一种智能瓦斯抽采方法及系统与流程

1.本发明涉及瓦斯抽采技术领域，尤其涉及一种智能瓦斯抽采方法及系统。


背景技术：

2.煤矿的煤层内含有瓦斯，在煤矿开采中为了避免瓦斯突出事件，需要对煤 矿中的瓦斯进行抽采。
3.现有的瓦斯抽采方法主要是根据国标，在煤矿煤层中等间距打瓦斯抽采孔， 对瓦斯抽采孔内的瓦斯进行抽采。但瓦斯在煤矿煤层中的分布是不均匀的，这种 抽采方法没有考虑瓦斯的分布规律，对所有地方都采用同样数量的抽采钻机，对 于瓦斯分布较多的地方，可能会因抽采钻机数量过少导致瓦斯在煤层中蓄积，导 致瓦斯突出的危险性较高；而对于瓦斯分布较少的地方，则会因为布置的抽采孔 数量过多导致浪费，例如本来只需要10个抽采孔的地方，打了20个抽采孔，这 其中有10个抽采孔的打孔时间和使用的抽采钻机的浪费的。


技术实现要素：

4.为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的是提供一种智能瓦 斯抽采方法及系统。
5.本发明的技术方案是：一种智能瓦斯抽采方法，所述方法包括以下步骤：
6.s01、对待抽采位置等间距划分网格；
7.s02、在网格节点处打抽采孔；
8.s03、测量抽采孔中的瓦斯浓度；
9.s04、通过内插法预测网格中的瓦斯浓度分布；
10.s05、根据瓦斯浓度分布使用抽采判断策略在网格中布置抽采孔；
11.s06、对抽采孔进行抽采。
12.进一步地，所述步骤s04中内插法为线性内插法、反距离平均值内插法或 克里格内插法。
13.具体地，所述抽采判断策略为：
14.若步骤s04中预测的点瓦斯浓度t满足下式：t/s
min
》t1，
15.则对预测的点所在的网格进一步等大小距划分直到t/s
min
≤t1，取划分前的 网格中心作为抽采孔布置点；
16.其中，s
min
为预测的点所在位置的最小网格，t1为单位面积浓度阈值。
17.进一步地，所述步骤s06中抽采孔中布置瓦斯浓度测试装置，用于测量抽 采孔的瓦斯浓度，根据抽采孔和抽采孔的瓦斯浓度通过线性内插法再次预测网格 中的瓦斯浓度分布，若某个点处再次预测的瓦斯浓度与前一次预测的瓦斯浓度误 差大于ε％，则根据本次预测的瓦斯浓度分布对此处使用抽采判断策略在网格中 布置抽采孔。
18.一种智能瓦斯抽采方法所使用的系统，所述系统包括：
19.智能瓦斯抽采钻机，所述智能瓦斯抽采钻机包括2个以上，智能瓦斯抽采 钻机的钻杆中设有瓦斯浓度测量装置；
20.瓦斯浓度分布预测模块，瓦斯浓度分布预测模块与智能瓦斯抽采钻机与瓦 斯浓度测量装置电连接，瓦斯浓度分布预测模块通过瓦斯浓度测量装置的测量数 据，通过内插法预测网格中的瓦斯浓度分布；
21.抽采判断策略判断模块，所述抽采判断策略判断模块与瓦斯浓度分布预测 模块电连接，控制器通过瓦斯浓度分布预测模块的预测数据在网格中布置抽采孔。
22.进一步地，所述系统还包括：
23.修正模块，所述修正模块与抽采判断策略判断模块电连接，修正模块用于 根据抽采孔和抽采孔的瓦斯浓度通过线性内插法再次预测网格中的瓦斯浓度分 布，若某个点处再次预测的瓦斯浓度与前一次预测的瓦斯浓度误差大于ε％，则 根据本次预测的瓦斯浓度分布对此处使用抽采判断策略在网格中布置抽采孔。
24.本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明依据网格节点处的抽采孔 中的瓦斯浓度测量值，利用煤层瓦斯分布具有连续性的特点，使用内插法获取未 直接测量位置的瓦斯浓度，从而得到总体的瓦斯浓度分布，进而根据瓦斯浓度分 布进行抽采孔布置，一方面无需无差别的大规模打抽采孔，降低了抽采孔的打孔 数量，使得工作量大大降低，另一方面也提升了抽采孔在瓦斯浓度分布高的地方 布置的数量，从而降低了瓦斯突出的危险。
附图说明
25.图1为本发明的流程图；
26.图2为本发明的进一步划分网格打抽采孔的示意图；
27.图3为本发明的记录数据的获取方法流程图；图4为本发明的结构框图。
具体实施方式
28.下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
29.为了解决现有的瓦斯抽采方法存在对于瓦斯分布较多的地方瓦斯突出的危 险性较高，对于瓦斯分布较少的地方会有瓦斯抽采孔1浪费的问题，参考图1 至图3，本实施例采用了一种智能瓦斯抽采方法，所述方法包括以下步骤：
30.s01、对待抽采位置等间距划分网格2；
31.s02、在网格节点处打抽采孔1；
32.s03、测量抽采孔1中的瓦斯浓度；
33.s04、通过内插法预测网格2中的瓦斯浓度分布；
34.s05、根据瓦斯浓度分布使用抽采判断策略在网格2中布置抽采孔1；
35.s06、对抽采孔1进行抽采。
36.使用时，需要将网格2长宽设置得比传统设置方法大，但也需要保证有足 够的网格节点插值，还需要网格节点数量足够多以使得抽采孔1的测量数字具有 代表性，本发明依据网格节点处的抽采孔1中的瓦斯浓度测量值，利用煤层瓦斯 分布具有连续性的特点，使用内插法获取未直接测量位置的瓦斯浓度，从而得到 总体的瓦斯浓度分布，进而根据瓦
斯浓度分布进行抽采孔1布置，一方面无需无 差别的大规模打抽采孔1，降低了抽采孔1的打孔数量，使得工作量大大降低， 另一方面也提升了抽采孔1在瓦斯浓度分布高的地方布置的数量，从而降低了瓦 斯突出的危险。
37.进一步地，所述步骤s04中内插法为线性内插法、反距离平均值内插法或 克里格内插法。
38.为了将瓦斯浓度分布较高处的抽采孔1加密，并确定加密的抽采孔1的位 置，在本实施例中具体地，所述抽采判断策略为：
39.若步骤s04中预测的点瓦斯浓度t满足下式：t/s
min
》t1，
40.则对预测的点所在的网格2进一步等大小划分直到t/s
min
≤t1，取划分前的 网格2中心作为抽采孔1布置点；
41.其中，s
min
为预测的点所在位置的最小网格2，t1为单位面积浓度阈值。
42.使用时，通过比较抽采孔1瓦斯浓度与最小网格2面积的比值与单位面积 浓度阈值，判定是否停止划分网格2，实现了依据瓦斯浓度分别布置抽采孔1的 目的。
43.通过插值法对未测量点进行预测，所预测的结果总是存在偏差。为了解决 这个问题，在本实施例中进一步地，所述步骤s06中抽采孔1中布置瓦斯浓度测 试装置，用于测量抽采孔1的瓦斯浓度，根据抽采孔1和抽采孔1的瓦斯浓度通 过线性内插法再次预测网格2中的瓦斯浓度分布，若某个点处再次预测的瓦斯浓 度与前一次预测的瓦斯浓度误差大于ε％，则根据本次预测的瓦斯浓度分布对此 处使用抽采判断策略在网格2中布置抽采孔1。
44.这里利用内插法设置的抽采孔1测量值，进一步对瓦斯浓度分布进行修枝， 使得瓦斯浓度分布更加准确，从而提升了抽采孔1布置的准确性。
45.一种智能瓦斯抽采方法所使用的系统，所述系统包括：
46.智能瓦斯抽采钻机，所述智能瓦斯抽采钻机包括2个以上，智能瓦斯抽采 钻机的钻杆中设有瓦斯浓度测量装置；
47.瓦斯浓度分布预测模块，瓦斯浓度分布预测模块与智能瓦斯抽采钻机与瓦 斯浓度测量装置电连接，瓦斯浓度分布预测模块通过瓦斯浓度测量装置的测量数 据，通过内插法预测网格2中的瓦斯浓度分布；
48.抽采判断策略判断模块，所述抽采判断策略判断模块与瓦斯浓度分布预测 模块电连接，控制器通过瓦斯浓度分布预测模块的预测数据在网格2中布置抽采 孔1。
49.进一步地，所述系统还包括：
50.修正模块，所述修正模块与抽采判断策略判断模块电连接，修正模块用于 根据抽采孔1和抽采孔1的瓦斯浓度通过线性内插法再次预测网格2中的瓦斯浓 度分布，若某个点处再次预测的瓦斯浓度与前一次预测的瓦斯浓度误差大于ε％， 则根据本次预测的瓦斯浓度分布对此处使用抽采判断策略在网格2中布置抽采 孔1。
51.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不 能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换， 都应当视为属于本发明的保护范围。