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JSG8煤矿自燃发火束管监测技术

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一、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。对井下任意地点的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等气体含量实现24小时连续循环监测,经过对自然火灾标志气体的确定和分析,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。系统在地面设监测、分析中心,并通过束管采集工作面的气体,用抽气泵抽至地面监测室进行分析。

二、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: 由多组分红外气体分析仪,束管专用气相色谱仪,专用输入输出接口、氢气发生器,空气发生器(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:无油无水真空泵。把井下各个测点的气体抽到气体分析室。

三、主要功能

l、微机自动控制, 24 小时在线监测,实现无人值守;

   2、自动设置参数,每次进入系统均按上一次修改的最新参数设置;

3、可建立气样数据库,通过系统自动求出或输入的组份表;

4、自动输出每路束管气体的分析结果。在微机控制下,每一路数据分析完成后,可根据要求自动将结果输出到打印机;

   5、独特的数据库分析功能。在束管监测下,系统自动将分析数据存入数据库,并可用数据库分析某一采样点的气体含量在一段时间内的变化趋势,可用图形方式表现,非常直观;

   6、具有气含量超限自动报警功能;

 7分析控制软件的主要功能:

〔1〕控制软件全中文菜单及窗口提示,人机界面友好,可操作性强,实用性强,软件界面全鼠标操作,简单易用,符合煤矿特点。

〔2〕自动控制监测方式:能将井下个监测点气体通过束管自动输入色谱仪进行监测、显示、储存和打印检测结果,上一个循环检测结束下一个循环自动开始。

〔3〕监测控制检测方式:人工分析,手动控制色谱仪可进行试验室分析,自动分析,束管自动循环监测。

〔4〕检测定量方法:程序分段控制能力、面积基准、峰高基准、一般外标法、外标归一法。

〔5〕检测基准设定:检测基准参数设定有自动设置和手动设置两种方式。

〔6〕各检测点趋势分析:检测数据除能以日报表输出外,还能将历史数据以月报标及趋势曲线的形式输出。

〔7〕自动报警功能:检测气体成分超限时工作站发出报警声,同时报警提示行以醒目的颜色显示报警信息数据。

〔8〕报表功能:既有正常检测分析数据、谱图报表及日报、月报,又有束管检测分析数据、谱图标标及日报、月报,还有气体含量变化趋势分析曲线报表等。

分析速度:全自动分析,1-2分钟内分析完成一路进样。

〔9〕色谱分析:专用色谱柱和预柱系统,满足煤矿气体常量、微量组分和无机、有机组分全分析的特定需要。实现煤矿气体全组分的自动分析,含矿井空气、火灾气体、瓦斯爆炸气体的常量(%浓度)及微量(ppm浓度)组分的分析。

常量:O2、N2

微量:CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO2

1、分析速度:

色谱监测仪一次进样5分钟内完成矿井瓦斯爆炸气体常量O2、N2等和火灾气体微量CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO2等组分的分析。一次进样完成瓦斯爆炸气体全组分分析和爆炸危险程度判别。

2、热导检测器灵敏度:S≥5000mv.ml/mg,氢焰检测器检出限:M≤1.0×10-11g/s

3、安全和长寿命:有预柱装置,有效防止三根分析柱被污染,使得H2S等有害有毒气体不受干扰,不影响使用寿命和分析精确度,并能确保整套仪器长期不间断工作。

4、自动/手动转换功能:手动(球胆取样)和自动进样可选,检测点可设。

四、系统主要技术指标

1、 GC6890A煤矿专用气相色谱仪分析一次进样O2、N2,CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO2八种气体,最小检测浓度0.1ppm,量程:0~100%。

2、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,24小时连续监测;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。

五、系统的特点和技术优势

1、特点:

1)该系统设计合理、技术先进,是微机自动控制、色谱仪分析、束管负压采样等三项高新技术的新产品。具有精度高、准确可靠。色谱仪正常分析≤0。1%,微量分析≤0。1PPM,满足了安全生产的需要和《煤矿安全规程》规定。

2)色谱仪独特的自编程功能,色谱仪在检测高低浓度相差很大气体(例如:CO、CO2、CH4从1ppm到99%以上)时,可通过编制色谱仪的时间程序来一次得到结果而不受某种气体浓度的影响,这是国内其它色谱仪无法实现的。

3)独立的色谱柱:在检测高浓度的CH4、CO2时,柱效高且稳定,柱寿命在三年以上。

4)分析气体种类多, 能够符合煤矿自然火灾综合多参数标志气体的选择,满足了《煤矿安全规程》规定要求。对自然火灾早期预报提供了可靠的科学依据。

5)工作效率高,可连续循环监测,自动采样节省了大量的人力、物力,降低了劳动强度。

6)系统整体结构合理,微机、气相专用色谱仪、采样柜等,主体部分在地面室内,安全可靠、操作简单、维修方便。不受井下各种不安全因素及条件的干扰。

7)该系统特别适用于采空区、巷道高顶、封闭火区地点的监测,为火区启封提供依据。对综采放顶工作面的采空区注氮进行监测, 为注氮数量及注氮质量提供依据。

8)具有束管抽气流量显示功能,直观地反应每路束管气体流量,并可方便调节控制它。

2、技术优势

1)分析用时短,JSG8系统采用三通道气象色谱仪,一次进样检测最短仅需5分钟。

2)JSG8系统选用了国内先进的气相色谱仪进行气体分析,该色谱仪是由鲁南分析仪器厂生产,其主要部件是进口配件,质量可靠,性能先进、稳定、分析精度高,常量分析小于0。1%,微量分析小于0。1PPM 。并具用多种保护功能如:TCD断气保护、过温保护等;也可同时储存四种分析方法,方便随时调用; 

3)系统所选用的色谱仪具有独特的编程功能(检测器量程和衰减时间编程)和自检功能。当检测高浓度气体时,可以通过编制色谱仪的程序和其他气体同时监测而不受某种气体浓度高低的影响,成功的解决了双氢焰检测器带来的噪声问题,国内其它色谱仪需要多次重复进样才能检测,所用时间长。JSG8系统选用的色谱仪如出现问题,可通过色谱仪自身的自检功能查找所出现的问题并解决。

4)该色谱仪具有阀的自动切换和两个检测信号自动切换功能,可实现自动分析;

5)该色谱仪选用两种取样方式:自动和手动取样,两种进样器可选择安装;

6)JSG8系统具有强大的数据库功能。可通过查找数据库的历史记录,对火灾和瓦斯爆炸危险程度进行正确的判断,从而达到更好的预测预报功能。

7)监测距离

JSG8系统,监测距离可达到30KM,监测路数可达60路,满足了不同矿井的需要。

8)用于氮气灭火

JSG8系统因能监测N2指标,能够提供氮气灭火效果的技术数据

9)联网功能,可实现和调度中心数据联网。 

六、施工组织设计

  第一、 面主系统安装

、地面机房平面布置

1、地面机房总面积为15平方米以上

2、室内设备安装、摆放的质量要求如下∶

1) 检测室内要配备空调,无煤尘, 干净整洁;

2)摆放仪器的桌面要平整,无震动;

3)电源不要同大功率的电器设备同接,无干扰;

4)仪器要按所要求的位置摆放, 摆放要整齐,连接线要整齐规范;

5) 检测完后仪器要用防尘罩盖住,要保持仪器整洁无灰尘。

、电源配置∶

主系统供电220∨。接地线单独接地,接地电阻≤3Ω。

注意∶稳压电源火线零线不要反接.

、抽气泵安装∶

抽气泵安装工程质量要求∶

抽气管路要保持无漏气。

第二、束管安装(样本)

、井筒束管的布置和安装∶

布置方案

①选定一工作面在进回风顺槽按一定间距布置束管采样器,测定采空区范围大约距工作面150m左右,约50m设一个测点,保持采空区内部进、回风侧各三个探头,上下顺槽同时观测,待距工作面最远测点进入采空区150m后,即可结束观测,测点布置如图(1)  


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