束管监测系统

用于防治矿井瓦斯事故的系统

为确保矿井安全生产，井下环境监测需设一套束管监测系统，主要利用色谱分析技术对井下气体成份的分析，实现CO、CO2、CH4、O2、N2（计算值）等气体含量的24小时在线连续监测，对其含量变化情况进行预测。

简介

系统采用高精度、低漂移的煤矿专用气相色谱仪，能够在早期监测到自燃的临界点。

束管监测点设在回采工作面。

煤矿自燃火灾束管监测系统说明

用途

该系统广泛适用于大、中、小各类煤矿自然火灾预报和防治工作。利用气相色谱技术对井下监测地点的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等气体含量实现24小时连续循环监测，经过对自然发火标志气体的分析，及时预测预报发火点的温度变化，为煤矿自然火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供科学依据。

组成

主要有粉尘过滤器、单管、束管、水蒸气过滤器、分路箱、抽气泵、气体采样控制柜、监控电脑、束管专用色谱仪、打印输出设备、网卡、系统软件等组成。

主要功能

1.束管负压采样（目前已研发出正压输气采样技术）、色谱分析，无需任何电化学传感器；

2.自然火灾预报功能：通过对气体的分析，及时准确的预测火源温度变化情况；

3.系统自动控制24小时在线监测；

4.输出功能齐全：产生正常分析、束管分析、趋势分析报表及趋势图等11种图表；

5.具有气体含量超限自动报警功能；

6.数据库记录个数无限制，对历史数据进行分析比较；

7.具有联网功能：实现分析数据共享，为领导决策提供依据，并可实现与矿井安全监控系统联网。

8.色谱仪自编程功能。

9.火灾瓦斯爆炸危险程度的判别。

10.井下管路最大采样距离30公里。

主要技术参数

1.控制束管监测路束：12-30路（可扩充）；

2.运行时间：24小时连续监测或人工设定；

3.分析气体成分：CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2、O2、N2等。

4.色谱仪检测限≤0.1PPM；

5.系统误差≤1.5%；

运行环境

1.电源：220V±5%，380V±10% 50Hz交流电；

2.总功率：≤2.5KW（不含抽气泵）；

3.温度：10-35℃；

4.相对温度≤90%；

5.微机：P4以上原装机或工控机。

国内发展历程

20世纪80年代初,我国研制成功并应用了束管监测煤层自然发火系统,对煤层自燃隐患预测预报的效果较好。我国最先应用的红外束管监测系统有KHY-1、KHY-2型和ASZ型等。因它们是为大型矿井监测设计的，全套设备复杂，管理技术要求较高，装备费用较昂贵。并且，系统对煤层自燃隐患的各种标志性气体分析精度相对较低，传感器元件寿命短，需经常更换，不能跟踪检测预报等。虽然后来又开发出适用于小型矿井的KHY-3型，但同样存在系统分析精度较低、传感器寿命短等问题。

进入20世纪90年代以来，在总结、分析红外束管监测系统存在的问题的前提下，在微机自动控制、色谱仪高精度分析、束管负压采样和分析成分较多等高新技术基础上，开发出的具有井下任意地点的O2、N2、CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2 等气体含量实现24h连续循环监测，准确判定和分析煤层自然火灾的标志性气体，及时预测预报发火隐患程度的高技术专利的ZS32F煤矿束管监测系统，不仅测定组分多，精确度高，可对煤层的自燃趋势实施跟踪监测预报，且可查找、确定自燃标志性气体。

输气研究

矿用束管正压与负压输气研究

为了更好的帮助煤矿专业人员了解正压与负压束管在气体采样方面的基本性能,从而可以在煤矿自燃火灾监测领域上有更好的应用,设计了2个试验分别测试正压与负压束管长度与采样时间的关系、束管长度与稳定采样流量的关系;然后用2个经验函数拟合了2个试验的相关数据,并且根据拟合的函数对正压与负压束管的性能进行了比较和分析。试验表明,正压输气系统在相同长度下,无论采样时间还是采样流量都大大优于负压输气系统。

（1）正压输气的方式是在井下样气的采集速度上优于负压输气方式，而且随着束管长度的增加，正压输气的优势越大；

（2）在标气采样流量稳定后，正压输气方式的流量是负压输气方式的10~20倍，而且在长度越长时，正压输气优势越大；

（3）在束管达到一定长度后，正压与负压输气流量将达到一个极限最小值，其中负压输气方式的流量将不能满足一些气体分析仪器的最低流量要求。

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