郑州生产矿用火灾束管监测系统

1.设计背景
根据对XX煤矿的实地调查得知，XX煤矿没有配备火灾束管监测系统，和矿方沟通并根据设计要求和验收标准特制定本系统方案。
2.设计原则
1）选用的系统符合相关法规的要求，在技术上具有性。
选用的系统符合国家有关标准和行业标准要求，通过国家检验机构审查和检验。束管监测系统技术上具有性，能够满足矿井今后一定时期内发展的需要。
2）系统稳定可靠，能够满足日常火灾监测的需要
系统能够实现对井下自燃气体的连续监测；能够实现对煤自燃过程中标志气体的准确分析；系统运行稳定可靠，日常维护工作量少，束管系统能够**取样的可靠。
3）监测点设置合理，满足火灾监测的要求，并可扩展，束管布置安装方便。
工作面和井下可能发火地点的监测布置合理，能够实现对井下火灾的全面监测。束管系统的布置要安装方便，并在今后可能使用的地点留有扩展的端头。所有设备应当能够在井下恶劣的自然条件下长期稳定工作，并且安装施工简便，便于维护
4）系统操作简单，配置灵活，分析功能强大，数据共享方便。
整个系统的控制应当采用统一的模式，实现自动控制，能够方便地进行计划的采样分析工作，并能将各类分析结果统一存储分析。提供功能强大的数据统计和分析工具，具有报警功能。能够实现系统数据的共享和同其它信息管理系统的结合。
根据以上设计原则，提出如下设计方案，并建议采用我公司研发生产的JSG9矿井火灾束管监测系统。

JSG9矿井火灾束管监测系统产品介绍
JSG9型矿井火灾束管监测系统是通过束管取样分析矿井采空区、密闭区、巷道中一氧化碳、氧气、二氧化碳等气体浓度，预报煤矿自然火灾的成套装置。系统由放置在地面的气路控制柜、多参数气体分析仪、计算机、真空泵和放在井下的管缆、接管箱、过滤器、储水器等组成。利用真空泵和管缆将井下各监测点的气体取至地面监测室，通过气路控制装置，依次将各测点气体注入气体分析器，通过计算机数据采集、分析计算、显示、打印矿井大气和采空区、密闭区内的一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氧气等气体浓度。通过分析上述气体浓度参数及其变化趋势，计算火灾系数，提出矿井自然发火的可能性。系统具有安全可靠，维护简单，精度高、抗干扰能力强等优点。
JSG9矿井火灾束管监测系统功能介绍
1、实时采样、显示和分析
系统实时采集和显示：取样点编号、井下取样位置、取样时间、各个取样点一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氧气等气体浓度数值；
显示通过计算得到的氮气浓度和火灾系数（格拉哈姆系数）数值，显示报警状态等；
2、模拟动画显示
系统实时显示各通道动态采样结果图、监测点布置模拟图；
3、趋势曲线对析
系统能在同一时间坐标上用不同颜色显示二个以上被测参数的趋势变化曲线；
4、控制功能
软件具有取样电磁阀选通、停止和清洗电磁阀选通、停止的控制功能；
5、存储和查询
系统具有按取样点编号和监测参数类型为索引的存储和查询功能，能形成各种分析报表；
6、打印
系统具有报表、曲线、模拟图、初始化参数等的召唤打印功能。报表包括被测参数的日报表、月报表，异常报警报表等；
7、参数设置
1、设置和修改被测参数的量程、报警值；
2、设置、修改参与运行取样管的运行起止通道；
3、设置、修改控制取样电磁阀和清洗电磁阀的运行时间；
4、设置、修改取样地点名称。
8、网络接口功能
系统向外提供统一的数据接口，依据组网方提供的数据协议联网及以与其它数据分析系统联网。
JSG9矿井火灾束管监测系统主要技术指标
1、系统连接测点数：12、16、24（扩展）。
2、系统远测点距离：15km。
3、每路采样控制时间：2min-20min。
4、管缆芯数：16、12、6、4、1。
5、由多参数气体分析器组成：一氧化碳气体分析器、二化碳分析器、甲烷分析器、氧气分析器等组成。

JSG9火灾束管监测系统主要设备性能参数
8.1束管色谱仪

矿井气形成
矿井瓦斯是井下有害气体的总称。这些气体中的主要成分是沼气，通常所谓矿井瓦斯，就是指沼气，是古代植物在成煤过程中，经作用，植物的纤维质分解产生CH4气体 ，及煤在高温高压的地质作用缺氧的状态下，产生一定的干馏气体，如CO，CO2，C2H2，C2H4，C2H6。痕量的H2，SO2，H2S（不检测）和矿井通风气 O2，N2组成。
矿井气的危险性
矿井瓦斯是一种无色、无味、无臭的气体。它难溶于水，扩散性比空气高。瓦斯无毒，但当浓度高时，会引起窒息。当其在空气中具有一定浓度（5％～16％），并遇到高温（650～750℃）时能引起爆炸，CO气使人员中毒，C2H2，C2H4，C2H6气会使煤层自燃。对安全生产威胁很大， 对矿井瓦斯的是不可忽视。
矿井气的监测要求
国家要求监测成份及浓度范围
成份 O2 N2 CH4 CO CO2 C2H6 C2H4 C2H2
测定范围( %) 20.9±5 78±10 0.5ppm～10 0.5ppm～0.3 1ppm～0.5 1ppm～0.3 1ppm～0.3 1ppm～0.3
仪器配置
气相色谱仪：GC-6890型. 双FID放大器，TCD，转化炉，十通阀自动进样器，三信号输出口，填充柱
四．分析原理及方法
仪器采用TCD,双FID检测器，填充柱系统，甲烷转化装置，通过十通阀自动进样，实现一次进样 分析矿井瓦斯，对：O2， N2TCD检测 由于FID对CO，CO2不响应。所以要将CO，CO2在高温下，在镍触酶催化下和H2反应转化成CH4，在FIDⅠ上检测。反应式如下：
CO＋3H2＝CH4＋H2O CO2＋4H2＝CH4＋2H2O
CH4 C2H4 C2H6 C2H2FIDⅡ检测，对仪器进行改造FID出二张谱图，TCD出一张谱图。
分析条件
恒温分析：
柱温：60℃ FID：140℃ TCD：120℃
转化炉：360℃ 桥流：120A 流速：35ml/min
进样量：1ml FID灵敏度根据样品含量高低循环自动改变
温度控制：
柱室： 室温～400℃
转化： 室温～400℃
FID检测器 ： 室温～400℃
TCD检测器： 室温～400℃
工作电压： AC 220±10％ 50HZ
工作电流： 15A
消耗功率： 2500W
热导检测器灵敏度≥5000mv•ml/mg，氢焰检测器检出限≤1.0×10-11g/s；
系统精度：≤1%
仪器使用条件
1. 电源电压：220V～±22V 50Hz±0.5Hz
2. 额定功率：≤2500W
3. 环境温度：+5°C～+35°C
4. 相对湿度：≤85%
5. 仪器安放场合不得有腐蚀性气体及有影响正常工作的电场或磁场存在，仪器安放工作台应稳固，不得有振动，离氢气瓶2m以内不得有电炉和火种。

JSG9火灾束管监测系统主要技术指标

1、煤矿在线式多组分红外气体分析仪能分析CO、CO2、CH4、O2、N2等自然发火指标气体。精度和量程分别为：
(1)CO小检测浓度0.1ppm， 量程0 ~1000ppm
(2)CH4小检测浓度0.1ppm， 量程：0~
(3)CO2小检测浓度0.1ppm， 量程：0~35%CO2。
(4) O2小检测浓度0.01%，   量程：0~25%。
2、GC6890A煤矿气相色谱仪分析一次进样O2、N2，CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO2八种气体，小检测浓度0.1ppm，量程：0~。
3、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，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。
4、运行环境条件
     1．安装地点：    矿井地面、井下
2．海拔高度：    地面+1300~+1500m，井下+850~+1380m
     3．安装环境：    多尘、潮湿，煤尘具有爆炸性
4．环境温度：    地面-28℃~45℃，井下2℃~40℃
5．湿度：        90%
6．耐震能力：    按7度震区设防；
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