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1、ICS73.010CCSD09中华人民共和国能源行业标准NB/T113252023煤矿瓦斯智能化抽采系统技术要求Technicalrequirementsofintelligentgassafetydrainagesystemincoalmine2023-10-11 发布2024-04-11实施国家能源局发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14 系统组成15 一般要求26设计37地面集控中心38智能化无人值守抽采泵站39工作面瓦斯抽采精细化管理410密闭采空区瓦斯智能抽采411抽采管网智能调控412 抽采数据智能化管理413 瓦斯抽采工程数字化管理514 瓦斯抽采与安全输送5
2、15 使用、检修和校准6前言本文件按照GBT1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由煤矿瓦斯治理国家工程研究中心提出。本文件由能源行业煤矿瓦斯治理与利用标准化技术委员会（NEA/TC27）归口。本文件起草单位：山东安益矿用设备股份有限公司、安徽理工大学、安徽兴皖能源交通安全工程有限公司、中国平煤神马控股集团有限公司、淄博寿山实业有限公司、辽宁工程技术大学、西山煤电（集团）有限责任公司、山西汾西矿业（集团）有限责任公司、华晋焦煤有限责任公司、中煤科工集团沈阳研究院有限公司。本文件
3、主要起草人：袁亮、李寿山、张建国、蔡峰、温百根、高坤、徐伟杰、王晓东、王永文、贾永生、冯云贵、仇海生、姜小强、李生亚、邹银辉、李庆源、曹利波、计承富。煤矿瓦斯智能化抽采系统技术要求1范围本文件规定了煤矿瓦斯智能化抽采系统的组成、一般要求、设计等技术要求，描述了地面集控中心、智能化无人值守抽采泵站，工作面瓦斯抽采精细化管理，密闭采空区瓦斯智能抽采，抽采管网智能调控，抽采数据智能化管理，瓦斯抽采工程数字化管理，瓦斯抽采与安全输送，使用、检修和校准等方面的内容。本文件适用于煤矿智能化配斯安全抽采系统的设计与安装。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件觉少的条款。其中，注日期
4、的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。AQl029爆征蛙全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ6201梨矿安全监控系统通用技术要求MT/T423空气中甲烷校准气体技术条件3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1智能化瓦斯安全抽永系统intelligentextractionsystem具备地面抽采泵站监控无人化，抽来数据管理信息化、抽采管网调控智能化、工作面瓦斯抽采精细化、密闭采空区抽采安全化，抽采工春一可视化、抽采钻孔辅助设计三维化、钻孔竣工验收数字化、抽采达标评判自动化等功能，实现智能化管理、抽采效率最优的瓦斯抽采系
5、统。3.2抽采泵站pumpingStalion用于瓦斯抽采的地面泵站或共下泵站。3.3联网主机networkinghost可直接读取系统数据存储单元（数据库）、用于向其他终端提供数据访问接入功能，但不能写入系统数据存储单元（数据库），且无法控制井下装备和设备的主机。4系统组成4.1 煤矿智能化瓦斯安全抽采系统应包含地面集控系统、瓦斯抽采泵站、抽采管网调控、工作面瓦斯抽采、密闭采空区瓦斯抽采、抽采数据信息化管理、抽采安全装备管理、视频智能监测监控、抽采钻孔三维辅助设计、钻孔竣工智能化验收、信息化管理集成功能模块。4.2 地面集控系统功能模块包括监测主机、瓦斯智能抽采系统远程监控软件、瓦斯抽采监测
6、手机App.UPS不间断电源、核心交换机。4.3 抽采管路系统功能模块包括瓦斯抽采管路管理、管路设备管理和拆接并网信息管理。4.4 瓦斯抽采泵站功能模块包括瓦斯抽采设备、瓦斯抽采管路、瓦斯抽采泵站智能化监控系统。4.5 抽采管网调控功能模块包括抽采管网运行参数监测、主干分支管路抽采能力调控、管网堵漏点监测。4.6 工作面瓦斯抽采功能模块包括工作面抽来单元实时监测、钻孔抽采精细化管理、抽采达标剩余时间评估。4.7 密闭采空区瓦斯抽采功能模块包括采空区瓦斯抽采参数监测、采空区自然发火参数监测、抽采管路智能调节。4.8 抽采数据信息化管理功能模块包括抽采设备信息管理、人员信息管理、抽采方案管理、抽采
7、钻孔数据管理、报警数据管理。4.9 抽采安全装备管理功能模块包括对喷粉抑爆装置、阻火器、放水器、水封泄爆装置实时监测，发生异常及时报警。4.10 10抽采智能控制管理功能模块包括瓦斯抽采泵站的运行参数监测，瓦斯抽采泵、供水泵的自动切换控制，抽放管路参数监控和泵站环境监控。4.11 11视频监测监控功能模块利用矿用摄像仪的视频信号对设备、人员、环境、抽采钻机施工的视频监控。4. 12抽采数据智能化管理功能模块利用大数据对煤矿瓦斯抽采参数进行智能化处理，实现瓦斯抽采管理的自动化、流程化、智能化，使瓦斯抽采的效率最大化。5. 13抽采钻孔三维辅助设计功能模块包括煤层巷道3D模型构建、抽采钻孔自动设计
8、、钻孔参数批量导出。6. 14钻孔竣工智能化验收功能模块包括抽采钻孔施工Al视频监钻、钻杆自动计数、竣工钻孔三维展示、抽采空白带智能识别。7. 15信息化管理集成功能模块提供开放性外挂接口，现行的各种应用管理相关系统均可以通过挂接集成运行。5一般要求5.1 煤矿智能化瓦斯安全抽采系统在设备抗干扰、实时性、可靠性、稳定性、扩容接入能力、防护等级、数字化、数据分析应用、数据融合方面应符合AQlO29和AQ6201的规定。5.2 煤矿智能化瓦斯安全抽采系统通过对井上瓦斯抽采泵站和井下瓦斯抽采系统的联测及联控的方式实现对整个矿井瓦斯抽采的智能化。5. 3煤矿智能化瓦斯安全抽采系统应24h连续运行。5.
9、4 接入煤矿智能化瓦斯安全抽采系统的各类传感器应符合AQ6201的规定，稳定性应不小于15d。5.5 应按矿用产品安全标志证书规定的型号选择煤矿智能化瓦斯安全抽采系统的传感器、断电控制器等关联设备，不应对不同系统间的设备进行置换。8. 6煤矿智能化瓦斯安全抽采系统传感器的数据或状态应传输到地面主机。8.7 低浓度甲烷传感器经大于骁的甲烷冲击后，应及时进行调校或更换。8.8 电网停电后，备用电源不能保证设备连续工作Ih时，应及时更换。8.9 信号传输至少应支持RS485、CAN总线模式。6设计6.1 煤矿编制采区设计、钻场与钻孔设计、抽采专用巷设计、瓦斯抽采地面钻井、采空区埋管设计、采掘作业规程
10、和安全技术措施时，应对瓦斯浓度、流量、温度传感器的数量和位置，信号电缆和电源电缆的敷设，断电区域等作出明确规定，并绘制布置图和断电控制图。6.2 煤矿智能化瓦斯安全抽采系统各设备之间应使用专用阻燃电缆连接，不应与调度电话电线和动力电缆等共用。6.3 井下分站、隔爆兼本质安全型防爆电源和断电控制器的设置应符合AQ1029的要求。6.4 供电电源应取自被控开关的电源侧，不应接在被控开关的负荷侧；宜使用专用供电电源。6.5 与煤矿智能化瓦斯安全拥采系统关联的电气设备、电源线和控制线在改线或拆除时，安全监控管理部门应参与改线或拆除作业，检修与煤矿智能化瓦斯安全抽采系统关联的电气设备，需要监控设备停止运
11、行时，应经矿主要负责人或主要技术负责人同意，并制定安全措施后方可进行。6.6 模拟量传感器、开关量传感器和声光报警器的设置应符合AQ1029的要求6.7 甲烷传感器、一氧化碳传感器、风速传感器、烟实传感器以及温度传感器的设置应符合AQ1029的要求。7地面集控中心1.1 主机及系统联树主机应双机或多机备份，24H不间断运行。当工作主机发生故障时，备份主机应在3min内投入工作1.2 应配置双回路供电系统，并应配备能连续不间断在线供电2H的备用电源。1.3 设备应有可靠的接地装置和防雷装置。1.4 主机应装备防火墙等网络安全设备。1.5 主机或显示终端应设置在矿调度室内，且应使用录音电话。8智能
12、化无人值守插悉泵站8. 1瓦斯抽放泵站的抽放尔输人管宣设置流能传感器，甲烷、一氧化碳、温度传感器和压力传感器；利用瓦斯时，应在输出管路中设置流量传感器，甲烷、一氧化碳、温度传感器和压力传感器。8.1 防回火安全装置上宜设置下差传感器。8.2 智能化无人值守抽采泵站能对瓦斯抽采泵转速、振动、轴温、供水量、负压以及其他机电设备运行参数进行实时监测，并对设备故障自动报警。8.3 4智能化无人值守抽采泵站能通过地面中心远程控制和/或现场手动调控的方式对井下瓦斯抽采泵转速、流量、负压进行调控，相关调控装置响应时间不大于15s。8.4 智能化无人值守抽采泵站能通过预约或故障判断对瓦斯抽采泵、循环水池的供水
13、泵实施自动切换。8.5 智能化无人值守抽采泵站能对循环水的水量、水温进行调控在指定参数范围内。配备液位传感器，测量范围应包括0m10m,工作环境温度不低于（高于）40C,防护等级不低于IP65级。8.6 智能化无人值守抽采泵站应配备烟雾型火灾传感器，其工作电压范围应为9V25V,工作环境温度不低于40、相对湿度不超过98%,防护等级不低于IP65级。8.7 智能化无人值守抽采泵站抽采泵站内应布置甲烷检测报警装置，其响应时间小于10s,基本误差为0.05（甲烷浓度为0%l%）、5%（甲烷浓度大于1%）,工作温度上限不低于55C,防护等级不低于IP65级，断电后能自主供电6h,每两个甲烷检测报警装
14、置之间的距离不大于10m9工作面瓦斯抽采精细化管理9. 1根据煤矿瓦斯抽采达标暂行规定钻孔预抽时间差异系数，对工作面按单元划分，分单元安装抽采自动计量装置，按单元分别监测或检测瓦斯的浓度、负压、流量、温度、一氧化碳等，自动计量或者统计计算单元的瓦斯抽采量。9. 2工作而瓦斯抽采精细化管理功能模块将抽采自动计量数据或者统计计算数据上传至上位机数据库，作为预抽效果检验的基础数据。9.1 工作面瓦斯抽采精细化管理功能模块能根据监测及录入数据，通过上位机内置模型，自动计算出吨煤残余瓦斯含量、吨煤残存瓦斯含量、吨煤可解吸瓦斯量和瓦斯抽采率。9.2 工作面瓦斯抽采精细化管理功能模块能根据自动巡检采集或人工
15、输入的钻孔抽采信息，对抽采不均匀度进行识别和预警。9.3 工作面瓦斯抽采精细化管理功能模块能自动计算各单元瓦斯抽采量，对各单元及工作面预抽效果及达标情况进行判断，对抽采达标剩余时间进行预测，通过上位机界面可视化实时展示。9.4 工作面瓦斯抽采精细化管理功能模块具备逻辑分析功能，对抽采的钻孔堵塞、过抽等情况能及时预警。9.5 工作面瓦斯抽采精细化管理功能模块能通过周期性现场实测数据与系统计算的参数对比分析，优化抽采效果评价模型，提高抽采达标评判结果准确性。10密闭采空区瓦斯智能抽采10. 1采空区密闭墙内外布置各类传感器，实时监测闭墙内外压差、采空区温度等参数。10.1 抽采管道上布置CH4浓度
16、、CO浓度、温度、瓦斯流量等传感器，实时监测管道参数。10.2 当抽放管路内指标性气体CO浓度增量值（或Co浓度值）小于临界值，且闭墙内气压大于闭墙外气压或CH4浓度大于40%时，应自动调控增加采空区瓦斯抽放量。10.3 当抽放管路内指标性气体CO浓度增最值（或CO浓度值）小于临界值，且CL浓度小于25$时，应自动调控减少采空区瓦斯抽放量。10.4 抽放管路内指标性气体CO浓度增量值（或CO浓度值）小于临界值，且CH浓度在25%40%之间时，应保持现有采空区瓦斯抽放量。10.5 抽放管路内指标性气体CO浓度增量（或CO浓度值）大于等于临界值时，应停止采空区瓦斯抽放。11抽采管网智能调控11.
17、1实时呈现矿井抽采管网主管路、分支管路中参数信息、负压情况、阀门开闭状态等。11.1 根据管路监测数据远程自动调控各个分支管路的阀门开合大小状态，保证管网负压稳定。11.2 通过管网多点负压、瓦斯浓度监测数据等手段，判别管网的堵、漏情况。12抽采数据智能化管理12. 1具备抽采相关人员信息管理、抽采设备信息管理、抽采方案管理、抽采钻孔数据管理、抽采管道数据管理、报警数据管理等功能，实现全矿井数据集中管理，方便数据查询及数据分析。12. 2具备设备的保养维护信息在线更新功能。12.1 具备抽采设备备案总台数台账展示，所有抽采设备中“停用设备”及“在用设备”存档备注。12.2 对抽采钻孔数据进行管
18、理，分别为抽采钻孔设计数据、抽采钻孔施工数据、抽采钻孔验收数据，在系统中存档展示，实现实时查询功能。12.3 建立设计钻孔数据表和施工钻孔数据表，设计钻孔与已施工钻孔的数量、孔深进行实时统计，计算钻孔数量完成率及单孔完成质量。13. 瓦斯抽采工程数字化管理13.1 具备工作流引擎功能，通过在线系统完成瓦斯抽采作业的设计、施工监测、验收、设计变更、通知单等的审批以及下发。13.2 具备实时在线查阅瓦斯基础参数、地质资料、抽采工程竣工数据资料。13.3 实现打钻现场的在线监测，具备AI视频监钻功能，自动识别现场存在的风险，在线验收钻孔施工。13.4 根据施工钻孔轧迹参数，实现三维煤层模型安工抽采钻
19、孔反演功能，实时监测煤层中抽采空白带。14. 瓦斯抽采与安全输送14.1 可视化钻进施十14. 1.1能对钻孔设计曲线和实际钻孔轨迹进行动态管理，对钻场全方位监视，实时监测钻场人员、设备、工作环境等现场动态。14.1. 2应具备实时监测、存储、视频回放、远程指挥等功能14.1.3终端能通过网络访问地面控制中心并监看开卜视频，使用双向对讲进行远程指挥。14.2高低压、高低浓抽采智能转换当系统管路中负或瓦斯浓度达到设定值时，延时启动动态平衡技术与孔组联网中高低压互补调控技术进行转换，实现瓦斯的资源化高收利用。14.3瓦斯抽采管路事故顶警与安全保障14.3.1能对瓦斯输送参数进行实时监测、安全感知、
20、分析处理14.3.2能对瓦斯浓度、负压进行调节控制，使抽采系统中记斯浓度远离爆炸范围，保证安全运行。14.4智能控制与信息化管理14.4.1地面控制中心主机能对煤矿瓦斯抽采参数实时采集、大数据运算和控制，实现抽采对象与瓦斯抽采系统的最优匹配和动态调节，实现瓦斯高效抽采的智能化、自动化、流程化。14.4.2应具备日报、周报打印功能，以供矿主要负责人和主要技术负责人审阅。14.5井下阀门智能调控14.5.1系统应具有煤矿井下自动化控制和手动控制能力。14.5.2应支持数据采集、处理、显示、传输和逻辑控制功能。15使用、检修和校准15.1使用15.1.1智能化瓦斯安全抽采系统发出报警、断电、馈电异常
21、信息时，中心站值班人员应立即通知矿井调度部门，查明原因，并按规定程序及时报上一级网络中心。处理结果应记录备案。15.1.2调度值班人员接到报警、断电信息后，应立即向矿值班领导汇报，矿值班领导按规定指挥现场人员停止工作，断电时撤出人员。处理过程应记录备案。15.1.3当智能化瓦斯安全抽采系统显示井下某一区域瓦斯超限并有可能波及其他区域时，矿井有关人员应按瓦斯事故应急预案手动遥控切断瓦斯可能波及区域的电源。15.2检修和校准1.1.1 1煤矿应建立设备检修室，负责煤矿智能化瓦斯安全抽采系统设备的安装、调校、维护和简单维修工作。1.1.2 设备检修室的设置应符合AQ1029的要求。1.1.3 传感器
22、的校准应符合MT/T423的要求。15.3调校15 .3.1煤矿智能化瓦斯安全抽采系统设备应按产品使用说明书的要求定期调校。16 .3.2设备使用前和大修后，应按产品使用说明书的要求测试、调校合格，并在地面试运行24h48h方能下井。15.3.3设备的调校包括零点、显示值、报警点、断电点、复电点、控制逻辑等。15.3.4采用载体催化原理的甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪、甲烷检测报警矿灯等，每隔Iod应使用校准气体和空气样，按产品使用说明书的要求调校一次。调校方法应符合AQ1029的要求。15.3.5其他气体、流量、温度、开关传感器应按产品说明书进行调校。15.3.6分站、传感器等装置在井下连
23、续运行6个月12个月，应升井检修。15.4维护1. .4.1井下安全监测工应24h值班，每天检查系统及电缆的运行情况。当传感器误差大于允许误差时，应在8h内调准。2. .4.2下井管理人员发现便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器读数误差大于允许误差时，应立即通知安全监控部门进行处理。15. 4.3对需要经常移动的传感器、声光报警器、断电控制器及电缆等，应由班组长负责按规定移动，且不应停用。16. 4.4井下使用的分站、传感器、声光报警器、断电控制器及电缆等，应由所在区域的区队长、班组长负责使用和管理。17. 4.5传感器经过调校检测误差仍超过规定值时，应立即更换；系统设备发生故障时，应及时处理。在更换和故障处理期间应采用人工监测等安全措施，并填写故障记录15.5 备件矿井应配备传感器、分站等设备备件，备用数量应不少于应配备数量的20%。15.6 报废系统设备有下列情况时，应当报废：a）设备老化、技术落后或超过规定使用年限的；b）通过修理，虽能恢复性能和技术指标，但维修费用超过原价80%的;c）严重失爆无法修复的；d）遭受意外灾害，损坏严重，无法修复的；e）不符合国家规定及行业标准规定应淘汰的C
