煤炭科学技术

作者：夏同强, 严欣, 王静, 李小林,

关键词：抽采系统, 智能抽采, 参数调控, 负压匹配, 瓦斯浓度,

针对煤矿井下瓦斯抽采系统负压分配失衡导致的抽采效率低、瓦斯浓度衰减快，以及管网存在监测盲区造成的信息缺失无法实现负压与工况精准匹配等难题，创新性地研究了泵阀联合自适应调控抽采参数的方法，构建了以瓦斯浓度与纯流量最大化为目标的参数调控准则，提出了“整体粗调−局部精调”多级调控策略，解决了单独调节某个动力/阻力元件不足以实现各区域负压与浓度、流量的动态匹配的难题。基于井下抽采管网结构特征及管路气体流动理论，建立了瓦斯抽采管网参数实时解算与智能调控模型，定义了以阀门阻力系数 \xi 与微型抽采泵供给负压 \Delta P 为关键表征参数的瓦斯抽采调控因子，结合粒子群全局寻优与牛顿迭代局部收敛特性，建立了PSO（Particle Swarm Optimization）-Newton混合优化算法。以河南某矿2308工作面现场监测数据为依据进行模型验证，压力、流量和瓦斯抽采浓度的解算误差分别为4.6%、7.5%和3.3%，处于可接受的工程误差范围，并对监测数据进行了调控，提高瓦斯浓度4.52%、抽采纯量61.57 m3/h，验证了模型的正确性，实现了调控因子的高效寻优。开发了瓦斯抽采动态参数自适应调控系统平台，成功应用于陕西省韩城市桑北煤矿11306工作面进行瓦斯抽采调控，提升瓦斯抽采浓度1.09%～2.07%，现场试验表明：该方法可以持续提升瓦斯抽采浓度，但调控效果会受抽采工况、煤层渗透性等因素影响，为煤矿瓦斯安全高效抽采提供了理论支撑与技术路径。

来源：2026年第2期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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