓度一套 低浓度一套 低浓度一套 92714溜子道掘进工作面 92714溜子道掘进工作面 低浓度一套 92714运料巷掘进工作面 92714运料巷掘进工作面 低浓度一套 高浓度监控系统11套 合计 26个安装点 低浓度监控系统15套 1) 高浓度管道安设管道瓦斯流量、浓度、压力、温度、一氧化碳传感器。 2) 低浓度管道安设管道瓦斯流量、浓度、压力、温度、一氧化碳传感器。
注：共26个监测点，需四芯通信电缆线20000米。
3) 选择合适的安装位置，管道适用范围内径200mm～406mm（DN200～DN406）。传感器安装区域应无强电磁环境，如大型风机、电动机、变电器等。管道气体流量传感器前后应有足够长的直管段，要求如下：进气上游侧最短直管段长度≥7D；出气下游侧最短直管段长度≥3D。流量、温度、浓度和负压传感器在管道上的孔应开在离抽放泵较远的下游抽放管道上，其中D代表管道内径。
4) 现场各支管路多为DN200mm～DN355mm聚乙烯管、复合管等，在各