東河煤礦束管監測系統方案
一、概述
東河煤礦處於呂梁山南部，蒲縣東部山地，海拔高程一般在1350～1500m左右，煤層賦存1210--1300m，埋藏深度在100～200m，礦井現開採2#煤層，平均煤厚1.79m，屬於易選、低灰、低硫、低磷、高熱值的優質1/3焦煤，主要用於煉焦配煤。原煤水分1.
3—3％、灰分9.44％、揮發分為35.56％、硫分為0.
63％、吸氧量0.66cm3/g。
礦井通風方式為混合式，總進風量4823m3/min，總回風量5106m3/min。回採面採用後退式開採、u型通風，配風量一般在600 m3/min 。2023年8月，由臨汾市煤炭安全檢測檢驗中心鑑定，年度瓦斯等級鑑定結果為：
絕對瓦斯湧出量6.49m3/min，相對瓦斯湧出量4.85m3/t，二氧化碳絕對湧出量3.
77m3/min，相對湧出量2.70m3/min，為低瓦斯礦井，現開採的 2#煤層為ⅱ級自燃煤層，且具有**性。
礦區邊界附近小窯遍布，曾多次與小窯貫通，雖已做了許多密閉工程，但仍然存在有向工作面採空區漏風的傾向，這樣就增加了自燃危險性，從而對安全生產造成極大的威脅。因此，如何有效的預防煤層自燃發火，成為了我礦防滅火工作的首要問題。
二、防止自燃發火方法
1、預防性灌漿
預防性灌漿是防止自燃發火效果較為明顯和應用較廣泛的一項措施，就是將水、漿材按適當配比，製成一定濃度的漿液，借助輸漿管路送往可能發生自燃的採空區以防止自燃火災的發生。其作用，一是隔氧，二是散熱。漿液流入採空區後，固體物沉澱，充填於浮煤縫隙之間，形成斷絕漏風的隔離帶，同時，對已經自熱的煤炭有冷卻散熱的作用。
2、均壓技術防滅火
均壓防滅火的實質是通過設定調壓設施或調整通風系統，改變井下巷道空氣壓力的分布狀態，盡可能減少或消除漏風通道兩端的風壓差，從而達到減少或消除漏風、抑制煤炭自燃發火乃至滅火的目的。
均壓防滅火是一項經濟、實用、效果較好，技術含量較高的防滅火手段與措施。調壓設施的位置與質量、均壓引數的選用與控制以及實施過程中技術措施的安排與應用等，都關係到均壓技術的成敗。這是一項較為複雜的技術管理工作。
3、噴灑阻化劑
一些無機鹽類化合物如氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉、三氧化鋁以及水玻璃等溶液噴灑在煤體上，有著阻化和延緩煤炭氧化的作用，故稱阻化劑。在某些地點或部位上噴灑或注入阻化劑可以達到防止和降級自燃發火機率的目的。
三、束管監測系統的選擇原因
煤的自然過程可分為三個階段，即潛伏期、自熱期和燃燒期。潛伏期一般無明顯徵兆；自熱期煤的氧化速度加快，空氣中的氧含量減少而co、co2含量增高，空氣溫度公升高，這是我們進行早期預報和採取預防性措施的良好機會。而燃燒期時氧化速度急劇加快，空氣和煤溫顯著增高，產生大量可燃氣體。
正因為對煤炭自然過程的三個階段及其表現特徵有較清楚的認識與了解，完全可以採取一些監測裝置和手段對煤層標誌性氣體進行分析，做到早期預報，從而達到「防患於未然」的目的。因此，採用束管監測系統對自燃發火標誌氣體分析，及時**預報煤層自燃發火狀況，成為了礦井防止自燃發火的重要手段。
四、具體方案
方案一：採用sg-2003型礦井自燃火災束管檢測系統。
sg-2003型礦井自燃火災束管檢測系統是利用真空幫浦和一束多芯的塑料管纜遠距離的抽取監測地點的氣樣，利用專用氣相色譜儀連續分析，實時測定各測點的氣體組成濃度，同時可以對監測地點煤自燃過程中標誌氣體濃度超值時發出警報的成套裝置。
（1）、系統組成
主要由地面氣體分析中心和井下束管取樣系統組成。
井下取樣管路設施系統：取樣管、管纜、管路附件（濾塵器、儲/放水器、分路箱）
地面氣體分析中心（真空抽氣幫浦、氣體取樣控制櫃、gc-4085型專用氣相色譜儀、資料處理工作站、專用瓦斯**危險程度判別軟體等）
（2）、束管監測系統工作原理
系統工作時，啟動抽氣幫浦，束管內形成負壓，井下外部的壓力大於束管內的壓力，使井下氣體被吸入束管，到達井上的電磁閥前並處於等待檢測狀態。氣相色譜儀達到穩定工作狀態後，微機通過控制介面板輸出乙個開關量給驅動電路，驅動電路的繼電器吸合，接通某一束管的電磁閥，該路束管的氣體被送入色譜儀中，由色譜儀開始分析。色譜儀的分析結果被送到微機內的資料取樣介面板上，經過訊號放大，模數轉換，然後由分析軟體進行處理，形成譜圖和分析結果，分別在螢幕和印表機上輸出
（3）、測點布置：井下共安設7個測點，回風立井、西回風大巷測風站、東回風大巷測風站、三採回風下山測風站、2209綜採工作面上隅角、採空區、回風巷測風站。
（4）、標誌氣體種類
co、o2、n2、co2、ch4、c2h4、c2h6、c2h2、c3h8、c4h10等
（5）、監測的操作程式：
開機監測：開啟迴圈水幫浦→開啟抽氣幫浦→分析儀電源→放大器電源→儀器調零→啟動微機進入監測程式→開啟測量按鈕→報表列印
（6）、資料反饋
根據系統監控資料，由系統自動生成或手工每天在座標紙上描繪出各指標氣體濃度的變化趨勢曲線圖，連同監測資料包表報礦長、總工審閱簽字。每天對井下各測點的氣體變化情況進行分析，每月至少總結一次，發現問題及時向總工程師、通風區長匯報，以便採取措施處理。
（7）系統優缺點
優點：系統能實時監測氣體成分，早期預防，安全係數高。
缺點：系統投資費用相對較大，安裝、維護工作較多。
方案二：通過人工對可疑自燃發火地點氣體取樣，選用gc-4085型礦井氣體多點引數色譜自動分析儀，進行不定期分析。
採集過程為人工手持氣囊對可疑自燃發火地點進行氣體採集，再回到地面分析中心進行分析。其它操作過程均與方案一相同
優點：投資少，維護簡單。
缺點：不能實時監測氣體成分，採空區等地點人工無法到達，安全係數低。
五、結束語
通過建立礦井束管監測系統，能夠通過束管取樣分析礦井採空區、密閉區、巷道中的co、co2、ch4等氣體的濃度，經過測定分析及時預報，為煤礦自燃火災和瓦斯監控工作提供科學依據。同時能主動監測預報井下氣體及自燃火災隱患，使得煤礦安全綜合防治由被動變為主動，井下安全防治工作可實現「對症下藥」，避免了缺乏科學資料、盲目治理的弊端，既為煤礦科學管理提供保障，又為煤礦節約了經濟成本，意義重大。
礦山管理人員可以通過該系統掌握各地點氣體的資料來了解礦井的狀況，特別是井下人員無法進入的區域（如採空區等），它具有其它監測手段無法替代的優點，是採空區內因火災早期預報的有效技術途徑。同時礦山管理人員還可以偵測出早期自燃發火、**的氣體指標，以便有效地控制潛在的煤礦自燃發火和**風險，為煤礦自燃火災和礦井瓦斯事故的防治工作提供科學依據，從而對礦井的井下瓦斯、通風系統做到最好的管理，降低了礦井火災和瓦斯**發生的機率，從而減少礦井安全事故。
因此，選用方案一較為合適。同時，對井下不經常檢測的地點，為節省投資可以不輔設束管，由人工取樣，手動進樣色譜儀進行檢測，檢測結果在微機顯示、貯存和列印。
具體設計安裝、除錯工作由廠家到礦現場實地勘察後，與礦方研究決定。
太原煤氣化東河煤礦
通風區2023年6月23日
煤礦束管監測系統管理制度
第一章總則 第一條為加強灣圖溝煤礦束管監測系統的管理，確保發揮系統監測預防功能，保障煤礦安全生產，依據國家有關法律法規和 煤礦安全規程 煤礦安全質量標準化標準 等行業標準及地區煤炭管理部門有關檔案要求，特制定本制度。第二條本制度適用於灣圖溝煤礦。第三條煤礦裝備束管監測系統，同時必須加強束管監測系統管...
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