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申请/专利权人：中国安全生产科学研究院

摘要：本发明公开了一种适用于井工煤矿甲烷排放量的监测计量方法，属于井工煤矿甲烷排放量监测计量领域，对巷道采用高精度风速表及数据采集仪测量风速，收集环境数据，建立矿井回风巷全断面风速分布规律模型，通过风流模拟对回风巷道壁面位置关系模型修订，得出表征断面平均风速的特征曲线，形成风速传感器的最优部署方案；对回风巷道气体进行采样分析并测量甲烷气体浓度，建立矿井回风巷道甲烷运移规律模型，形成表征断面平均甲烷浓度的特征曲线，形成甲烷传感器的的最优部署方案；测量全断面甲烷浓度的平均值。本发明采用上述的一种适用于井工煤矿甲烷排放量的监测计量方法，对于煤矿甲烷排放量的计量，特别是低瓦斯矿井的甲烷减排有着重要的意义。

主权项：1.一种适用于井工煤矿甲烷排放量的监测计量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、测量矿井回风巷全断面风速并绘制断面平均风速特征曲线，测量矿井回风巷的环境数据，环境数据包括温度、湿度、气压环境数据；S2、对步骤S1得到的矿井回风巷全断面风速分布规律进行统计分析并构建巷道风速场CFD计算模型；S3、利用步骤S2得到的巷道风速场CFD计算模型进行数值模拟，验证步骤S1得到的断面平均风速特征曲线；S4、根据步骤S3验证的断面平均风速特征曲线，设置风速传感器的最优部署方案；S5、采用色谱仪对回风巷道全断面的甲烷气体进行采样分析，得到断面甲烷浓度特征曲线；S6、建立矿井回风巷道甲烷运移规律模型；S7、验证步骤S5得到的断面平均甲烷浓度特征曲线；S8、根据步骤S7验证的断面平均甲烷浓度特征曲线，设置甲烷传感器的最优部署方案；S9、根据步骤S4、S8测得的风速v和甲烷浓度α，计算井下回风排放甲烷量，具体计算过程如下：在第i个回风井内，第j个监测点在采样周期内的甲烷排放量计算公式为：QCH4_i,j＝ρ×α×N×τ1000式中，为第i个回风井内，第j个监测点采样周期内甲烷排放量；ρ为标况下甲烷的密度，为0.717KgNm3；α为采样周期内平均甲烷浓度，α1为采样开始甲烷浓度传感器读数，α2为采样结束甲烷浓度传感器读数；N为标况流量；τ＝t2-t1，t1为采样开始时间，t2为采样结束时间；其中，标况流量N的计算公式为N＝v×s×T0×P+P0P0t+273式中，v1为采样开始风速传感器读数，v2为采样结束风速传感器读数，v为采样周期内的平均风速；s为巷道断面面积；T0为标况下热力学温度；P为环境参数传感器气压读数；P0为标况下的大气压强，为101325Pa；t为环境参数传感器温度读数；一个采样周期内煤矿生产过程中通过回风井排放的总体甲烷量是煤矿i个回风井一个采样周期内的甲烷排放量之和，而第i个回风井的甲烷排放量为在第i个回风井内j个监测点在采样周期内的甲烷排放量之和，因此，一个采样周期内煤矿生产过程中通过回风井排放的总体甲烷量计算公式为： 式中，为一个采样周期内煤矿生产过程中通过回风井排放的总体甲烷量，m表示第i个回风井内监测点的总个数，n表示某个矿井内回风井的总个数。

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