礦用火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)礦用束管正壓與負(fù)壓輸氣研究

礦用鎧裝束管是為適應(yīng)井下復(fù)雜使用環(huán)境所研制，由護(hù)套、鎧裝鋼帶、外層繞布、內(nèi)層繞布、芯管組成。具有抗沖擊和抗拉伸的能力，保障束管的氣密性、通暢性、和抗腐蝕性，可為煤礦自燃火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供純正的被測(cè)氣體，解決束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)不準(zhǔn)的問(wèn)題。

為確保礦井安全生產(chǎn)，需設(shè)一套火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)井下重點(diǎn)區(qū)域的氣體成份進(jìn)行分析、判斷、預(yù)測(cè)，為提前的干預(yù)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

該系統(tǒng)廣泛適用于大、中、小各類(lèi)煤礦自然火災(zāi)預(yù)報(bào)和防治工作。對(duì)井下重點(diǎn)區(qū)域的CO、CO2、CH4、O2等氣體濃度通過(guò)紅外分析儀進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)循環(huán)監(jiān)測(cè)分析，C2H6、C2H4、C2H2、H2、N2等氣體的濃度通過(guò)氣相色譜儀進(jìn)行采樣分析，經(jīng)過(guò)對(duì)自燃火災(zāi)標(biāo)志氣體的確定和分析，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)。

第一:實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下自燃標(biāo)志氣體的連續(xù)、在線(xiàn)分析。

礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)礦山各重點(diǎn)區(qū)域的CO、CO2、CH4、O2濃度通過(guò)紅外分析儀進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)循環(huán)監(jiān)測(cè)分析，C2H6、C2H4、C2H2、H2、N2等氣體的濃度通過(guò)氣相色譜儀進(jìn)行采樣分析，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果和采樣氣體組分存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，以報(bào)表、曲線(xiàn)、爆炸三角形、爆炸趨勢(shì)四方圖等形式在網(wǎng)上實(shí)時(shí)發(fā)布。

第二:系統(tǒng)采用適合煤礦使用的礦井氣體在線(xiàn)式紅外分析儀為核心的礦山氣

體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

1. 紅外分析儀的檢測(cè)器均從德國(guó)進(jìn)口。

2. 為適應(yīng)寬量程高精度的要求(一氧化碳0-1000ppm;甲烷0-100%)，一氧化碳和甲烷均采用高低量程雙檢測(cè)器(一氧化碳0-50ppm、0-1000ppm;甲烷0-5%、0-100%)，以滿(mǎn)足測(cè)量范圍的高低端要求。

3. 氧氣采用高性能的熱磁氧分析儀進(jìn)行測(cè)量。

4. 分析儀的校準(zhǔn)由電腦控制自動(dòng)完成標(biāo)氣的進(jìn)樣、切換、測(cè)量、計(jì)算等整個(gè)過(guò)程。

5. 整體性能優(yōu)于西門(mén)子的四合一分析儀，西門(mén)子的四合一分析儀為單量程，氧氣采用電化學(xué)傳感器，目前的分析儀最高精度為滿(mǎn)量程的±1.5%~±2.5%，0-1000ppm量程的一氧化碳誤差會(huì)達(dá)到±15~±25ppm，0-100%量程的甲烷誤差會(huì)達(dá)到±1.5~±2.5%甲烷,無(wú)法達(dá)到礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)的要求(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求0-20ppm一氧化碳誤差為±2ppm，0-1%甲烷誤差為±0.1%甲烷)。而氧電化學(xué)傳感器的性能也無(wú)法達(dá)到礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)的要求(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求使用順磁氧分析儀，電化學(xué)傳感器在缺氧時(shí)會(huì)失效損壞)。

第三:系統(tǒng)采用先進(jìn)可靠的樣品采集裝置。

1.系統(tǒng)的氣體分路及采樣、分析部件采用4U的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，配置靈活，擴(kuò)充方便，通用的接口，智能化設(shè)計(jì)，維護(hù)簡(jiǎn)單。

2.獨(dú)立的管路壓力及流量監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)每根管路的泄漏情況，便于對(duì)井下束管的維護(hù)管理。

3. 電磁閥、流量計(jì)及壓力測(cè)量等關(guān)鍵部件均從美國(guó)進(jìn)口。

4.系統(tǒng)的抽氣采用德國(guó)進(jìn)口的無(wú)油、無(wú)水、體積小、便于安裝、免維護(hù)的干式真空泵，可以通過(guò)系統(tǒng)軟件控制其開(kāi)停，停電后可由UPS供電，繼續(xù)連續(xù)工作4小時(shí)。

5.系統(tǒng)的抽氣真空泵、采樣泵，采樣、分析、系統(tǒng)校準(zhǔn)、管路清洗等工作均可通過(guò)電腦控制自動(dòng)或人工操作完成，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制。

6.具有完善的氣路阻火設(shè)計(jì)，系統(tǒng)更加安全。(如沒(méi)有此設(shè)計(jì)，則會(huì)很危險(xiǎn))

第四:系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)保存、報(bào)警并以報(bào)表、曲線(xiàn)、爆炸三角形等形式查詢(xún)外，還具備如下特有功能:

1.系統(tǒng)提供的氣體爆炸危險(xiǎn)趨勢(shì)四方圖，用于判斷混合氣體在成分變化的過(guò)程中爆炸危險(xiǎn)性的趨勢(shì)，從而為判斷其爆炸危險(xiǎn)性提供方便的工具。

2.系統(tǒng)提供的Graham's Ration指數(shù)也稱(chēng)CO指數(shù)(ICO)，分析煤在自燃發(fā)火過(guò)程中，氧化產(chǎn)生的一氧化碳與氧耗量之比(CO/△O2)，該值與氧化源溫度及氧化時(shí)間成正比，反映燃料氧化反應(yīng)狀況。

3.系統(tǒng)提供的特里克特比率(瓊斯-特里克特比率) Tr，是一種剔除無(wú)效氣樣，避免錯(cuò)誤判斷的有力工具，增加了系統(tǒng)的可靠性。它主要根據(jù)火災(zāi)生成氣體的濃度之間有一定的相互依存比例來(lái)確定的。當(dāng)比例不正常時(shí)，意味著氣樣受到某種干擾而無(wú)效。當(dāng)氣樣的Tr超過(guò)1.6時(shí)，該氣樣不予考慮。若火災(zāi)的主要燃料是煤，Tr大于1的氣樣就值得懷疑。

4.系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程監(jiān)控及數(shù)據(jù)網(wǎng)上實(shí)時(shí)發(fā)布功能。