[发明专利]一种本煤层瓦斯智能靶向抽采系统

说明书

本发明属于矿井瓦斯灾害防治技术领域，具体涉及一种本煤层瓦斯智能靶向抽采系统。解决现有技术中瓦斯抽采不智能、参数设置不合理导致抽采不精细、效率低等问题，包括基础参数统计模块，用于将回采工作面的位置坐标与瓦斯信息呈现成二维可视化平面模型；抽采靶向区划分模块，用于对回采工作面瓦斯参数的二维可视化平面模型进行抽采单元划分；钻孔参数计算模块，用于对回采工作面三区的钻孔布设参数进行钻孔参数计算，并绘制回采工作面的钻孔布设图；管网数据实时采集模块，用于实时采集每条抽采管路与集中管路中瓦斯的浓度和流量；抽采负压调配模块，通过调整抽采泵的功率与电磁控制阀的开闭程度实现对集中管路负压的控制与抽采管路负压的调配。

技术领域

本发明属于矿井瓦斯灾害防治技术领域，具体涉及一种本煤层瓦斯智能靶向抽采系统。

背景技术

本煤层抽采是高瓦斯及瓦斯突出矿井瓦斯抽采达标的一项重要技术方法。目前，本煤层抽采可分为预抽和边采边抽，但无论是哪种本煤层抽采方式，回采工作面一般是本煤层抽采设计的最小单元，最小单元内的抽采参数包括钻孔布设、钻孔参数、抽采负压等都相同的与固定的。但根据采煤工作面的实际情况可知，工作面范围内不同区域瓦斯含量和压力是不同的，尤其是地质构造区，瓦斯含量会发生显著变化。若采用相同的抽采参数进行本煤层抽采，势必会导致抽采负压的分配不合理，抽采效率低的问题。因此，通过合理布设抽采钻孔与分配抽采负压，实现回采工作面不同区块的精准化高效抽采是目前亟需研究开发的关键理论与技术。

发明内容

本发明为了解决现有技术中瓦斯抽采不智能、参数设置不合理导致抽采不精细、效率低以及耗费人力、物力、财力大等问题，提供一种本煤层瓦斯智能靶向抽采系统。

本发明采取以下技术方案：一种本煤层瓦斯智能靶向抽采系统，包括基础参数统计模块，用于将回采工作面的位置坐标与瓦斯信息呈现成二维可视化平面模型；抽采靶向区划分模块，用于对回采工作面瓦斯参数的二维可视化平面模型进行抽采单元划分；钻孔参数计算模块，用于对回采工作面三区的钻孔布设参数进行钻孔参数计算，并绘制回采工作面的钻孔布设图；管网数据实时采集模块，用于实时采集每条抽采管路与集中管路中瓦斯的浓度和流量；抽采负压调配模块，通过调整抽采泵的功率与电磁控制阀的开闭程度实现对集中管路负压的控制与抽采管路负压的调配。

基础参数统计模块收集煤层瓦斯地质图、采掘工程平面图以及回采工作面不同测点的瓦斯参数，瓦斯参数包括瓦斯含量、瓦斯压力、吸附常数、透气性系数、钻孔流量衰减系数、煤空隙率及抽采半径，通过收集的内容基于BIM建模功能将回采工作面的位置坐标与瓦斯信息呈现成二维可视化平面模型。

抽采靶向区划分模块将抽采单元分为甜点区、核心区和边缘区三类并分别赋予不同的颜色，形成回采工作面瓦斯抽采单元及其分区图，并确定边缘区为靶向抽采区。

甜点区、核心区和边缘区划分的具体过程为，将权重后的瓦斯参数值由高到低划分为100个连续区间，然后以划分的数值区间为标准在二维可视化平面模型上进行抽采单元划分；随后将位于前20区间范围的抽采单元定义为甜点区，将位于20-50区间范围的抽采单元定义核心区，将位于后50区间范围的抽采单元定义为边缘区。

权重后的瓦斯参数值的计算过程为：