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1、精选word文档 下载可编辑佳峰煤矿束管监测系统升级改造方案煤自然过程可分为三个阶段，即潜伏期、自热期和燃烧期。潜伏期通常无显著征兆，自热期煤氧化速度加紧，空气中氧含量降低而C0、CO2含量增高，空气温度升高，这是我们进行早期预报和采取预防性方法良好机会。而燃烧期时氧化速度急剧加紧，空气和煤温显著增高，产生大量可燃气体。正因为对煤炭自然过程三个阶段及其表现特征有较清楚认识和了解，完全能够采取部分监测设备和手段对煤层标志性气体进行分析，做到早期预报，从而达成“防患于未然”目标。所以，采取束管监测系统对自燃发怒标志气体分析，立即估计预报煤层自燃发怒情况，成为了矿井预防自燃发怒关键手段。简述束管系统
2、发展历程什么是束管监测系统：就是把直径mm或mm聚乙烯管多根扎在一起，外层包裹阻燃抗静电材料，从地面一直铺设到井下监测点，用抽气泵把测点气体抽到地面并送到气体分析设备进行检测。这种方法和技术适适用于煤矿自然发怒估计预报。第一代束管监测系统：八十年代中国引进了这种方法和技术，由当初抚顺煤研所研制了这种设备，并在兖州矿务局兴隆庄煤矿和南屯煤矿首先使用。当初束管监测系统使用气体分析设备是由佛山分析仪器厂生产红外线气体分析仪和磁导式氧气分析仪，分析指标气体是一氧化碳，二氧化碳，甲烷和氧气。使用过程中发觉稳定性差，尤其是分析微量气体红外线一氧化碳分析仪不仅不稳定，而且受到甲烷和二氧化碳气体影响（气体交叉
3、干扰）使分析数据不正确。分析氧气磁导式氧气分析仪对气体流量稳定性要求高，而束管系统管路长短不一样，管路阻力不一样使气体流量不一样，造成磁导式氧气分析仪分析数据误差较大。这些原因存在使当初束管监测系统使用效果不好。第二代束管监测系统：以气相色谱仪为关键分析仪器束管监测系统。气相色谱仪是利用一些材料对不一样气体吸附和解吸特征，即分离原理制成气体分析设备。配置不一样原理检测器，可分析煤矿自然发怒全部指标气体，而且分析精度高（对C2H4，C2H6，C2H2，C3H8最小检测浓度可达成0.1ppm）。气相色谱仪缺点是设备操作复杂，对操作人员素质要求高；设备准备时间长，从开机到能够工作要2小时左右；天天开
4、机全部要作标准气体组分表以确保其分析正确性；分析速度慢，作一个气样全分析要8-10分钟左右；气相色谱仪工作参数（温度，气体压力，流量，色谱柱状态等）发生微小改变全部使结果产生误差，需要常常进行校正；井下测点不一样，气体浓度改变范围很大，高浓度气体使色谱仪产生严重拖尾。因为一般气相色谱仪不适合长久连续工作，由气相色谱仪组成束管监测系统并不是真正意义上“监测系统”。第三代束管监测系统：红外线和色谱仪结合分析气体模式。煤矿使用色谱仪分析气体成份为CO,CO2,CH4,C2H2,C2H6,C2H4,O2,N2等,色谱仪分析CO,CO2,CH4，O2,N2难度很大，要求高，且很不稳定。但分析碳氢化合物相
5、对来说很轻易。因为C2H4,C2H6,C2H2出峰很稳定，对流量比要求不高。通常来说，只关键点火成功以后，最快在分钟就能够顺利得出C2H4,C2H6,C2H2这三种气体分析结果。德国进口不分光原理红外线分析仪能够同时分析CO,CO2,CH4和O2四种气体,分析一个气样时间为1-2分钟，气体之间交叉影响基础为零,稳定性和可靠性很高。由以上两种设备结合而成束管监测系统含有分析指标气体全，分析速度快，可长久连续运行优点。它成功地克服了以气相色谱仪为分析设备束管监测系统缺点，发扬了以红外线气体分析仪为分析设备束管监测系统优势，是一个现在最完善束管监测系统。二、佳峰煤矿束管监测系统针对采空区等人员无法进
6、入地点，气样采集现在最常见是矿井自燃火灾束管监测系统，该系统由束管采样系统和气体分析中心组成。1.束管监测系统选择依据束管采样方法不一样，分为地面固定式和井下移动式。地面固定式是整个采样系统全部设置在地面，经过束管将气体直接抽至地面，利用气相色谱仪连续分析气体组分和浓度；井下移动式是在井下监测点周围设置采样系统，人工采样后送至地面气相色谱仪分析。地面固定式含有连续、在线监测采空区气体成份，系统安装、运行、安全稳定并可实现数据共享等优点；井下移动式含有体积小、重量轻、管路短、维护轻易等优点，但不能对井下气体进行连续监测。结合佳峰煤矿实际情况，设计矿井防灭火选择本矿井已经有一套KYSC-1型井下移
7、动式火灾气体束管采样系统，以实现对井下煤层自然发怒情况监测、监控。同时在地面设置有GC-950型煤矿专用色谱分析系统进行采空区气体监测和成份分析。2. KYSC-1型井下移动式火灾气体束管采样系统本矿井现已经有KYSC-1型井下移动式火灾气体束管采样系统。该套系统可用于在井下对关键危险区域进行现场实时采样，多个密闭集中采样，现场和试验室分析，监测火灾气体成份改变，为煤层自燃估计预报提供了有效手段，为分析煤层发怒情况及其改变趋势提供了依据。系统由安装在井下管缆及接管箱、储水器、粉尘过滤器等附件。检测点设在采空区、密闭区、运输巷道及掘进巷道。三、束管监测系统存在问题佳峰煤矿束管监测系统，存在以下缺
8、点或问题:1. 气相色谱仪故障率高，分析精度低2. 气相色谱仪气路故障时,调整比较复杂，对操作人员技术水平要求高;3. 5A色谱柱需常常老化，影响正常使用;4. 色谱仪稳定时间长，每710天需进行校正，从开机到能使用通常要2小时左右;5. 分析一个气样要十几分钟左右;6. 真空抽气泵噪音大;7. 以上决定了系统不含有在线使用功效。由以上原因，束管监测系统常常不能正常使用，影响了自然发怒估计预报和煤矿防灭火工作。四、束管监测系统新技术鉴于由气相色谱仪组成束管监测系统存在以上缺点和通病，矿务会研究决定选择以红外线气体分析仪和气相色谱仪两种分析设备组成束管监测系统，不仅克服了以上所列缺点，而且实现束
9、管监测真正在线使用:1. 红外线气体分析仪分析CO、CO2、CH4和O2; 气相色谱仪分析C2H4，C2H6，C2H2和C3H8，两个分析设备由一套软件控制，数据合成一个报表。2. 3分钟完成一个气样全分析;3. 气相色谱仪7-10天校正一次，不需老化色谱柱;4. 系统开机5分钟即可正常使用;5. 操作人员摆脱了繁琐低效工作;6. 由进口真空泵组成抽气泵站抽气距离长，噪音低，无油无水，安全环境保护;7. 前置4路球胆进样口，方便人工采样分析;8. 含有微机控制配气功效，可高精度成百分比稀释标准气体和样品气体。9. 系统可长久不间断运行。这种模式束管监测系统，高稳定高可靠性。五、升级改造内容1、
10、井下管路部分不动;2、增加红外线气体分析仪;3、改造色谱仪和机柜连接，经过机柜控制色谱仪自动进样，自动采样，自动分析4、 更换系统控制柜;5、 更换系统数据工作站和系统软件;6、 更换抽气泵7、不需要氮气作载气，氢气既可做燃烧气也可做载气六、系统改造后可实现关键指标1.能分析CO，CO2，CH4，O2，C2H4，C2H6，C2H2，C3H8，N2等九种预报自然发怒指标气体(N2 由计算得出)。CO 最小分辨率为1 ppm; 量程:0-1%CH4最小分辨率为0.01% ,量程为0-25% CH4 .CO2最小分辨率为0.01% ,量程为0-25% CO2 .O2最小分辨率为0.01% , 量程为0-25% O2 .C2H4 ,C2H6，C2H2 , C3H8最小分辨率均为0.1 ppm.2.可移动抽气泵站无油，不需冷却水，低噪音，不需专用泵房，抽气距离可达20公里。3、系统能无人职守长久连续运行.4.配置12路束管接口和4路前置球胆采样进样口。系统自动巡回 分析12路束管接口和4路前置球胆进样口气样。分析一路气样时间小于3分钟.5.分析数据、报表、趋势曲线等自动生成，并可进行网络传输。附：束管监测系统分析模式对比表20XX年6月6日
