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煤矿井下煤炭自燃监测方法——束管监测系统

2019-05-11 09:43
我国的煤炭占据了一次性能源的大部分比例,达到将近70%,是国民经济能够稳定、持续、快速发展的重要经济保障。但与此同时煤矿工业也是最危险的行业之一,由于煤矿的安全问题往往造成严重的安全事故,每年因此死亡的人数占到工业生产事故死亡人数的60%。其中煤矿火灾是一大突出灾害,特别是由于煤炭阴燃引起的自燃火灾更是防不慎防。更加需要重视的是,煤炭自燃还会引起瓦斯的爆炸,这种情况下,不仅井下工人的生命安全得不到有效的保证,还造成不可估计的资源损失。
煤矿自燃发火的地点,往往是那些工作人员难以到达的区域,如采空区、浅层区、不同程度变形的巷道围岩的内部区域以及煤炭大量堆积的煤炭贮存地等氧气不充足的场所。因此,我们很难用很直接的观察手段在火灾的初期就能及时的发现到。等到火灾发展的时候已经为时已晚,在这种情况下,我们就必须要详细的了解自燃火灾在初期的状态变化,特别是气体的组成成分分、各类气体的浓度的变化等。自燃火灾的发生发展是一个慢性的过程,时间往往比其他灾种的时间长,因此,我们可以根据自燃火灾的早期的迹象来提前发现,提前采取预防控制措施。
自燃发生的时候,会产生诸多的复杂化学变化,会对周围环境产生一系列的影响。比如O2的减少,CO2的增多,并伴有少量的CO、烯类及烷类气体。煤炭自燃的发生,在煤质一定的时候,产生的气体的组成成分与氧化程度之间是有一定的规律的,因此可以通过检测由于煤的自燃而产生的气体,来判定煤的氧化程度以及可能的自燃发生区域。
目前煤矿井下煤自燃标志性气体检测手段存在很多缺点,例如,地面束管系统抽气管路长,气样纯度无法保证,束管采样点与人工采样点无法准确对应,人工取样检测又无法实时监控。针对上述缺点,徐州吉安矿业科技自主研制了ZQC3/6井下束管气体采样装置及监测系统。主要由井下气体采样装置、数据传输系统和数据处理显示系统三部分组成。该产品实现了在井下近距离采样、即时显著特点分析、实时监测、准确预警的功能,为煤自燃的早期预测预报和防治工作提供科学的依据。
束管监测系统特点
1)体积小、安装方便。
2)使用、维护简单。采样装置把系统控制、气体采样、检测集成在一起,便于维护。整个系统可以在就地和远程两种控制模式下运行,显示器能动态的反映出当前系统的工作状态,通讯状态,采样值和采样时间,休眠时间。
3)运行稳定,可靠性高。系统通过外置滤尘装置和空气过滤器对气样进行过滤,适应井下多尘、潮湿的环境,结构简单,不易发生故障。
4)自动化程度高,操作方便。远程自动模式按设定时间自动循回进行采样、检测、输出结果,直到设定的时间停止;远程手动模式可以根据实际需要选定其中某一地点进行采样。
5)工作效率高。系统可24小时连续进行采样与检测,并自动将数据上传至上位机服务器,不用人工检测、采样,大大节省了人力、物力,降低检测人员的劳动强度。
6)多种检测形式,检测结果更可靠。装置会在显示屏上显示采样点的气体浓度情况,并传输到上位机或监控室,配合手动模式人工收集气体气样带到井上复检,进行井上、井下检测数据对比分析。检测结果更准确、更可靠。

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