石嘴山矿用火灾束管监测系统

JSG9井下火灾束管监测系统测点布置方案



1、采空区测点布置
在回采工作面布置3个测点，分别布置在工作面、回风隅角、工作面回风流的位置；同时监测采面工作面各种参数变化，为分析浮煤的各个氧化阶段的温度和气体产物析出特性及变化情况。
2、采空区的监测
对采空闭内氧化阶段进行监测，具体布点根据现场实际情况确定，每个测点都安装一个采样器，每个采样器连接一路束管.
3、监测内容
井下实际监测的主要气体有O2、N2、CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2。具体的取样方法如下：
⑴针对工作面实际推进情况，每天采集一次气样；
⑵采样测试完毕后，测量工作面推进位置并做好记录；
⑶将气样由束管送至地面化验室，进行气体组分分析，分析组分包括：O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等，气样必须在内分析，以保证结果的准确性。
4、现场监测结果
现场监测时，通过采样泵将测点的气样分别带到化验室进行分析，采样周期为每天1次。采样的同时，测量两次采样间隔内工作面的推进距离。分析参数主要有O2、N2、CO2、CO、CH4、C2H6和C2H4等，监测结果如表4-3-1所示。



表4-3-1工作面采空区各测点气体监测值
5、监测数据分析：根据监测结果，对化验的指标气体分布对采空区气体变化规律进行详细的分析和阐述。

JSG9火灾束管监测系统主要设备性能参数
8.1束管色谱仪

矿井气形成
矿井瓦斯是井下有害气体的总称。这些气体中的主要成分是沼气，通常所谓矿井瓦斯，就是指沼气，是古代植物在成煤过程中，经作用，植物的纤维质分解产生CH4气体 ，及煤在高温高压的地质作用缺氧的状态下，产生一定的干馏气体，如CO，CO2，C2H2，C2H4，C2H6。痕量的H2，SO2，H2S（不检测）和矿井通风气 O2，N2组成。
矿井气的危险性
矿井瓦斯是一种无色、无味、无臭的气体。它难溶于水，扩散性比空气高。瓦斯无毒，但当浓度高时，会引起窒息。当其在空气中具有一定浓度（5％～16％），并遇到高温（650～750℃）时能引起爆炸，CO气使人员中毒，C2H2，C2H4，C2H6气会使煤层自燃。对安全生产威胁很大， 对矿井瓦斯的是不可忽视。
矿井气的监测要求
国家要求监测成份及浓度范围
成份 O2 N2 CH4 CO CO2 C2H6 C2H4 C2H2
测定范围( %) 20.9±5 78±10 0.5ppm～10 0.5ppm～0.3 1ppm～0.5 1ppm～0.3 1ppm～0.3 1ppm～0.3
仪器配置
气相色谱仪：GC-6890型. 双FID放大器，TCD，转化炉，十通阀自动进样器，三信号输出口，填充柱
四．分析原理及方法
仪器采用TCD,双FID检测器，填充柱系统，甲烷转化装置，通过十通阀自动进样，实现一次进样 分析矿井瓦斯，对：O2， N2TCD检测 由于FID对CO，CO2不响应。所以要将CO，CO2在高温下，在镍触酶催化下和H2反应转化成CH4，在FIDⅠ上检测。反应式如下：
CO＋3H2＝CH4＋H2O CO2＋4H2＝CH4＋2H2O
CH4 C2H4 C2H6 C2H2FIDⅡ检测，对仪器进行改造FID出二张谱图，TCD出一张谱图。
分析条件
恒温分析：
柱温：60℃ FID：140℃ TCD：120℃
转化炉：360℃ 桥流：120A 流速：35ml/min
进样量：1ml FID灵敏度根据样品含量高低循环自动改变
温度控制：
柱室： 室温～400℃
转化： 室温～400℃
FID检测器 ： 室温～400℃
TCD检测器： 室温～400℃
工作电压： AC 220±10％ 50HZ
工作电流： 15A
消耗功率： 2500W
热导检测器灵敏度≥5000mv•ml/mg，氢焰检测器检出限≤1.0×10-11g/s；
系统精度：≤1%
仪器使用条件
1. 电源电压：220V～±22V 50Hz±0.5Hz
2. 额定功率：≤2500W
3. 环境温度：+5°C～+35°C
4. 相对湿度：≤85%
5. 仪器安放场合不得有腐蚀性气体及有影响正常工作的电场或磁场存在，仪器安放工作台应稳固，不得有振动，离氢气瓶2m以内不得有电炉和火种。

JSG9火灾束管监测系统主要技术指标

1、煤矿在线式多组分红外气体分析仪能分析CO、CO2、CH4、O2、N2等自然发火指标气体。精度和量程分别为：
(1)CO小检测浓度0.1ppm， 量程0 ~1000ppm
(2)CH4小检测浓度0.1ppm， 量程：0~
(3)CO2小检测浓度0.1ppm， 量程：0~35%CO2。
(4) O2小检测浓度0.01%，   量程：0~25%。
2、GC6890A煤矿气相色谱仪分析一次进样O2、N2，CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO2八种气体，小检测浓度0.1ppm，量程：0~。
3、系统监测路数
1）控制束管监测路数：8-60路（可扩充）；
2）束管传输流量自动显示：8-60路（可扩充）；
3）运行时间：可实现无人职守长期运行，连续监测；也可根据需要进行人工设定；
4）实现较长距离地点（30km）的采样。
4、运行环境条件
     1．安装地点：    矿井地面、井下
2．海拔高度：    地面+1300~+1500m，井下+850~+1380m
     3．安装环境：    多尘、潮湿，煤尘具有爆炸性
4．环境温度：    地面-28℃~45℃，井下2℃~40℃
5．湿度：        90%
6．耐震能力：    按7度震区设防；

JSG9矿井火灾束管监测系统组成

1.井下束管部分：由粉尘过滤器、单管、分路箱(含滤水器)、束管等组成，其作用是运载井下气体。
2.采样控制部分：由输出控制接口板、电磁阀驱动电路、采样泵等组成，它们各自装在微机和控制柜内。其作用是按规定的顺序和时间将气体送入分析仪器中。
3.气体预处理部分：由过滤器、冷凝器和流量计等部分组成，其作用是把处理合格的样气送入分析仪器中。
4.气体分析部分： 由束管气相色谱仪，，在线式多组分红外检测仪，输入输出接口、氮氢空一体机（载气气源）等部分组成。
5.数据采样部分： 由数据采样接口板、采样程序组成。用以采集气体分析仪传来的数据，并进行数据预处理。
6.数据分析部分： 由测控软件内的数据分析、图形显示、谱图检测、计算结果等部分组成。通过分析将采样数据形成分析报告及谱图。
7.打印输出部分：由打印机及检测软件中的打印控制部分组成。用以输出所有的分析报告、图表等。
8.抽气泵部分：真空泵。把井下各个测点的气体抽到气体分析室。

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