束管监测设计方案

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1、JSG-7型煤矿自然发火束管监测系统JSG-7型煤矿自然发火束管监测系统设计方案邹城市南煤科技有限公司2011年3月18JSG-7型煤矿自然发火束管监测系统煤矿自然发火束管监测系统设计一．束管监测系统及选型参考上世纪后期国外开始使用束管监测的方法以预报煤层自然发火。八十年代我国引进了这种方法和技术，由当时的抚顺煤研所研制了这种设备，并在兖矿的兴隆庄煤矿和南屯煤矿首先使用。当时的束管监测系统使用的气体分析设备是由佛山分析仪器厂生产的红外线气体分析仪和磁导式氧气分析仪，分析的指标气体是一氧化碳，二氧化碳，甲烷和氧气。使用过程中发现稳定性差，特别是分析微量气体的红外线一氧化碳

2、分析仪不但不稳定，而且受到甲烷和二氧化碳气体的影响（气体交叉干扰）使分析数据不准确。分析氧气的磁导式氧气分析仪对气体流量的稳定性要求高，而束管系统管路的长短不一样，管路的阻力不同使气体的流量不同，导致磁导式氧气分析仪分析的数据误差较大。这些原因的存在使当时的束管监测系统的使用效果不好。这种分析模式也可称为第一代束管监测系统。18JSG-7型煤矿自然发火束管监测系统后来国家专门安排资金研究束管监测系统的气体分析设备，由当时的抚顺煤研所和北京分析仪器厂共同研制，并列为国家八五科技攻关项目。研究的结果生产出了以气相色谱仪为分析设备的束管监测系统。这种分析设备可对煤层自然发火的

3、指标气体进行全分析，包括乙烯，乙烷，乙炔和丙烷等。该装置在全国逐步推广。又有其他厂家研究了用从美国引进的SP3430气相色谱仪作为气体分析设备的束管监测系统。现在国内生产束管监测系统的十个生产厂家中有七个是这种模式。这也可称为第二代束管监测系统。气相色谱仪是利用某些材料对不同气体的吸附和解吸特性，即分离的原理制成的气体分析设备。配置不同原理的检测器，可分析煤矿自然发火的所有指标气体，而且分析精度高（对C2H4，C2H6，C2H2，C3H8的最小检测浓度可达到0.1ppm）。气相色谱仪的缺点是设备操作复杂，对操作人员的素质要求高；设备准备时间长，从开机到可以工作要2小时左

4、右；每天开机都要作标准气体的组分表以保证其分析的准确性；分析速度慢，作一个气样的全分析要9-12分钟左右；气相色谱仪工作参数（温度，气体压力，流量，色谱柱状态等）发生微小变化都使结果产生误差，需要经常进行校正；井下测点不同，气体浓度变化范围很大，高浓度的气体使色谱仪产生严重拖尾。由于普通气相色谱仪不适合在线检测，由气相色谱仪组成的束管监测系统并不是真正意义上的“监测系统”。用气相色谱仪的氢焰检测器专门检测C2H4，C2H6，C2H2等碳氢化合物，是一种成熟的技术。如用GDX-502和PAROPAK两种柱材料充填的色谱柱有着良好的分离度和较高的柱效率及长期的稳定性。这种结

5、构的气相色谱仪没有甲烷化炉等高温部件；不用微量（CO）和常量（CH4，CO2）分析混在一起的氢焰检测器；也没有对温度稳定性要求很高的热导池检测器，设备相当稳定可靠，气相色谱仪开机后能很快的进入工作状态，作一次校正因子可以使用较长时间，并可长期连续运行，能满足在线分析的要求。18JSG-7型煤矿自然发火束管监测系统德国进口的不分光原理的红外线分析仪可以同时分析CO,CO2,CH4和O2四种气体，红外线气体分析仪分析气体准确、快速，在通气之后，１～２分钟即可得出结果。对其分析结果我们做过试验，多次用比色管和光学检测仪结果对比，证明红外线分析仪分析数值准确无误。红外线气体分析

6、仪操作简单，每次开机后自动通入空气校正，不需要人工干预，不需要设置，自动出结果。即使无此经验操作员经过２天培训后，可以完全掌握整套束管监测设备操作技术。红外线气体分析仪性能稳定，基本上可以做到免维护，我公司自２００５年将第一台进口红外线应用于束管监测系统至现在，红外线气体分析仪还未出现系统出现任何质量问题。由以上两种设备结合而成的束管监测系统具有分析指标气体全，分析速度快，可长期连续运行的优点，是一种目前最完善的束管系统，也可称之为第三代束管监测系统。束管监测系统气体分析设备性能对比（１）气相色谱仪气体分析模式优点：分析气体种类多，精度高，成本适中缺点：分析速度慢(12

7、-24分钟/样)；故障率高，不易维护；操作复杂，不易掌握，对人员素质要求很高；不适合连续运行，需要频繁变换灵敏度以改变量程，微量和常量分析不兼顾。（２）红外线和气相色谱仪结合分析模式优点：分析气体种类多；精度高，速度快(3分钟/样)；免维护，易操作，设备自动校正，不需人工干预。结合红外快速分析和色谱仪微量精确特点，真正意义上的在线束管监测系统。缺点：成本略高。二．JSG-7束管监测系统的特点18JSG-7型煤矿自然发火束管监测系统本系统结合了色谱监测的高灵敏度，红外线监测的快速连续两种监测手段的特点。1.运行稳定，可靠性强,系统的设备，配