束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

該系統(tǒng)廣泛適用于大、中、小各類煤礦自然火災(zāi)預(yù)報(bào)和防治工作。利用氣相色譜技術(shù)對(duì)井下監(jiān)測(cè)地點(diǎn)的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等氣體含量實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)循環(huán)監(jiān)測(cè)，經(jīng)過(guò)對(duì)自然發(fā)火標(biāo)志氣體的分析，及時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)發(fā)火點(diǎn)的溫度變化，為煤礦自然火災(zāi)和礦井瓦斯事故的防治工作提供科學(xué)依據(jù)。

1.束管負(fù)壓采樣（目前已研發(fā)出正壓輸氣采樣技術(shù)）、色譜分析，無(wú)需任何電化學(xué)傳感器；

2.自然火災(zāi)預(yù)報(bào)功能：通過(guò)對(duì)氣體的分析，及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)火源溫度變化情況；

3.系統(tǒng)自動(dòng)控制24小時(shí)在線監(jiān)測(cè)；

4.輸出功能齊全：產(chǎn)生正常分析、束管分析、趨勢(shì)分析報(bào)表及趨勢(shì)圖等11種圖表；

5.具有氣體含量超限自動(dòng)報(bào)警功能；

6.數(shù)據(jù)庫(kù)記錄個(gè)數(shù)無(wú)限制，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較；

7.具有聯(lián)網(wǎng)功能：實(shí)現(xiàn)分析數(shù)據(jù)共享， 為領(lǐng)導(dǎo)決策提供依據(jù)，并可實(shí)現(xiàn)與礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

8.色譜儀自編程功能。

9.火災(zāi)瓦斯爆炸危險(xiǎn)程度的判別。

10.井下管路最大采樣距離30公里。

主要有粉塵過(guò)濾器、單管、束管、水蒸氣過(guò)濾器、分路箱、抽氣泵、氣體采樣控制柜、監(jiān)控電腦、束管專用色譜儀、打印輸出設(shè)備、網(wǎng)卡、系統(tǒng)軟件等組成。

系統(tǒng)采用高精度、低漂移的煤礦專用氣相色譜儀，能夠在早期監(jiān)測(cè)到自燃的臨界點(diǎn)。

束管監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)在回采工作面。

煤礦自燃火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)說(shuō)明

1.控制束管監(jiān)測(cè)路束：12-30路（可擴(kuò)充）；

2.運(yùn)行時(shí)間：24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)或人工設(shè)定；

3.分析氣體成分：CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2、O2、N2等。

4.色譜儀檢測(cè)限≤0.1PPM；

5.系統(tǒng)誤差≤1.5%；

20世紀(jì)80年代初,我國(guó)研制成功并應(yīng)用了束管監(jiān)測(cè)煤層自然發(fā)火系統(tǒng),對(duì)煤層自燃隱患預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的效果較好。我國(guó)最先應(yīng)用的紅外束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有KHY-1、KHY-2型和ASZ型等。因它們是為大型礦井監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的，全套設(shè)備復(fù)雜，管理技術(shù)要求較高，裝備費(fèi)用較昂貴。并且，系統(tǒng)對(duì)煤層自燃隱患的各種標(biāo)志性氣體分析精度相對(duì)較低，傳感器元件壽命短，需經(jīng)常更換，不能跟蹤檢測(cè)預(yù)報(bào)等。雖然后來(lái)又開(kāi)發(fā)出適用于小型礦井的KHY-3型，但同樣存在系統(tǒng)分析精度較低、傳感器壽命短等問(wèn)題。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，在總結(jié)、分析紅外束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題的前提下，在微機(jī)自動(dòng)控制、色譜儀高精度分析、束管負(fù)壓采樣和分析成分較多等高新技術(shù)基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出的具有井下任意地點(diǎn)的O₂、N₂、CH₄、CO、CO₂、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂ 等氣體含量實(shí)現(xiàn)24h連續(xù)循環(huán)監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確判定和分析煤層自然火災(zāi)的標(biāo)志性氣體，及時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)發(fā)火隱患程度的高技術(shù)專利的ZS32F煤礦束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不僅測(cè)定組分多，精確度高，可對(duì)煤層的自燃趨勢(shì)實(shí)施跟蹤監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，且可查找、確定自燃標(biāo)志性氣體。

1.電源：220V±5%，380V±10% 50Hz交流電；

2.總功率：≤2.5KW（不含抽氣泵）；

3.溫度：10-35℃；

4.相對(duì)溫度≤90%；

5.微機(jī)：P4以上原裝機(jī)或工控機(jī)。

為了更好的幫助煤礦專業(yè)人員了解正壓與負(fù)壓束管在氣體采樣方面的基本性能,從而可以在煤礦自燃火災(zāi)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域上有更好的應(yīng)用,設(shè)計(jì)了2個(gè)試驗(yàn)分別測(cè)試正壓與負(fù)壓束管長(zhǎng)度與采樣時(shí)間的關(guān)系、束管長(zhǎng)度與穩(wěn)定采樣流量的關(guān)系;然后用2個(gè)經(jīng)驗(yàn)函數(shù)擬合了2個(gè)試驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù),并且根據(jù)擬合的函數(shù)對(duì)正壓與負(fù)壓束管的性能進(jìn)行了比較和分析。試驗(yàn)表明,正壓輸氣系統(tǒng)在相同長(zhǎng)度下,無(wú)論采樣時(shí)間還是采樣流量都大大優(yōu)于負(fù)壓輸氣系統(tǒng)。

（1）正壓輸氣的方式是在井下樣氣的采集速度上優(yōu)于負(fù)壓輸氣方式，而且隨著束管長(zhǎng)度的增加，正壓輸氣的優(yōu)勢(shì)越大；

（2）在標(biāo)氣采樣流量穩(wěn)定后，正壓輸氣方式的流量是負(fù)壓輸氣方式的10~20倍，而且在長(zhǎng)度越長(zhǎng)時(shí)，正壓輸氣優(yōu)勢(shì)越大；

（3）在束管達(dá)到一定長(zhǎng)度后，正壓與負(fù)壓輸氣流量將達(dá)到一個(gè)極限最小值，其中負(fù)壓輸氣方式的流量將不能滿足一些氣體分析儀器的最低流量要求。

針對(duì)煤自燃預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)時(shí)采用的負(fù)壓束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在環(huán)境空氣易漏入束管中，使所監(jiān)測(cè)到的氣體濃度和成分不能真實(shí)反映被監(jiān)測(cè)地點(diǎn)實(shí)際情況的問(wèn)題，基于正壓輸送氣體方式的最大輸送壓力不受真空度限制且大于環(huán)境壓力，氣體在輸送過(guò)程環(huán)境氣體不可能進(jìn)入束管等優(yōu)點(diǎn)，提出以正壓作為檢測(cè)氣體的輸送方式，研制一種正壓束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 利用不同長(zhǎng)度的束管進(jìn)行正壓輸送氣體試驗(yàn)，試驗(yàn)及理論計(jì)算結(jié)果表明：正壓輸送動(dòng)力是負(fù)壓輸送動(dòng)力的 4~3 倍，采用正壓輸送氣體不僅縮短了氣體的輸送時(shí)間，而且保證了氣體濃度不變。 正壓束管所測(cè)得的數(shù)據(jù)能夠真實(shí)反映出煤自然發(fā)火狀態(tài)。 2100433B

礦用火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

為了更好的幫助煤礦專業(yè)人員了解正壓與負(fù)壓束管在氣體采樣方面的基本性能,從而可以在煤礦自燃火災(zāi)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域上有更好的應(yīng)用,設(shè)計(jì)了2個(gè)試驗(yàn)分別測(cè)試正壓與負(fù)壓束管長(zhǎng)度與采樣時(shí)間的關(guān)系、束管長(zhǎng)度與穩(wěn)定采樣流量的關(guān)系;然后用2個(gè)經(jīng)驗(yàn)函數(shù)擬合了2個(gè)試驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù),并且根據(jù)擬合的函數(shù)對(duì)正壓與負(fù)壓束管的性能進(jìn)行了比較和分析。試驗(yàn)表明,正壓輸氣系統(tǒng)在相同長(zhǎng)度下,無(wú)論采樣時(shí)間還是采樣流量都大大優(yōu)于負(fù)壓輸氣系統(tǒng)。

（1）正壓輸氣的方式是在井下樣氣的采集速度上優(yōu)于負(fù)壓輸氣方式，而且隨著束管長(zhǎng)度的增加，正壓輸氣的優(yōu)勢(shì)越大；

（2）在標(biāo)氣采樣流量穩(wěn)定后，正壓輸氣方式的流量是負(fù)壓輸氣方式的10~20倍，而且在長(zhǎng)度越長(zhǎng)時(shí)，正壓輸氣優(yōu)勢(shì)越大；

（3）在束管達(dá)到一定長(zhǎng)度后，正壓與負(fù)壓輸氣流量將達(dá)到一個(gè)極限最小值，其中負(fù)壓輸氣方式的流量將不能滿足一些氣體分析儀器的最低流量要求。 2100433B