一种矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法及系统，属于煤矿瓦斯抽采网监控技术领域。
【背景技术】
[0002]煤与瓦斯突出和瓦斯爆炸事故(简称“瓦斯事故”)是威胁煤矿安全生产的最主要的灾害，一旦发生事故往往造成大量人员伤亡和巨额财产损失。瓦斯抽采是治理瓦斯事故的根本之策，而瓦斯抽采达标评判则是对瓦斯治理工作效果的检验，是防止瓦斯事故的重要防线。为确保煤矿瓦斯抽采达标，有效防范瓦斯事故，2008年7月8日国务院安委会在辽宁省沈阳市召开的全国煤矿瓦斯治理现场会上提出了“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”煤矿瓦斯综合治理十六字工作体系。2011年10月国家安全生产监督管理总局、国家发展和改革委员会、国家能源局、国家煤矿安全监察局四部委联合印发了《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》(安监总煤装〔2011〕163号)，其中第十六条规定:“瓦斯抽采矿井应当配备瓦斯抽采监控系统，实时监控管网瓦斯浓度、负压或压差、流量、温度参数及设备的开停状态等。抽采瓦斯计量仪器应当符合相关计量标准要求;计量测点布置应当满足瓦斯抽采达标评价的需要，在栗站、主管、干管、支管及需要单独评价的区域分支、钻场等布置测点”。
[0003]由于煤矿井下采掘工作面经常存在交叉作业，机械作业、放炮震动等环境因素均可能导致抽采管道破损漏气。管道漏气发生后，管道外的新鲜气流进入管道内，使管道内的高浓度瓦斯流浓度降至爆炸范围，一旦遇到碰撞火花等点火源，即可发生瓦斯爆炸。此外管道漏气后，管内的抽采负压会迅速降低，导致抽采系统丧失瓦斯抽采能力，可见瓦斯抽采管道破损漏气具有严重的危害。为防治瓦斯抽采管道漏气，一方面需要加强对抽采管道的保护，另一方面一旦发生管道漏气需要对反应发现漏气点并进行处理。目前矿井仍采用人工定期巡查管路的方式排查管路的漏气情况，这种排查方式需要投入大量的人工且无法对管道进行实时看护，一旦发生漏气无法做出快速反应。
[0004]可见，依靠瓦斯抽采管网监控系统对管路的漏气情况进行实时监控具有重要意义。石油、化工、天然气行业的天然气管道泄漏(漏气)诊断技术均需要专门或辅助的仪器实现泄漏(漏气)诊断，且均为正压管道(即管内负压大于外界环境负压)，但瓦斯抽采管道为负压管道(即管内负压低于外界环境负压)，而且基于成本考虑，煤矿现场无法接受在抽采管道安装用于诊断管网漏气的专门或辅助仪器，因此难以借用其他领域的管道泄漏(漏气)智能诊断技术对瓦斯抽采管网的管段漏气情况进行诊断。
[0005]申请号为201320022629的专利文件公开了一种矿用泄漏监控装置，该监控装置通过在输送管两端分别设置入口流量计和出口流量计，并在出口流量小于进口流量的5%时发出泄漏报警，可见，该泄漏监控装置是通过比较两个测点流量之间的关系来实现泄漏监控，而对于输送管道而言，一旦某个位置发生泄漏，其对下游各测点影响存在时间差，导致采集的两个测点的时间无法同时反映泄漏造成的影响，从而影响泄漏监测的准确性。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法及系统，以提高泄漏诊断的准确性。
[0007]本发明为解决上述技术问题提供了一种矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法，该诊断方法包括以下步骤:
[0008]I)至少采集矿用瓦斯抽采管各测点的混合流量值，并根据采集到混合流量值计算混合流量当前值和混合流量标准值；
[0009]2)将步骤I)中的混合流量当前值与对应测点的混合流量标准值比较，以得到各测点的混合流量比值；
[0010]3)判断混合流量比值与设定值c之间的关系，若混合流量比值不大于设定值，则说明该测点上游管段正常，否则，说明该测点上游管段出现漏气。
[0011]该方法还包括在检测到测点i上游管段出现漏气时进一步定位漏气点位置的步骤，该步骤包括以下过程:
[0012]A.当测点i混合流量比值大于设定值c时，判断该测点i是否存在上游测点i + Ι，如果不存在上游测点i+1，则诊断测点i上游管段漏气；
[0013]B.如果存在上游测点i+Ι，判断上游测点i+Ι的混合流量比值是否大于设定值C，若不大于，则说明漏气点位于测点i与测点i+Ι之间，若大于，则说明测点i+Ι测点i存在类似的同步异常，则判定测点i与测点i + Ι之间管段不存在漏气，漏气点出现在测点i + Ι的上游管段；
[0014]C.用i + Ι代替i，返回步骤A进入下一判断循环，直至某测点不存在上游测点，诊断该测点上游管段漏气，或者该测点与下游测点不存在类似同步异常，诊断该测点与下游测点之间管段漏气。
[0015]所述步骤I)中的采集量还包括负压，负压当前值与负压标准值的采集与计算与流量相同，所述当负压当前值与负压标准值之间的比值大于等于设定值b时，则说明该测点的上游管段正常，否则说明该测点上游管段可能存在漏气。
[0016]所述步骤I)中的采集量还包括甲烷浓度，甲烷浓度当前值与甲烷浓度标准值的采集与计算与流量相同，所述当甲烷浓度当前值与甲烷浓度比较值之间比值不小于设定值a时，说明该测点上游管段正常，否则说明该测点上游管段可能存在漏气。
[0017]所述的上游测点指的是距离栗站较远的测点，下游测点指的是距离栗站较近的测点。
[0018]所述设定值a、b和c的值与抽采参数综合测定仪的测量精度、工作稳定性以及煤矿现场抽采管网的管理维护状况有关，抽采参数综合测定仪的测量精度愈高、工作稳定性愈好以及煤矿现场抽采管网的管理维护状况愈好，a、b、c的取值愈接近I，反之愈接近0，且0<a，b<l, c> I ο
[0019]本发明还提供了一种矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断系统，该诊断系统包括采集单元、比较单元和判断单元，
[0020]所述采集单元至少采集矿用瓦斯抽采管各测点的混合流量值，并以当前时刻采集到混合流量值作为混合流量当前值，以当前时刻m小时之前的η个小时内的混合流量数据滤波平均值作为混合流量标准值；
[0021 ]所述比较单元用于将采集单元中的混合流量当前值与对应测点的混合流量标准值比较，以得到各测点的混合流量比值；
[0022]所述判断单元用于判断混合流量比值与设定值之间的关系，若混合流量比值不大于设定值，则说明该测点上游管段正常，否则，说明该测点上游管段出现漏气。
[0023]该系统还包括在检测到测点i上游管段出现漏气时进一步定位漏气点位置的定位单元，所述定位单元的定位过程如下:
[0024]A.当测点i混合流量比值大于设定值c时，判断该测点i是否存在上游测点i + Ι，如果不存在上游测点i+1，则诊断测点i上游管段漏气；
[0025]B.如果存在上游测点i+Ι，判断上游测点i+Ι的混合流量比值是否大于设定值C，若不大于，则说明漏气点位于测点i与测点i+Ι之间，若大于，则说明测点i+Ι测点i存在类似的同步异常，则判定测点i与测点i + Ι之间管段不存在漏气，漏气点出现在测点i + Ι的上游管段；
[0026]C.用i + Ι代替i，返回步骤A进入下一判断循环，直至某测点不存在上游测点，诊断该测点上游管段漏气，或者该测点与下游测点不存在类似同步异常，诊断该测点与下游测点之间管段漏气。
[0027]所述检测单元的采集量还包括负压和甲烷浓度，负压当前值、甲烷浓度当前值、负压标准值和甲烷浓度标准值的采集与计算与混合流量相同，所述当负压当前值与负压标准值之间的比值大于等于设定值b，或当甲烷浓度当前值与甲烷浓度比较值之间比值不小于设定值a时，说明该测点上游管段正常，否则说明该测点上游管段可能存在漏气。
[0028]所述的上游测点指的是距离栗站较远的测点，下游测点指的是距离栗站较近的测点。
[0029]本发明的有益效果是:本发明首先至少采集矿用瓦斯抽采管各测点的混合流量值，以当前时刻采集到混合流量值作为混合流量当前值，以当前时刻m小时之前的η个小时内的混合流量数据滤波平均值作为混合流量标准值;然后将混合流量当前值与对应测点的混合流量标准值比较，以得到各测点的混合流量比值;判断混合流量比值与设定值c之间的关系，若混合流量比值不大于设定值，则说明该测点上游管段正常，否则，说明该测点上游管段出现漏气，从而实现了对瓦斯抽采管管段漏气的诊断。本发明通过利用测点混合流量当前值与混合流量标准值之间的关系来判断管段是否出现漏气，克服了现有技术中采用两个测点之间的流量数据进行比较所导致的泄漏诊断不准确的问题，提高了泄漏诊断的准确度。
[0030]本发明依据矿用瓦斯抽采管网监控系统自身的监测数据对抽采管网的漏气情