束管監(jiān)測系統(tǒng)組成

主要有粉塵過濾器、單管、束管、水蒸氣過濾器、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。

該系統(tǒng)廣泛適用于大、中、小各類煤礦自然火災(zāi)預(yù)報和防治工作。利用氣相色譜技術(shù)對井下監(jiān)測地點的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等氣體含量實現(xiàn)24小時連續(xù)循環(huán)監(jiān)測，經(jīng)過對自然發(fā)火標(biāo)志氣體的分析，及時預(yù)測預(yù)報發(fā)火點的溫度變化，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)。

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)測到自燃的臨界點。

束管監(jiān)測點設(shè)在回采工作面。

煤礦自燃火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)說明

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

2.自然火災(zāi)預(yù)報功能：通過對氣體的分析，及時準(zhǔn)確的預(yù)測火源溫度變化情況；

3.系統(tǒng)自動控制24小時在線監(jiān)測；

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

5.具有氣體含量超限自動報警功能；

6.數(shù)據(jù)庫記錄個數(shù)無限制，對歷史數(shù)據(jù)進行分析比較；

7.具有聯(lián)網(wǎng)功能：實現(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)瓦斯爆炸危險程度的判別。

10.井下管路最大采樣距離30公里。

1.控制束管監(jiān)測路束：12-30路（可擴充）；

2.運行時間：24小時連續(xù)監(jiān)測或人工設(shè)定；

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

4.色譜儀檢測限≤0.1PPM；

5.系統(tǒng)誤差≤1.5%；

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.相對溫度≤90%；

5.微機：P4以上原裝機或工控機。

20世紀(jì)80年代初,我國研制成功并應(yīng)用了束管監(jiān)測煤層自然發(fā)火系統(tǒng),對煤層自燃隱患預(yù)測預(yù)報的效果較好。我國最先應(yīng)用的紅外束管監(jiān)測系統(tǒng)有KHY-1、KHY-2型和ASZ型等。因它們是為大型礦井監(jiān)測設(shè)計的，全套設(shè)備復(fù)雜，管理技術(shù)要求較高，裝備費用較昂貴。并且，系統(tǒng)對煤層自燃隱患的各種標(biāo)志性氣體分析精度相對較低，傳感器元件壽命短，需經(jīng)常更換，不能跟蹤檢測預(yù)報等。雖然后來又開發(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、傳感器壽命短等問題。

進入20世紀(jì)90年代以來，在總結(jié)、分析紅外束管監(jiān)測系統(tǒng)存在的問題的前提下，在微機自動控制、色譜儀高精度分析、束管負壓采樣和分析成分較多等高新技術(shù)基礎(chǔ)上，開發(fā)出的具有井下任意地點的O₂、N₂、CH₄、CO、CO₂、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂ 等氣體含量實現(xiàn)24h連續(xù)循環(huán)監(jiān)測，準(zhǔn)確判定和分析煤層自然火災(zāi)的標(biāo)志性氣體，及時預(yù)測預(yù)報發(fā)火隱患程度的高技術(shù)專利的ZS32F煤礦束管監(jiān)測系統(tǒng)，不僅測定組分多，精確度高，可對煤層的自燃趨勢實施跟蹤監(jiān)測預(yù)報，且可查找、確定自燃標(biāo)志性氣體。

為了更好的幫助煤礦專業(yè)人員了解正壓與負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)測領(lǐng)域上有更好的應(yīng)用,設(shè)計了2個試驗分別測試正壓與負壓束管長度與采樣時間的關(guān)系、束管長度與穩(wěn)定采樣流量的關(guān)系;然后用2個經(jīng)驗函數(shù)擬合了2個試驗的相關(guān)數(shù)據(jù),并且根據(jù)擬合的函數(shù)對正壓與負壓束管的性能進行了比較和分析。試驗表明,正壓輸氣系統(tǒng)在相同長度下,無論采樣時間還是采樣流量都大大優(yōu)于負壓輸氣系統(tǒng)。

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

（2）在標(biāo)氣采樣流量穩(wěn)定后，正壓輸氣方式的流量是負壓輸氣方式的10~20倍，而且在長度越長時，正壓輸氣優(yōu)勢越大；

（3）在束管達到一定長度后，正壓與負壓輸氣流量將達到一個極限最小值，其中負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。

針對煤自燃預(yù)測預(yù)報時采用的負壓束管監(jiān)測系統(tǒng)存在環(huán)境空氣易漏入束管中，使所監(jiān)測到的氣體濃度和成分不能真實反映被監(jiān)測地點實際情況的問題，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，氣體在輸送過程環(huán)境氣體不可能進入束管等優(yōu)點，提出以正壓作為檢測氣體的輸送方式，研制一種正壓束管監(jiān)測系統(tǒng)。 利用不同長度的束管進行正壓輸送氣體試驗，試驗及理論計算結(jié)果表明：正壓輸送動力是負壓輸送動力的 4~3 倍，采用正壓輸送氣體不僅縮短了氣體的輸送時間，而且保證了氣體濃度不變。 正壓束管所測得的數(shù)據(jù)能夠真實反映出煤自然發(fā)火狀態(tài)。 2100433B

礦用火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)

為了更好的幫助煤礦專業(yè)人員了解正壓與負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)測領(lǐng)域上有更好的應(yīng)用,設(shè)計了2個試驗分別測試正壓與負壓束管長度與采樣時間的關(guān)系、束管長度與穩(wěn)定采樣流量的關(guān)系;然后用2個經(jīng)驗函數(shù)擬合了2個試驗的相關(guān)數(shù)據(jù),并且根據(jù)擬合的函數(shù)對正壓與負壓束管的性能進行了比較和分析。試驗表明,正壓輸氣系統(tǒng)在相同長度下,無論采樣時間還是采樣流量都大大優(yōu)于負壓輸氣系統(tǒng)。

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

（2）在標(biāo)氣采樣流量穩(wěn)定后，正壓輸氣方式的流量是負壓輸氣方式的10~20倍，而且在長度越長時，正壓輸氣優(yōu)勢越大；

（3）在束管達到一定長度后，正壓與負壓輸氣流量將達到一個極限最小值，其中負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