CN105627103A - 一种矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法及系统 - Google Patents

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Abstract

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，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，并计算混合流量当前值和混合流量标准值；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。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。

Description

一种矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法及系统
技术领域
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
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巿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，在泵站、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”。
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。
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。
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
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。
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：
1)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；
2)将步骤1)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；
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。
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：
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+1，如果不存在上游测点i+1，则诊断测点i上游管段漏气；
B.如果存在上游测点i+1，判断上游测点i+1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+1之间，若大于，则说明测点i+1测点i存在类似的同步异常，则判定测点i与测点i+1之间管段不存在漏气，漏气点出现在测点i+1的上游管段；
C.用i+1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。
所述步骤1)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。
所述步骤1)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。
所述的上游测点指的是距离泵站较远的测点，下游测点指的是距离泵站较近的测点。
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1，反之愈接近0，且0＜a,b＜1,c＞1。
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，
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n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；
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；
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。
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：
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+1，如果不存在上游测点i+1，则诊断测点i上游管段漏气；
B.如果存在上游测点i+1，判断上游测点i+1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+1之间，若大于，则说明测点i+1测点i存在类似的同步异常，则判定测点i与测点i+1之间管段不存在漏气，漏气点出现在测点i+1的上游管段；
C.用i+1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。
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。
所述的上游测点指的是距离泵站较远的测点，下游测点指的是距离泵站较近的测点。
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n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。
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况做出智能诊断，不再需要专门安排人员对抽采管网的漏气情况进行排查，节省了大量的人工投入，提高了矿井的自动化管理水平。本发明能够对抽采管网的漏气情况进行实时监控，消除了管路漏气监控的时间盲区，确保了矿井的安全生产。
附图说明
图1是本发明矿用瓦斯抽采管网监控系统的结构框图；
图2是本发明矿用瓦斯抽采管网的管段漏气诊断方法的实施例。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明的矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法的实施例一
1.采集矿用瓦斯抽采管各测点的混合流量值，根据采集到混合流量值计算混合流量当前值hl和混合流量标准值HL。
其中各测点混合流量值的采集由设置在各测点的抽采参数综合测定仪完成，多个抽采参数综合测定仪按照与泵站的距离大小构成相对的上下游关系，距离泵站较近的称为下游测点，距离泵站较远的称为上游测点。混合流量当前值hl指的是混合流量当前时刻之前的若干个监测数据的加权均值，混合流量标准值HL指的是当前时刻m小时之前的n个小时内的混合流量数据滤波平均值。
2.将步骤1中的混合流量当前值hl与对应测点的混合流量标准值HL比较，以得到各测点的混合流量比值。
对于测点i而言，若其混合流量当前值为hli，混合流量标准值为HLi，则测点i的混合流量比值为hli/HLi。计算出各测点的流量比值后并将其存储到各测点的对应位置处。
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。
对于测点i而言，当hli/HLi≤c(i∈N+)时，诊断测点i上游管段正常；当hli/HLi＞c时，判定测点i混合流量明显上升，c为设定值。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，c的取值愈接近1，反之愈接近0，本实施例中c＞1。
本发明的矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法的实施例二
本实施例是在实施例一基础上的进一步改进，通过实施例一可以诊断出管段是否出现漏气，本实施例是在诊断出管段出现漏气的情况下，进一步确定漏气位置。
A.当测点混合流量比值大于设定值c时，需判断该测点i是否存在上游测点i+1，如果不存在上游测点i+1，则诊断测点i上游管段漏气。
B.如果存在上游测点i+1，需对上游测点i+1进行实施例一中的判断，若上游测点i+1混合流量比值不大于设定值c，即上游测点i+1与测点i不存在类似的同步异常，说明漏气点位于测点i与测点i+1之间；若上游测点i+1混合流量比值大于设定值c，测点i+1混合流量明显上升，即测点i+1与测点i存在类似的同步异常，则判定测点i与测点i+1之间管段不存在漏气，漏气点出现在测点i+1的上游管段。
C.用i+1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，两测点存在类似同步异常是指考虑到气体流动和时间因素，两测点同步出现甲烷浓度明显下降、混合流量明显上升、负压明显下降现象。
本发明的矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法的实施例三
本实施例是在实施例一和实施例二上的进一步改进，实施例一和实施例二中采集的监测量为混合流量，虽然仅采用混合流量就可实现对矿用瓦斯抽采管的管段漏气的诊断，为了进一步提高诊断的可靠性，本实施例中采集的监测量还包括负压和甲烷浓度。该方法的流程如图2所示，具体实施步骤如下：
1.采集矿用瓦斯抽采管各测点的甲烷浓度值、负压值和混合流量值，根据采集到甲烷浓度值计算甲烷浓度当前值jw和甲烷浓度标准值JW，根据采集到负压值计算负压当前值fy和负压标准值FY，根据采集到混合流量值计算混合流量当前值hl和混合流量标准值HL。
其中各测点甲烷浓度值、负压值和混合流量值的采集由设置在各测点的抽采参数综合测定仪完成，多个抽采参数综合测定仪按照与泵站的距离大小构成相对的上下游关系，距离泵站较近的称为下游测点，距离泵站较远的称为上游测点。
甲烷浓度当前值jw指的是甲烷浓度当前时刻之前的若干个监测数据的加权均值，甲烷浓度标准值JW指的是当前时刻m小时之前的n个小时内的甲烷浓度数据滤波平均值；负压当前值fy指的是负压当前时刻之前的若干个监测数据的加权均值，负压标准值FY指的是当前时刻m小时之前的n个小时内的负压数据滤波平均值；流量当前值hl指的是混合流量当前时刻之前的若干个监测数据的加权均值，混合流量标准值HL指的是当前时刻m小时之前的n个小时内的混合流量数据滤波平均值。
2.将步骤1中的甲烷浓度当前值jw与对应测点的甲烷浓度标准值JW比较，以得到各测点的甲烷浓度比值；将步骤1中的负压当前值fy与对应测点的负压标准值FY比较，以得到各测点的负压比值；将步骤1中的混合流量当前值hl与对应测点的混合流量标准值HL比较，以得到各测点的混合流量比值。
对于测点i而言，若其甲烷浓度当前值为jwi，甲烷浓度标准值为JWi，则测点i的甲烷浓度比值为jwi/JWi；若其负压当前值为fyi，负压标准值为FYi，则测点i的负压比值为fyi/FYi；若其混合流量当前值为hli，混合流量标准值为HLi，则测点i的混合流量比值为hli/HLi。计算出各测点的甲烷浓度比值、负压比值和流量比值后并将其存储到各测点的对应位置处。
3.将甲烷浓度比值、负压比值和混合流量比值与分别与设定值a、b和c进行比较，若混合流量比值不大于设定值c，则说明该测点上游管段正常，否则，说明该测点上游管段可能出现漏气；若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；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。具体的关系如下：
对于测点i而言，当jwi/JWi≥a或fyi/FYi≥b或hli/HLi≤c(i∈N+)，诊断测点i上游管段正常；当jwi/JWi＜a且fyi/FYi＜b且hli/HLi＞c时，说明书测点i甲烷浓度明显下降、混合流量明显上升、负压明显下降，此时判断测点i出现异常，测点i的上游管段存在漏气。
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，c的取值愈接近1，反之愈接近0，本实施例中0＜a,b＜1，c＞1。
4.当测点i的上游管段存在漏气时，进一步确认漏气位置。
判断测点i是否存在上游测点i+1,如果不存在上游测点i+1，诊断测点i上游管段漏气，如果存在上游测点i+1，进行下一步骤的判断。
判断测点i+1与测点i是否存在类似同步异常，如果测点i+1与测点i不存在类似同步异常，诊断测点i与测点i+1之间管段存在漏气；如果测点i+1与测点i存在类似同步异常，则判定测点i与测点i+1之间管段不存在漏气。用i+1代替i，返回进入下一判断循环，直至某测点不存在上游测点，诊断该测点上游管段漏气，或者该测定与下游测点不存在类似同步异常，诊断该测定与下游测点之间管段漏气。两测点存在类似同步异常是指考虑到气体流动和时间因素，两测点同步出现甲烷浓度明显下降、混合流量明显上升、负压明显下降现象。
本发明的矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断系统的实施例
本实施例中的矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断系统是建立在矿用瓦斯抽采管网监控系统上，矿用瓦斯抽采管网监控系统如图1所示，包括抽采参数综合测定仪、监控分站、由多个井下交换机组成的环网、与环网相连的核心交换机和核心交换机相连的地面监控服务器系统。其中抽采参数综合测定仪用于监测抽采管道内瓦斯流的甲烷浓度、负压、流量和温度参数，将监测到的数据上传至地面监控服务器系统。多个抽采参数综合测定仪按照与泵站的距离大小构成相对的上下游关系，距离本站较近的成为下游测点，距离本站较远的成为上游测点。矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断系统包括采集单元、比较单元和判断单元，其中采集单元用于至少采集矿用瓦斯抽采管各测点的混合流量值，本发明利用矿用瓦斯抽采管网监控系统中各测点的抽采参数综合测定仪实现对所需参数的采集，并以根据采集到混合流量计算混合流量当前值和混合流量标准值；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；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。该矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法的流程如图2所示，具体实现步骤已在方法的实施例中进行了详细说明，这里不再赘述。
下面结合具体的采集数据对发明进行进一步说明。
实验例1
本实验例中测点i当前时刻之前的5个甲烷浓度监测数据分别为20％、21％、21％、22％、21％，5个数据的加权均值为20.4％，即测点i的甲烷浓度当前值jwi为20.4％；当前时刻之前的5个负压监测数据分别为42kpa、42kpa、43kpa、44kpa、44kpa，则测点i负压当前值fyi为44kpa；当前时刻之前的5个混合流量监控数据分别为67.8m3/min、69.8m3/min、70.2m3/min、68.2m3/min、68.8m3/min，这5个数据的加权均值为69.0m3/min，即测点i混合流量当前值hli为69.0m3/min。
当前时刻为14：00，5个小时之前的2个小时内的监测数据是指07：00～09：00时段内的监测数据。地面监控服务器系统在07：00～09：00时段内获得测点i甲烷浓度监测数据20个，分别为23％、28％、25％、25％、24％、23％、22％、22％、22％、23％、23％、24％、24％、25％、25％、24％、24％、24％、29％、22％，上述数据按照滤波平均法进行计算，所得结果为23.8％，即测点i甲烷浓度标准值JWi为23.8％；获得管段下游负压监测数据20个，分别为56.0kpa、57.2kpa、58.4kpa、59.0kpa、58.2kpa、56.4kpa、57.4kpa、59.8kpa、58.0kpa、58.4kpa、57.8kpa、57.8kpa、57.6kpa、57.2kpa、58.4kpa、56.4kpa、56.6kpa、58.0kpa、57.4kpa、48.8kpa，上述数据按照滤波平均算法计算的结果为56.2kpa，即测点i的负压标准值FYi为56.2kpa；获取测点i混合流量监测数据20个，分别为57.8m3/min、69.8m3/min、60.2m3/min、58.2m3/min、58.8m3/min、57.8m3/min、59.8m3/min、60.2m3/min、58.2m3/min、58.8m3/min、57.8m3/min、59.8m3/min、60.2m3/min、58.2m3/min、58.8m3/min、57.8m3/min、59.8m3/min、60.2m3/min、58.2m3/min和58.8m3/min，上述数据按照滤波平均法进行计算，得到的计算结果为58.6m3/min，即测点i的混合了混合流量标准值HLi为58.6m3/min。
本实验例中测点i甲烷浓度当前值jwi为20.4％、负压当前值fyi为44kpa，测点i混合流量当前值hli为69.0m3/min；由步骤2可知，本实施例中测点i甲烷浓度标准值JWi为23.8％，测点i的负压标准值FYi为56.2kpa，测点i的混合流量标准值HLi为58.6m3/min。综上可计算测点i甲烷浓度当前值与标准值的比值jwi/JWi＝20.4％/23.8％＝0.86，测点i负压当前值与标准值的比值fyi/FYi＝44/56.2＝0.78，测点i混合流量当前值与标准值的比值hli/HLi＝69.0/58.6＝1.17。
本实验例中a＝b＝0.9，c＝1.1,而jwi/JWi＝0.86，fyi/FYi＝0.78，hli/HLi＝69.0/58.6＝1.17，可知jwi/JWi＜a且fyi/FYi＜b且hli/HLi＞c，判定测点i甲烷浓度明显下降、混合流量明显上升、负压明显下降，说明测点i存在异常，而本实验例中若测点i不存在上游测点i+1，则诊断测点i上游管段漏气。
实验例2
本实验例中测点i当前时刻之前的5个甲烷浓度监测数据分别为：16％、17％、18％、17％，4个数据的加权均值为17.2％，则测点i甲烷浓度当前值jwi为17.2％。当前时刻之前的4个负压监测数据分别为38kpa、39kpa、40kpa、41kpa，4个数据的加权均值为40.2kpa，则测点i负压当前值fyi为40.2kpa。当前时刻之前的4个混合流量监测数据分别为50.3m3/min、50.8m3/min、51.0m3/min、50.2m3/min，4个数据的加权均值为50.1m3/min，则测点i混合流量当前值hli为50.1m3/min。按照相同的方法计算得到测点i+1甲烷浓度当前值jwi+1为20.8％、负压当前值fyi+1为46.0kpa、混合流量当前值hli+1为41.8m3/min。
当前时刻为14:00，3小时之前的1个小时内的监测数据是指10:00～11:00时段内的监测数据。地面监控服务器系统5在10:00～11:00时段内获得测点i甲烷浓度监测数据10个，分别为：19.0％、20.0％、20.5％、20.8％、21.0％，21.4％、21.8％、21.4％、20.2％、19.8％，上述数据按照滤波平均算法的计算结果为：20.4％，则测点i甲烷浓度标准值JW为20.4％；获得管段下游负压监测数据10个，分别为45.0kpa、45.2kpa、45.7kpa、45.8kpa、46.0kpa、46.6kpa、46.8kpa、46.2kpa、45.0kpa、49.7kpa，上述数据按照滤波平均算法的计算结果为：45.6kpa，则测点i负压标准值FY为：45.6kpa。获得测点i混合流量监测数据10个，分别为40.1m3/min、40.4m3/min、40.6m3/min、40.8m3/min、41.6m3/min，42.0m3/min、43.1m3/min、42.0m3/min、41.8m3/min、44.2m3/min，上述数据按照滤波平均算法的计算结果为：41.0m3/min，则测点i混合流量标准值HL为41.0m3/min；按照相同的方法计算得到测点i+1甲烷浓度标准值JWi+1为21.2％、负压标准值FYi+1为46.8kpa、混合流量标准值HLi+1为42.2m3/min。
测点i甲烷浓度当前值jwi为17.2％、负压当前值fyi为40.2kpa、混合流量当前值hli为50.1m3/min，甲烷浓度标准值JW为20.4％、负压标准值FY为45.6kpa、混合流量标准值HL为41.0m3/min，则jwi/JWi＝17.2％/20.4％＝0.84，fyi/FYi＝40.2/45.6＝0.88，hli/HLi＝50.1/41.0＝1.22。测点i+1甲烷浓度当前值jwi+1为20.8％、负压当前值fyi+1为46.0kpa、混合流量当前值hli+1为41.8m3/min，甲烷浓度标准值JWi+1为21.2％、负压标准值FYi+1为46.8kpa、混合流量标准值HLi+1为42.2m3/min，jwi+1/JWi+1＝0.98，fyi+1/FYi+1＝0.98，hli+1/HLi+1＝0.98。
本实验例中a＝b＝0.9，c＝1.1，而jwi/JWi＝0.84，fyi/FYi＝0.88，hli/HLi＝1.22,可知jwi/JWi＜a且fyi/FYi＜b且hli/HLi＞c，判定测点i甲烷浓度明显下降、混合流量明显上升、负压明显下降。jwi+1/JWi+1＝0.98，fyi+1/FYi+1＝0.98，hli+1/HLi+1＝0.98，可知jwi/JWi≥a或fyi/FYi≥b或hli/HLi≤c。判定测点i+1上游管段正常，即测点i+1未与测点i出现类似同步异常，诊断漏气点位于测点i与测点i+1之间管段。
实验例3
本实验例中测点i甲烷浓度当前值jwi为17.2％、负压当前值fyi为40.2kpa、混合流量当前值hli为50.1m3/min；测点i+1甲烷浓度当前值jwi+1为20.4％、负压当前值fyi+1为44kpa、混合流量当前值hli+1为69.0m3/min；测点i+2甲烷浓度当前值jwi+2为20.8％、负压当前值fyi+2为46.0kpa、混合流量当前值hli+2为41.8m3/min。测点i甲烷浓度标准值JW为20.4％、负压标准值FY为45.6kpa、混合流量标准值HL为41.0m3/min；测点i+1甲烷浓度标准值JWi+1为23.8％、负压标准值FYi+1为56.2kpa、混合流量标准值HLi+1为58.6m3/min。测点i+2甲烷浓度标准值JWi+2为21.2％、负压标准值FYi+2为46.8kpa、混合流量标准值HLi+2为42.2m3/min。可得jwi/JWi＝0.84，fyi/FYi＝0.88，hli/HLi＝1.22；jwi+1/JWi+1＝0.86，fyi+1/FYi+1＝0.78，hli+1/HLi+1＝1.17；jwi+2/JWi+2＝0.98，fyi+2/FYi+2＝0.98，hli+2/HLi+2＝0.98。
本实验例中，a＝b＝0.9，c＝1.1，jwi/JWi＝0.84，fyi/FYi＝0.88，hli/HLi＝1.22,可知jwi/JWi＜a且fyi/FYi＜b且hli/HLi＞c，判定测点i甲烷浓度明显下降、混合流量明显上升、负压明显下降，即测点i异常。而jwi+1/JWi+1＝0.86，fyi+1/FYi+1＝0.78，hli+1/HLi+1＝1.77，可知jwi+1/JWi+1＜a且fyi+1/FYi+1＜b且hli+1/HLi+1＞c，判定测点i+1甲烷浓度明显下降、混合流量明显上升、负压明显下降，即测点i+1异常。jwi+2/JWi+2＝0.98，fyi+2/FYi+2＝0.98，hli+2/HLi+2＝0.98，可知jwi+2/JWi+2≥a或fyi+2/FYi+2≥b或hli+2/HLi+2≤c，判定测点i+2上游管段正常。测点i+1与测点i存在类似同步异常，判定测点i与测点i+1之间管段不存在漏气，而测点i+1的上游测点i+2，测点i+2与测点i+1不存在类似异常，则可诊断漏气点位于测点i+1与测点i+2之间的管段上。
通过上述实验例可知本发明能够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况做出智能诊断，不再需要专门安排人员对抽采管网的漏气情况进行排查，节省了大量的人工投入，提高了矿井的自动化管理水平；此外由于本发明能够对抽采管网的漏气情况进行实时监控，消除了管路漏气监控的时间盲区，对确保矿井安全生产具有重要意义。

Claims (10)

1.一种矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法，其特征在于，该诊断方法包括以下步骤：
1)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；
2)将步骤1)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；
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。
2.根据权利要求1所述的矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法，其特征在于，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：
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+1，如果不存在上游测点i+1，则诊断测点i上游管段漏气；
B.如果存在上游测点i+1，判断上游测点i+1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+1之间，若大于，则说明测点i+1测点i存在类似的同步异常，则判定测点i与测点i+1之间管段不存在漏气，漏气点出现在测点i+1的上游管段；
C.用i+1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。
3.根据权利要求1或2所述的矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法，其特征在于，所述步骤1)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。
4.根据权利要求3所述的矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法，其特征在于，所述步骤1)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。
5.根据权利要求4所述的矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法，其特征在于，所述的上游测点指的是距离泵站较远的测点，下游测点指的是距离泵站较近的测点。
6.根据权利要求5所述的矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断方法，其特征在于，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1，反之愈接近0，且0＜a,b＜1,c＞1。
7.一种矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断系统，其特征在于，该诊断系统包括采集单元、比较单元和判断单元，
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n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；
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；
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。
8.根据权利要求7所述的矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断系统，其特征在于，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：
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+1，如果不存在上游测点i+1，则诊断测点i上游管段漏气；
B.如果存在上游测点i+1，判断上游测点i+1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+1之间，若大于，则说明测点i+1测点i存在类似的同步异常，则判定测点i与测点i+1之间管段不存在漏气，漏气点出现在测点i+1的上游管段；
C.用i+1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。
9.根据权利要求7或8所述的矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断系统，其特征在于，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。
10.根据权利要求7所述的矿用瓦斯抽采管的管段漏气诊断系统，其特征在于，所述的上游测点指的是距离泵站较远的测点，下游测点指的是距离泵站较近的测点。
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