張集礦兩種防滅火檢測系統(tǒng)的應(yīng)用及改進

張集礦兩種防滅火檢測系統(tǒng)的應(yīng)用及改進

0煤塵自然散發(fā)指標(biāo)氣體的表征張集礦主要采用6號和8號符合國家的高瓦層，具有自然燃燒性。自然發(fā)芽期為3.6個月。主要使用co作為評估煤土自然噴發(fā)指數(shù)的氣體，其他烷烴和烯烴作為輔助指標(biāo)氣體。為確保張集礦實現(xiàn)產(chǎn)量大礦、安全大礦,對礦井內(nèi)因火災(zāi)進行預(yù)測、預(yù)報,分別引進了GC-4085型氣相色譜儀和JSG-7型煤礦自然發(fā)火束管檢測系統(tǒng),現(xiàn)將此兩種儀器在本礦中應(yīng)用及改進做以介紹。1jsg-7煤礦自然發(fā)射管的檢測系統(tǒng)1.1張集礦主要測點JSG-7型煤礦自然發(fā)火束管檢測系統(tǒng)主要由工程一體化控制機、真空抽氣泵、采樣泵、電磁閥、siemensULTRAMAT23紅外線檢測儀、束管以及相關(guān)配套軟、硬件等組裝而成,主要分析CH4、O2、CO、CO2氣體。本儀器有12個通道,每個通道上安裝一個MAC兩位三通電磁閥,通過12路束管與井下12個測點相連接,可以連續(xù)不斷地對井下12個測點進行動態(tài)分析。目前張集礦的主要測點:①各個綜采工作面的上隅角;②封閉采空區(qū)以及高抽巷的火墻內(nèi);③各個沿空掘進巷道的回風(fēng)流中;④各個工作面以及系統(tǒng)巷道內(nèi)的高冒點。以上各個測點與井下束管合茬,通過地面4臺真空抽氣泵將各個測點的氣體抽至地面,由儀器內(nèi)部的采樣泵將氣體送至紅外線分析儀分析,整個過程簡單、快捷。1.2改進意見建議經(jīng)事實論證,雖然本儀器可以對井下各個測點進行動態(tài)分析,但是不能對人工取樣的球膽進行分析(球膽內(nèi)所存氣量較少)。主要原因是該儀器內(nèi)部管路較長、管徑較大、耗氣量也較大。往往在設(shè)定的時間(3min)里,測不出準(zhǔn)確的結(jié)果。改進意見:①在儀器的控制面板上增設(shè)4個管孔分別與增設(shè)的4個兩位三通MAC電磁閥相連,可以連續(xù)不斷地對4個球膽進行取樣分析;②在4個管孔所對應(yīng)的干管上增設(shè)一個流量計,可根據(jù)儀器需要進行流量調(diào)節(jié),以減少不必要的氣體消耗;③在控制面板上增設(shè)一個球膽按鈕,與新增設(shè)的兩位三通MAC電磁閥相連,做球膽樣品分析時,按下按鈕,使氣樣避開復(fù)雜的內(nèi)部管路系統(tǒng),直接進入紅外線分析,縮短進氣路線,減少了耗氣量;④在控制面板上增設(shè)一個調(diào)零按鈕,與新增設(shè)的兩位三通MAC電磁閥相連,電磁閥其中一端封實,另一端與大氣相通。在做完氣樣化驗時,按下調(diào)零按鈕,儀器自動抽取空氣進行調(diào)零,使操作更加簡單化。2質(zhì)量分析與色度圖的改善2.1接地前求法測量原理GC-4085型氣相色譜儀有三通道,A通道主要測量O2、N2,B通道主要測量CO、CH4、CO2,C通道主要測量C2H4、C2H6、C2H2。儀器有12個管孔,也可通過束管與井下各個測點相連進行抽氣化驗。改進之一:由于受交流電電場的影響,在GC-4085型氣相色譜儀的表面形成感應(yīng)電荷,即外殼帶靜電的現(xiàn)象。靜電在經(jīng)過信號放大器及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)后,在A、B、C三個通道的基線上體現(xiàn)出毛刺峰現(xiàn)象。尤其是B通道表現(xiàn)較為突出(B通道主要測量CO,CH4,CO2),毛刺峰的出現(xiàn)將影響儀器分析的結(jié)果,把毛刺峰信號誤判斷成為物質(zhì)信號,使測量結(jié)果發(fā)生質(zhì)變。為了消除毛刺峰所形成的干擾信號,張集礦將儀器的外殼進行了接地處理。其優(yōu)點:①儀器外殼所產(chǎn)生的感應(yīng)電荷經(jīng)導(dǎo)線流入大地,使儀器外殼處于零電位狀態(tài),消除了A、B、C三通道基線上所產(chǎn)生的毛刺峰現(xiàn)象,使分析結(jié)果更加科學(xué)、準(zhǔn)確;②儀器外殼的接地可防止人體間接觸電。改進之二:儀器在使用的過程中,A通道經(jīng)常出現(xiàn)互溶峰現(xiàn)象(A通道主要測量O2、N2)。即氧氣峰和氮氣峰不能夠完全分離,使測量結(jié)果與實際不相符,誤差較大.為此,經(jīng)常需要對儀器的色譜柱進行老化,通過該方法,雖然A通道的互溶峰現(xiàn)象能夠解決,但是儀器的利用效率大大降低,針對這種現(xiàn)象,又在A通道串聯(lián)了一根預(yù)柱,提高了柱箱對氣體的分離效果,使氧氣峰和氮氣峰得以完全分離,測量結(jié)果較為準(zhǔn)確,儀器的利用效率有了很大的提高。2.2gc-4005型氣相色譜儀的載氣系統(tǒng)原先張集礦GC-4085型氣相色譜儀的載氣分別由高純空氣、高純氮氣以及高純氫氣提供,一個月就要消耗高純空氣、氮氣及高純氫氣各兩瓶,一年在載氣上的花費就為57600元。為節(jié)省經(jīng)費,對GC-4085型氣相色譜儀的載氣系統(tǒng)做如下改進:分別采用SGN-300高純氮氣發(fā)生器、SGK-2LB低噪音空氣泵以及SGH-300高純氫氣發(fā)生器來代替罐裝式載氣,SGN-300高純氮氣發(fā)生器以及SGH-300高純氫氣發(fā)生器可以通過更換氫氧化鉀電解液來向儀器持續(xù)供氣,氫氧化鉀電解液每年只需更換一次。SGK-2LB低噪音空氣泵可以就地取材,對室內(nèi)空氣進行壓縮、過濾后,分別輸送至SGN-300高純氮氣發(fā)生器和儀器中。改造后的載氣系統(tǒng),占地面積小,使用簡單、安全、經(jīng)濟。每臺發(fā)生器的均價在3000元左右,服務(wù)年限10a,共可節(jié)余57.6萬元。3自然退火束管檢測GC-4085型氣相色譜儀主要測量O2、N2、CO,CH4,CO2、C2H4、C2H6、C2H2指標(biāo)氣體,JSG-7型煤礦自然發(fā)火束管檢測系統(tǒng)主要測量CH4、O2、CO、CO2指標(biāo)氣體,判斷煤塵是否發(fā)生自燃,不僅僅采用CO作為指標(biāo)氣體,還需要其他烷烴或炔烴作為輔助指標(biāo)氣體。3.1gc-4005型氣相色譜儀在JSG-7型煤礦自然發(fā)火束管檢測系統(tǒng)的氣路控制系統(tǒng),即12個兩位三通MAC電磁閥(常開式)后方分別并聯(lián)了12個兩位三通MAC電磁閥(常閉式)專供GC-4085型氣相色譜儀使用,兩位三通MAC電磁閥的一端連接真空抽氣泵,另一端與新增設(shè)的氣體采樣泵相連,此采樣泵專門向GC-4085型氣相色譜儀供氣。3.2導(dǎo)向開關(guān)的互相切換在新增設(shè)的氣體采樣泵與GC-4085型氣相色譜儀內(nèi)部的氣體采樣泵之間的回路上增設(shè)一導(dǎo)向開關(guān),通過導(dǎo)向開關(guān)的互相切換,可使兩臺儀器既可以互相協(xié)作