一、用途
該系統(tǒng)廣泛適用于大、中、小各類煤礦自然火災(zāi)預(yù)報(bào)和防治工作。對(duì)井下任意地點(diǎn)的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等氣體含量實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)循環(huán)監(jiān)測(cè),經(jīng)過對(duì)自然火災(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)。系統(tǒng)在地面設(shè)監(jiān)測(cè)、分析中心,并通過束管采集工作面的氣體,用抽氣泵抽至地面監(jiān)測(cè)室進(jìn)行分析。
二、系統(tǒng)組成
1.井下束管部分:由粉塵過濾器、單管、分路箱(含濾水器)、束管等組成,其作用是運(yùn)載井下氣體。
2.采樣控制部分:由輸出控制接口板、電磁閥驅(qū)動(dòng)電路、采樣泵等組成,它們各自裝在微機(jī)和控制柜內(nèi)。其作用是按規(guī)定的順序和時(shí)間將氣體送入分析儀器中。
3.氣體預(yù)處理部分:由過濾器、冷凝器和流量計(jì)等部分組成,其作用是把處理合格的樣氣送入分析儀器中。
4.氣體分析部分: 由多組分紅外氣體分析儀,束管專用氣相色譜儀,專用輸入輸出接口、氫氣發(fā)生器,空氣發(fā)生器(載氣氣源)等部分組成。
5.數(shù)據(jù)采樣部分: 由數(shù)據(jù)采樣接口板、采樣程序組成.用以采集氣體分析儀傳來的數(shù)據(jù),并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。
6.數(shù)據(jù)分析部分: 由測(cè)控軟件內(nèi)的數(shù)據(jù)分析、圖形顯示、譜圖檢測(cè)、計(jì)算結(jié)果等部分組成。通過分析將采樣數(shù)據(jù)形成分析報(bào)告及譜圖。
7.打印輸出部分:由打印機(jī)及檢測(cè)軟件中的打印控制部分組成。用以輸出所有的分析報(bào)告、圖表等。
8.抽氣泵部分:無油無水真空泵。把井下各個(gè)測(cè)點(diǎn)的氣體抽到氣體分析室。
三、主要功能
l、微機(jī)自動(dòng)控制, 24 小時(shí)在線監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)無人值守;
2、自動(dòng)設(shè)置參數(shù),每次進(jìn)入系統(tǒng)均按上一次修改的參數(shù)設(shè)置;
3、可建立氣樣數(shù)據(jù)庫,通過系統(tǒng)自動(dòng)求出或輸入的組份表;
4、自動(dòng)輸出每路束管氣體的分析結(jié)果。在微機(jī)控制下,每一路數(shù)據(jù)分析完成后,可根據(jù)要求自動(dòng)將結(jié)果輸出到打印機(jī);
5、的數(shù)據(jù)庫分析功能。在束管監(jiān)測(cè)下,系統(tǒng)自動(dòng)將分析數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫,并可用數(shù)據(jù)庫分析某一采樣點(diǎn)的氣體含量在一段時(shí)間內(nèi)的變化趨勢(shì),可用圖形方式表現(xiàn),非常直觀;
6、具有氣體含量超限自動(dòng)報(bào)警功能;
7、分析控制軟件的主要功能:
〔1〕控制軟件全中文菜單及窗口提示,人機(jī)界面友好,可操作性強(qiáng),實(shí)用性強(qiáng),軟件界面全鼠標(biāo)操作,簡(jiǎn)單易用,符合煤礦特點(diǎn)。
〔2〕自動(dòng)控制監(jiān)測(cè)方式:能將井下個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)氣體通過束管自動(dòng)輸入色譜儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)、顯示、儲(chǔ)存和打印檢測(cè)結(jié)果,上一個(gè)循環(huán)檢測(cè)結(jié)束下一個(gè)循環(huán)自動(dòng)開始。
〔3〕監(jiān)測(cè)控制檢測(cè)方式:人工分析,手動(dòng)控制色譜儀可進(jìn)行試驗(yàn)室分析,自動(dòng)分析,束管自動(dòng)循環(huán)監(jiān)測(cè)。
〔4〕檢測(cè)定量方法:程序分段控制能力、面積基準(zhǔn)、峰高基準(zhǔn)、一般外標(biāo)法、外標(biāo)歸一法。
〔5〕檢測(cè)基準(zhǔn)設(shè)定:檢測(cè)基準(zhǔn)參數(shù)設(shè)定有自動(dòng)設(shè)置和手動(dòng)設(shè)置兩種方式。
〔6〕各檢測(cè)點(diǎn)趨勢(shì)分析:檢測(cè)數(shù)據(jù)除能以日?qǐng)?bào)表輸出外,還能將歷史數(shù)據(jù)以月報(bào)標(biāo)及趨勢(shì)曲線的形式輸出。
〔7〕自動(dòng)報(bào)警功能:檢測(cè)氣體成分超工作站發(fā)出報(bào)警聲,同時(shí)報(bào)警提示行以醒目的顏色顯示報(bào)警信息數(shù)據(jù)。
〔8〕報(bào)表功能:既有正常檢測(cè)分析數(shù)據(jù)、譜圖報(bào)表及日?qǐng)?bào)、月報(bào),又有束管檢測(cè)分析數(shù)據(jù)、譜圖標(biāo)標(biāo)及日?qǐng)?bào)、月報(bào),還有氣體含量變化趨勢(shì)分析曲線報(bào)表等。
分析速度:全自動(dòng)分析,1-2分鐘內(nèi)分析完成一路進(jìn)樣。
〔9〕色譜分析:專用色譜柱和預(yù)柱系統(tǒng),滿足煤礦氣體常量、微量組分和無機(jī)、有機(jī)組分全分析的特定需要。實(shí)現(xiàn)煤礦氣體全組分的自動(dòng)分析,含礦井空氣、火災(zāi)氣體、瓦斯爆炸氣體的常量(%濃度)及微量(ppm濃度)組分的分析。
常量:O2、N2。
微量:CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO2。
1、分析速度:
色譜監(jiān)測(cè)儀一次進(jìn)樣5分鐘內(nèi)完成礦井瓦斯爆炸氣體常量O2、N2等和火災(zāi)氣體微量CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO2等組分的分析。一次進(jìn)樣完成瓦斯爆炸氣體全組分分析和爆炸危險(xiǎn)程度判別。
2、熱導(dǎo)檢測(cè)器靈敏度:S≥5000mv.ml/mg,氫焰檢測(cè)器檢出限:M≤1.0×10-11g/s
3、安全和長(zhǎng)壽命:有預(yù)柱裝置,有效防止三根分析柱被污染,使得H2S等有害有毒氣體不受干擾,不影響使用壽命和分析精確度,并能確保整套儀器長(zhǎng)期不間斷工作。
4、自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換功能:手動(dòng)(球膽取樣)和自動(dòng)進(jìn)樣可選,檢測(cè)點(diǎn)可設(shè)。
四、系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)
1、 GC6890A煤礦專用氣相色譜儀分析一次進(jìn)樣O2、N2,CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO2八種氣體,最小檢測(cè)濃度0.1ppm,量程:0~99%。
2、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)路數(shù)
1)控制束管監(jiān)測(cè)路數(shù):8-60路(可擴(kuò)充);
2)束管傳輸流量自動(dòng)顯示:8-60路(可擴(kuò)充);
3)運(yùn)行時(shí)間:可實(shí)現(xiàn)無人職守長(zhǎng)期運(yùn)行,24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè);也可根據(jù)需要進(jìn)行人工設(shè)定;
4)實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)距離地點(diǎn)(30km)的采樣。
五、系統(tǒng)的特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1、特點(diǎn):
1)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、技術(shù),是微機(jī)自動(dòng)控制、色譜儀分析、束管負(fù)壓采樣等三項(xiàng)的新產(chǎn)品。具有精度高、準(zhǔn)確可靠。色譜儀正常分析≤0.1%,微量分析≤0.1PPM,滿足了安全生產(chǎn)的需要和《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。
2)色譜儀的自編程功能,色譜儀在檢測(cè)高低濃度相差很大氣體(例如:CO、CO2、CH4從1ppm到99%以上)時(shí),可通過編制色譜儀的時(shí)間程序來一次得到結(jié)果而不受某種氣體濃度的影響,這是國(guó)內(nèi)其它色譜儀無法實(shí)現(xiàn)的。
3)獨(dú)立的色譜柱:在檢測(cè)高濃度的CH4、CO2時(shí),柱效高且穩(wěn)定,柱壽命在三年以上。
4)分析氣體種類多, 能夠符合煤礦自然火災(zāi)綜合多參數(shù)標(biāo)志氣體的選擇,滿足了《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定要求。對(duì)自然火災(zāi)早期預(yù)報(bào)提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。
5)工作效率高,可連續(xù)循環(huán)監(jiān)測(cè),自動(dòng)采樣節(jié)省了大量的人力、物力,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。
6)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)合理,微機(jī)、氣相專用色譜儀、采樣柜等,主體部分在地面室內(nèi),安全可靠、操作簡(jiǎn)單、維修方便。不受井下各種不安全因素及條件的干擾。
7)該系統(tǒng)特別適用于采空區(qū)、巷道高頂、封閉火區(qū)地點(diǎn)的監(jiān)測(cè),為火區(qū)啟封提供依據(jù)。對(duì)綜采放頂工作面的采空區(qū)注氮進(jìn)行監(jiān)測(cè), 為注氮數(shù)量及注氮質(zhì)量提供依據(jù)。
8)具有束管抽氣流量顯示功能,直觀地反應(yīng)每路束管氣體流量,并可方便調(diào)節(jié)控制它。
2、技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1)分析用時(shí)短,JSG8系統(tǒng)采用三通道氣象色譜儀,一次進(jìn)樣檢測(cè)最短僅需5分鐘。
2)JSG8系統(tǒng)選用了的氣相色譜儀進(jìn)行氣體分析,該色譜儀是由魯南分析儀器廠生產(chǎn),其主要部件是進(jìn)口配件,質(zhì)量可靠,性能、穩(wěn)定、分析精度高,常量分析小于0.1%,微量分析小于0.1PPM 。并具用多種保護(hù)功能如:TCD斷氣保護(hù)、過溫保護(hù)等;也可同時(shí)儲(chǔ)存四種分析方法,方便隨時(shí)調(diào)用;
3)系統(tǒng)所選用的色譜儀具有的編程功能(檢測(cè)器量程和衰減時(shí)間編程)和自檢功能。當(dāng)檢測(cè)高濃度氣體時(shí),可以通過編制色譜儀的程序和其他氣體同時(shí)監(jiān)測(cè)而不受某種氣體濃度高低的影響,成功的解決了雙氫焰檢測(cè)器帶來的噪聲問題,國(guó)內(nèi)其它色譜儀需要多次重復(fù)進(jìn)樣才能檢測(cè),所用時(shí)間長(zhǎng)。JSG8系統(tǒng)選用的色譜儀如出現(xiàn)問題,可通過色譜儀自身的自檢功能查找所出現(xiàn)的問題并解決。
4)該色譜儀具有閥的自動(dòng)切換和兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)自動(dòng)切換功能,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分析;
5)該色譜儀選用兩種取樣方式:自動(dòng)和手動(dòng)取樣,兩種進(jìn)樣器可選擇安裝;
6)JSG8系統(tǒng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫功能??赏ㄟ^查找數(shù)據(jù)庫的歷史記錄,對(duì)火災(zāi)和瓦斯爆炸危險(xiǎn)程度進(jìn)行正確的判斷,從而達(dá)到更好的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)功能。
7)監(jiān)測(cè)距離
JSG8系統(tǒng),監(jiān)測(cè)距離可達(dá)到30KM,監(jiān)測(cè)路數(shù)可達(dá)60路,滿足了不同礦井的需要。
8)用于氮?dú)鉁缁?/span>
JSG8系統(tǒng)因能監(jiān)測(cè)N2指標(biāo),能夠提供氮?dú)鉁缁鹦Ч募夹g(shù)數(shù)據(jù)。
9)聯(lián)網(wǎng)功能,可實(shí)現(xiàn)和調(diào)度中心數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)。
六、施工組織設(shè)計(jì)
、 地面主系統(tǒng)安裝
㈠、地面機(jī)房平面布置∶
1、地面機(jī)房總面積為15平方米以上
2、室內(nèi)設(shè)備安裝、擺放的質(zhì)量要求如下∶
1) 檢測(cè)室內(nèi)要配備空調(diào),無煤塵, 干凈整潔;
2)擺放儀器的桌面要平整,無震動(dòng);
3)電源不要同大功率的電器設(shè)備同接,無干擾;
4)儀器要按所要求的位置擺放, 擺放要整齊,連接線要整齊規(guī)范;
5) 檢測(cè)完后儀器要用防塵罩蓋住,要保持儀器整潔無灰塵。
㈡、電源配置∶
主系統(tǒng)供電220∨。接地線單獨(dú)接地,接地電阻≤3Ω。
注意∶穩(wěn)壓電源火線零線不要反接.
㈢、抽氣泵安裝∶
抽氣泵安裝工程質(zhì)量要求∶
抽氣管路要保持無漏氣。
第二、束管安裝(樣本)
㈠、井筒束管的布置和安裝∶
布置方案
①選定一工作面在進(jìn)回風(fēng)順槽按一定間距布置束管采樣器,測(cè)定采空區(qū)范圍大約距工作面150m左右,約50m設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn),保持采空區(qū)內(nèi)部進(jìn)、回風(fēng)側(cè)各三個(gè)探頭,上下順槽同時(shí)觀測(cè),待距工作面最遠(yuǎn)測(cè)點(diǎn)進(jìn)入采空區(qū)150m后,即可結(jié)束觀測(cè),測(cè)點(diǎn)布置如圖(1)
以上資料來自DK40風(fēng)機(jī),DK45風(fēng)機(jī),F(xiàn)BCDZ主扇風(fēng)機(jī),,F(xiàn)BD風(fēng)機(jī)