技术与装备推广 | 中国煤科重庆研究院：智能瓦斯抽采监控系统

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智能瓦斯抽采监控系统突破“抽采参数+泵站设备”监控的传统模式，基于“抽采系统一体化管控”设计理念，采用“感知+执行、采集+传输、分析+应用”的3层架构，如图1所示。

图 1 　智能瓦斯抽采监控系统架构

该系统实现了瓦斯抽采“人、机、环、管”的一体化智能管控，减少了抽采作业人员，提升了抽采智能化水平。主要技术指标：①巡检周期不大于20s；②远控响应时间不大于20s；③评判解算时间不大于10s。主要功能特点：智能瓦斯抽采监控系统具有参数监测全面、智能化程度高、信息化程度高、关键设备技术先进等特点，可以实现抽采泵站的无人值守、抽采管网智能调控、抽采系统集放水智能管控、钻孔作业全过程智能监控、野外地面井抽采实时监测、全管网抽采参数在线监测、抽采效果智能评判、设备维保、工作面防突预测及瓦斯日分析信息化管理等功能。

智能瓦斯抽采监控系统综合利用超声/激光感知、AI视频、物联网、人工智能、GIS等技术，融合安全监控、电力监控、人员管理、视频监控、消防监控、设备控制、设备维保、作业流程管理等为一体，实现瓦斯抽采作业一体化智能管控，全面提升煤矿安全与生产管控能力和信息化水平。智能瓦斯抽采监控系统功能如图2所示。

图 2 　智能瓦斯抽采监控系统功能

智能瓦斯抽采监控系统创新点如下：

（1）提出了一种基于超声波渡越时差和线性自校准激光检测的瓦斯抽采参数精准检测技术。基于超声渡越时差技术的超声波气体流量计，可直接测量抽采管道线平均流速，最低可测至0.05m/s，流量测量精度达1级；基于线性自校准技术的管道激光甲烷传感器，测量范围0%～100%，测量精度达到真值的±4%，工作稳定性＞180天。智能瓦斯抽采监控系统主要设备如图3所示。

图 3 　智能瓦斯抽采监控系统主要设备

（2）首创声光互补本安供电和无线信号传输的野外地面井抽采在线监测技术，实现了野外地面井抽采参数监测及实时上传。现场应用如图4所示。

图 4 　现场应用

（3）基于AI视频图像识别的钻孔施工智能管理技术（图5），实现了钻杆自动计数、井上井下实时交互。

图 5 　钻孔施工智能管理技术 AI 视频图像

智能瓦斯抽采监控系统已在陕煤黄陵、西山马兰、潞安五阳、淮北桃园等国内多个高瓦斯、突出矿井应用，煤矿抽采信息化、智能化水平提升，降低了抽采作业及管理人员工作量，提升了作业及管理的效率、可靠性，部分抽采工作岗位实现了减人、撤人，达到了本地无人值守、异地远程集控的目标。