智能抽放瓦斯技术—我国煤矿瓦斯抽放技术的重大变革

瓦斯抽放是降低煤矿井下瓦斯涌出，减轻瓦斯灾害的重要措施，但由于装备及工艺落后，普遍存在瓦斯抽放系统低浓度、低效率、高耗能等问题，尤其是低浓度瓦斯抽放，使整个抽放管路系统充满可爆瓦斯，成为严重威胁矿井安全的重大危险源。因此提高抽放瓦斯浓度是解决煤矿瓦斯抽采达标的关键问题。以智能型瓦斯抽放泵站为主要装备、以提高瓦斯抽放浓度为核心的新型煤矿瓦斯智能抽放技术，必将为我国煤矿瓦斯抽放技术带来一个重要的突破；

瓦斯智能抽放：指瓦斯抽采系统具有自我诊断、自我调节、自我控制等能力，使系统合理、节能、高效、安全运行。通过对瓦斯浓度的预设值与实际监测数值的比较，自动调节运行参数，保持抽放瓦斯浓度稳定，实现目标浓度智能控制。

智能抽放的理论基础：合理抽放负压更符合瓦斯释放的规律，更有利于瓦斯的充分释放，最终提升抽放效果。抽放钻孔瓦斯涌出是一个复杂的动态变化过程，在不同的抽放阶段，需要不同的负压抽放，在抽放初期，煤层瓦斯压力高、涌出量大，可采用高负压抽放，但在抽放中期及末期，瓦斯压力及涌出量都逐渐降低，可以适当减小负压与流量，减少不必要的空气吸入量，既保持抽放瓦斯浓度目的，也达到节能抽放的效果。同时大大降低管网维护负担，减少漏气。

我国瓦斯抽放设备的应用状况：煤矿瓦斯抽放站基本上使用的是两种技术，一种是水循环式瓦斯抽放设备，一种是涡轮旋转式真空泵瓦斯抽放设备。我国目前主要采用水环泵抽放瓦斯。

集装箱智能瓦斯抽放泵站的优点：

1、安全可靠的设备保证

智能抽放提高抽放浓度在可爆区间以外，实现整个抽放系统的本质安全

中德联合设计，德国制造，配套设备及附件选用世界顶尖品牌，系统安全防护齐全，确保抽放系统的安全运行。

• 配备的涡轮回旋真空泵具有欧盟ATEX认证和MA认证，可用于爆燃性气体抽放及输送；
  

• 配备的快速闭合阀门达到毫秒级动作响应且具有欧盟ATEX认证，保证紧急情况下的有效快速隔离防护；
  

• 配备的防爆燃型阻火器，具有欧盟ATEX认证，可以阻断管路中的火焰传递，不仅可以保证设备安全，也可以保证抽放管路安全；
  

• 配备的泵站监控系统和报警系统可以保证设备在正常参数下的安全运行和危险条件下自动报警及保护
  

2、智能抽放提升瓦斯浓度

智能瓦斯抽放系统是一个复杂的动态系统，在线气体分析仪通过气体采样分析将实时的温度、甲烷浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度等参数传至控制中心与预设目标对比，根据判识的结果自适应智能调节抽放泵的流量和真空度设置，减少抽放系统的空气吸入量，提高抽放瓦斯浓度。根据需要，可设置固定流量，目标负压，目标浓度三种智能抽放运行模式。

3、高效节能，降低损耗

涡轮回旋真空泵叶轮之间以及叶轮与泵壳之间空间体积变化产生负压，叶轮之间保持小缝隙不接触，不会产生火花，也减少了机械功磨损消耗，工作效率达到70%。

通过电气变频技术，能够大范围线性调节真空泵的运转参数，可调节区间为30%-100%的最大转速，并且转速与能耗有很高的线性度。而传统水环式抽放泵，即便安装变频系统，有效调节区间较窄，并且能耗与转速非线性，节能效果不明显。

由于抽吸原理与工艺的差异，PGM集装箱式抽放站拥有显著的能耗优势。即使在负压流量等参数都完全相同的情况下运行时，比水环泵节能30%以上。

4、集装箱式紧凑设计 ，灵活组合

集装箱式智能抽放泵站，一个集装箱就可以是一个独立的泵站，内部开关、阀门、电控、安全设施齐全，不需要另外设计；采用单体或双台分体集装箱设计，单箱流量配置可以从90m³/min到221m³/min灵活组合，设备系统简单，占地小，集成化程度高，便于运输、布局、安装、维护。

5、适应“互联网+”和瓦斯抽放的大数据时代要求

系统整合了全面在线监控，控制中心内置调制解调器和GSM接口，使系统可以进行远程操控，并可扩充至移动平台的远程监控，可以实现远程故障诊断、系统维护、系统升级更新的功能，可做到日常管理和操作的无人化。

6、变废为利，创造新的经济效益

集装箱智能抽放泵站抽出的瓦斯浓度高、湿度低，便于利用，可直接供发电利用，尤其适合集装箱式分布式能源发电系统。

PGM150EX智能瓦斯抽放泵站技术参数

PGM集装箱抽放泵站与水环真空泵抽放站实际运行参数对比

通过对国内某煤矿运行中的两种瓦斯抽放泵站进行实际检测对比，PGM集装箱抽放泵站比传统的水环真空抽放泵站工作效率提高了48.6%，节能效果显著；

系列智能瓦斯抽放泵站

由于单体集装箱的集成化，可以实现方便的多种组合，单个涡轮旋转真空泵型号有GM80L、GM90S、GM130L、GM150S、GM220L、GM240S等，可以进行一箱一泵、一箱两泵等型式设计，可以根据用户的需求生产多系列、多形式系列集装箱抽放泵站；

系列涡轮旋转真空泵运行参数曲线