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【摘 要】煤矿瓦斯是煤矿开采过程中在煤层和采空区自然涌出的气体，主要成分是甲烷。煤矿瓦斯涌出容易造成瓦斯超限，甚至引发瓦斯爆炸事故。为了有效治理煤矿瓦斯超限，人们采取瓦斯抽放的方法。瓦斯抽放系统由抽放泵房、抽放管路、各抽放点组成，是治理瓦斯的核心环节。
【关键词】煤矿瓦斯抽放 监控系统 抽放参数
2012年以来，随着页岩气等新能源的开发和推广，美国向世界能源市场释放了巨大的冗余化石能源产能，给我国煤炭行业带来了深刻影响。发达国家一方面利用自身技术和资本优势加快发展节能、新能源、低碳等新兴产业，推行碳排放交易，强化其经济竞争优势；另一方面，通过设置碳关税、“环境标准”等贸易壁垒，进一步挤压发展中国家发展空间。我国作为最大的发展中国家，面临温室气体减排和低碳技术产业竞争的双重挑战。我国《能源发展“十二五”规划》指出：随着新能源和可再生能源推广，煤炭等化石能源在一次性能源中的消费比重有所下降，但煤炭在相当长的时期内，仍将是我国的主要能源。“规划”提出煤炭行业要优化调整产能结构，加快淘汰落后产能。优化调整产能结构一方面是进一步加强煤矿安全生产，有效防范和坚决遏制煤矿重特大事故；另一方是提高资源利用效率，减少煤炭开采过程中的浪费和对环境的污染。在煤矿重特大事故中，瓦斯事故约占80%左右，煤矿瓦斯是煤矿开采过程中在煤层和采空区自然涌出的气体，主要成分是甲烷。煤矿瓦斯涌出容易造成瓦斯超限，甚至引发瓦斯爆炸事故。目前我国的瓦斯抽放泵房及主要相关设备，主要靠工人巡检，稍有疏忽，就会发生安全事故；瓦斯抽采浓度，抽采流量等重要参数也靠人工读取，不便于管理。随着采深的增加，主干管路不断延长，也增大了人工巡检的难度，为了保证瓦斯抽放系统的安全运行，瓦斯抽放系统应该向管理集中化、自动化、标准化方向发展。
此后，瓦斯抽放监控系统开始剥离，作为一个独立系统被研究。如煤科总院沈阳研究院研究了CAN总线架构的瓦斯抽放监控系统。黑龙江科技大学研究了基于ZigBee无限通讯架构的煤层气监测系统。郑州大学开发了以PIC单片机为分站核心处理器的监控系统。而安徽理工大学在2010年研究了电磁波辐射对煤层瓦斯吸附性的影响，并设计一套以DSP+MCU为核心处理器的监控系统，系统不但能够监测瓦斯抽放的各种参数，还能够通过电磁波辐射来控制瓦斯解吸速率，从而保障抽放浓度。
关于瓦斯抽放中的检测仪表技术，美国、日本等国家研发了各种气体检验传感探头，国内目前大多停留在进口传感部件，设计外围电路（电源、信号放大输出、数据显示等）并封装出售的阶段。传感器不断向数字化、智能化发展。在查阅我国煤矿瓦斯抽放监测监控系统的研究和应用情况后，结合我国煤矿瓦斯治理和利用的发展趋势，本文提出了新的瓦斯抽放监控系统。利用测控中心与存储通信系统组成的上级环形网络与测控终端与存储通信系统组成的下级星形网络的结合的“双层网络”体系，将现场设备的实时监测信息通过工业以太网，将数据实时传输至测控中心进行网络发布。具体实现了以下功能：本文设计了一套全新的煤矿瓦斯抽放监测监控系统。设计了测控终端，通信系统和测控中心。建立了上级环形网络与下级星形网络的结合的“双层网络”体系。系统以西门子S7-200系列PLC作为主要监控设备，提高了系统可靠性；实现数据采集、控制主机、控制系统和数据通信等功能。使各系统能够协调，稳定运行并能满足实际使用要求；对抽放测监控分站主机进行程序设计，使之能实现数据的分析处理、实时控制、和数据通信等内容。
参考文献：
[1]彭成，王寒秋.我国煤矿重特大事故频发原因剖析[J].中国煤炭，2005，31（2）：60-64.
[2]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州：中国矿业大学出版社，1992.
[3]孙华超，孙红明.我国瓦斯抽采现状及建议[J].中国科技博览，2011 （11）：200.
[4]国家发展与改革委员会.煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十一五”规划[Z].2006-6-5.
[5]杨靖毅，龙祖根，杨秀美.中美煤层气开发利用现状对比分析及展望[J].2011，20（6）：33-36.
[6]Yun，J. & F.Xu & L.Liu & eds. New progress and future prospects of CBM exploration and development in China[J]. International Journal of Mining Science and Technology， 2012（22）： 363-369.
【关键词】煤矿瓦斯抽放 监控系统 抽放参数
2012年以来，随着页岩气等新能源的开发和推广，美国向世界能源市场释放了巨大的冗余化石能源产能，给我国煤炭行业带来了深刻影响。发达国家一方面利用自身技术和资本优势加快发展节能、新能源、低碳等新兴产业，推行碳排放交易，强化其经济竞争优势；另一方面，通过设置碳关税、“环境标准”等贸易壁垒，进一步挤压发展中国家发展空间。我国作为最大的发展中国家，面临温室气体减排和低碳技术产业竞争的双重挑战。我国《能源发展“十二五”规划》指出：随着新能源和可再生能源推广，煤炭等化石能源在一次性能源中的消费比重有所下降，但煤炭在相当长的时期内，仍将是我国的主要能源。“规划”提出煤炭行业要优化调整产能结构，加快淘汰落后产能。优化调整产能结构一方面是进一步加强煤矿安全生产，有效防范和坚决遏制煤矿重特大事故；另一方是提高资源利用效率，减少煤炭开采过程中的浪费和对环境的污染。在煤矿重特大事故中，瓦斯事故约占80%左右，煤矿瓦斯是煤矿开采过程中在煤层和采空区自然涌出的气体，主要成分是甲烷。煤矿瓦斯涌出容易造成瓦斯超限，甚至引发瓦斯爆炸事故。目前我国的瓦斯抽放泵房及主要相关设备，主要靠工人巡检，稍有疏忽，就会发生安全事故；瓦斯抽采浓度，抽采流量等重要参数也靠人工读取，不便于管理。随着采深的增加，主干管路不断延长，也增大了人工巡检的难度，为了保证瓦斯抽放系统的安全运行，瓦斯抽放系统应该向管理集中化、自动化、标准化方向发展。
此后，瓦斯抽放监控系统开始剥离，作为一个独立系统被研究。如煤科总院沈阳研究院研究了CAN总线架构的瓦斯抽放监控系统。黑龙江科技大学研究了基于ZigBee无限通讯架构的煤层气监测系统。郑州大学开发了以PIC单片机为分站核心处理器的监控系统。而安徽理工大学在2010年研究了电磁波辐射对煤层瓦斯吸附性的影响，并设计一套以DSP+MCU为核心处理器的监控系统，系统不但能够监测瓦斯抽放的各种参数，还能够通过电磁波辐射来控制瓦斯解吸速率，从而保障抽放浓度。
关于瓦斯抽放中的检测仪表技术，美国、日本等国家研发了各种气体检验传感探头，国内目前大多停留在进口传感部件，设计外围电路（电源、信号放大输出、数据显示等）并封装出售的阶段。传感器不断向数字化、智能化发展。在查阅我国煤矿瓦斯抽放监测监控系统的研究和应用情况后，结合我国煤矿瓦斯治理和利用的发展趋势，本文提出了新的瓦斯抽放监控系统。利用测控中心与存储通信系统组成的上级环形网络与测控终端与存储通信系统组成的下级星形网络的结合的“双层网络”体系，将现场设备的实时监测信息通过工业以太网，将数据实时传输至测控中心进行网络发布。具体实现了以下功能：本文设计了一套全新的煤矿瓦斯抽放监测监控系统。设计了测控终端，通信系统和测控中心。建立了上级环形网络与下级星形网络的结合的“双层网络”体系。系统以西门子S7-200系列PLC作为主要监控设备，提高了系统可靠性；实现数据采集、控制主机、控制系统和数据通信等功能。使各系统能够协调，稳定运行并能满足实际使用要求；对抽放测监控分站主机进行程序设计，使之能实现数据的分析处理、实时控制、和数据通信等内容。
参考文献：
[1]彭成，王寒秋.我国煤矿重特大事故频发原因剖析[J].中国煤炭，2005，31（2）：60-64.
[2]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州：中国矿业大学出版社，1992.
[3]孙华超，孙红明.我国瓦斯抽采现状及建议[J].中国科技博览，2011 （11）：200.
[4]国家发展与改革委员会.煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十一五”规划[Z].2006-6-5.
[5]杨靖毅，龙祖根，杨秀美.中美煤层气开发利用现状对比分析及展望[J].2011，20（6）：33-36.
[6]Yun，J. & F.Xu & L.Liu & eds. New progress and future prospects of CBM exploration and development in China[J]. International Journal of Mining Science and Technology， 2012（22）： 363-369.