烏化礦業(yè)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布控方案

1、烏海市烏化礦業(yè)有限責(zé)任公司束管火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 編制部門(mén)：生產(chǎn)技術(shù)部 編制日期：2013年2月22日 編制人：賈偉前 言為保障煤礦安全生產(chǎn)和職工人身安全，防止煤礦事故。根據(jù)煤礦安全監(jiān)察條例及國(guó)家安全監(jiān)管總局國(guó)家煤礦安監(jiān)局關(guān)于加強(qiáng)煤礦防滅火工作的通知（安監(jiān)總煤行2008161號(hào)）的規(guī)定，開(kāi)采容易自燃和自燃煤層時(shí)，必須編制相應(yīng)的防滅火設(shè)計(jì)。在防滅火設(shè)計(jì)中，烏化礦業(yè)設(shè)計(jì)安設(shè)束管防滅火自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。一、編制設(shè)計(jì)的依據(jù)1、內(nèi)蒙古安科安全生產(chǎn)檢測(cè)檢驗(yàn)有限公司2011年9月出具的烏化礦業(yè)9#煤層自燃傾向性鑒定報(bào)告鑒定結(jié)果為級(jí)自燃；2、內(nèi)蒙古安科安全生產(chǎn)檢測(cè)檢驗(yàn)有限公司2011年9月出具的烏化礦業(yè)16#煤層自

2、燃傾向性鑒定報(bào)告鑒定結(jié)果為級(jí)自燃；3、煤礦安全規(guī)程；4、煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范；5、煤自燃傾向性色譜吸氧鑒定法；6、煤礦自然發(fā)火束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通用技術(shù)條件；二、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想：以“預(yù)防為主、防治結(jié)合”的方針為指導(dǎo)，結(jié)合烏化礦業(yè)和當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，積極采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，開(kāi)拓思路，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想，建立比較先進(jìn)的礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，從而保障煤礦生產(chǎn)和職工人身安全，防止煤礦火災(zāi)事故的發(fā)生。 第一部分 礦井概況一、概述烏化一礦位于白云烏素礦區(qū)南部，屬高原低山丘陵地貌，地勢(shì)總體北高、南低，最高點(diǎn)位于勘探區(qū)北部，海拔標(biāo)高1301.5m，最低點(diǎn)位于井田南部，海拔標(biāo)高 1245.0m，高差

3、56.5m。各煤層原煤灰分產(chǎn)率在16.1939.69%之間波動(dòng)， 各煤層灰分平均值為27.2235.17%。原煤灰分變化較大，煤經(jīng)洗選后灰 分產(chǎn) 率有很大程度的降低，兩極值為 7.7718.48%，各煤層平均值為 9.6611.92%。 本礦井通風(fēng)系統(tǒng)為中央并列式。通風(fēng)方式為機(jī)械抽出式，三進(jìn)一回。回風(fēng)立井位于工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)。新鮮風(fēng)流由主副斜井、輔助進(jìn)風(fēng)立井井底車(chē)場(chǎng)8#煤軌道大巷9101綜采工作面，乏風(fēng)由9101工作面回風(fēng)順槽9101回風(fēng)繞道總回風(fēng)巷回風(fēng)立井排出地面。2012年由安可安全生產(chǎn)檢測(cè)檢驗(yàn)有限公司中心鑒定，年度瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果為：礦井絕對(duì)瓦斯涌出量1.88m3/min，礦井相對(duì)瓦斯涌出量4

4、.51m3/t，二氧化碳絕對(duì)涌出量：2.68m3/min二氧化碳相對(duì)涌出量：6.4m3/t，為低瓦斯礦井。二、礦井自燃發(fā)火情況1、9#煤層自然發(fā)火傾向性鑒定經(jīng)內(nèi)蒙古安科安全生產(chǎn)檢測(cè)檢驗(yàn)有限公司鑒定9#煤層與16#煤層為II類(lèi)自燃煤層，鑒定結(jié)果見(jiàn)表。9#煤層自燃傾向性等級(jí)煤層水分%Mad灰份%Aad揮發(fā)份%Vdaf真密度TRDg/cm3吸氧量ml/g干煤自燃傾向性等級(jí)自燃傾向性9#0.6441.0833.011.740.46II自燃16#煤層自燃傾向性等級(jí)煤層水分%Mad灰份%Aad揮發(fā)份%Vdaf真密度TRDg/cm3吸氧量ml/g干煤自燃傾向性等級(jí)自燃傾向性16#0.5644.433.11.

5、760.44II自燃2、礦井自然發(fā)火史烏化礦業(yè)自建井以來(lái)從未發(fā)生過(guò)煤層自燃現(xiàn)象。3、礦井現(xiàn)采取的防滅火措施烏化礦業(yè)采用噴灑阻化劑、注氮防滅火的方法來(lái)預(yù)防自然火災(zāi)。第二部分 井下束管火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案一、說(shuō)明目前礦井火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最常用的是礦井自燃火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由束管取樣系統(tǒng)和地面氣體分析中心組成，通過(guò)束管將監(jiān)測(cè)點(diǎn)氣體抽取樣到地面，利用氣相色譜分析儀連續(xù)分析氣體組分濃度，通過(guò)各組分濃度的變化對(duì)煤層氧化自燃過(guò)程進(jìn)行判斷分析并進(jìn)行煤自然發(fā)火的早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。該系統(tǒng)能夠?qū)碌臍怏w成分及濃度變化實(shí)現(xiàn)有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并在地面監(jiān)測(cè)中心對(duì)煤自燃災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了煤自燃預(yù)測(cè)預(yù)

6、報(bào)的智能化、自動(dòng)化，操作方法簡(jiǎn)便。在實(shí)際應(yīng)用中也存在一些問(wèn)題，由于需要將氣樣采集至地面進(jìn)行分析，當(dāng)束管管線(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)，束管抽出阻力大，使得氣體抽出時(shí)間太長(zhǎng)，同時(shí)井下管路的維護(hù)工作量也大。針對(duì)烏化礦業(yè)井下生產(chǎn)實(shí)際布局，確定建立地面型束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和人工采集氣體進(jìn)行分析觀(guān)測(cè)的自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。二、設(shè)備選型及參數(shù)本礦井配置一套KSS200C型束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。1、設(shè)備組成 主要由粉塵過(guò)濾器、單管、束管、分路箱、抽氣泵、氣體采樣控制柜、監(jiān)控微機(jī)、礦用色譜儀、打印輸出設(shè)備、等組成。2、主要功能a）利用數(shù)據(jù)庫(kù)分析某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)氣體含量在一段時(shí)間內(nèi)變化情況的功能；b）自然火災(zāi)預(yù)報(bào)功能：通過(guò)各組分濃度、烷烯比、鏈烯

7、比的計(jì)算，及時(shí)準(zhǔn)確的反映火源溫度變化情況；爆炸危險(xiǎn)程度判別功能；c）歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)功能：為防滅火提供各種數(shù)據(jù)；d）自動(dòng)控制功能：系統(tǒng)輸出功能齊全：氣體采樣控制柜可對(duì)至少12個(gè)采樣點(diǎn)自動(dòng)巡回采樣，可對(duì)氣體進(jìn)行濃度分析，分析數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)，并計(jì)算有關(guān)參數(shù)，發(fā)出自然發(fā)火報(bào)警； e）具有報(bào)表、曲線(xiàn)、儲(chǔ)存、打印功能。能提供檢測(cè)日?qǐng)?bào)、月報(bào)、檢測(cè)譜圖報(bào)表、氣體含量變化趨勢(shì)報(bào)表等；f）具有設(shè)定氣體含量超限自動(dòng)報(bào)警，流量顯示及自動(dòng)調(diào)節(jié)功能功能。3）主要技術(shù)參數(shù) a）分析氣體成分：CO、CH4、O2、N2。b）色譜儀檢測(cè)限1PPM；c）系統(tǒng)測(cè)量精度誤差1；3、監(jiān)測(cè)內(nèi)容及其作用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一項(xiàng)早期預(yù)報(bào)內(nèi)因火災(zāi)的有

8、效裝置。該系統(tǒng)是一種用泵通過(guò)束管把測(cè)點(diǎn)的氣樣抽至地面，利用氣體分析儀進(jìn)行分析，以預(yù)報(bào)災(zāi)情的裝置，特別是井下人員無(wú)法進(jìn)入的區(qū)域（如采空區(qū)等），它具有其它監(jiān)測(cè)手段無(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn)，是采空區(qū)內(nèi)因火災(zāi)早期預(yù)報(bào)的有效技術(shù)途徑。以CO、C2H4、C2H2三種氣體作為自燃發(fā)火的預(yù)報(bào)指標(biāo)氣體。1）監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)分為固定點(diǎn)、移動(dòng)點(diǎn)和臨時(shí)觀(guān)測(cè)點(diǎn)。觀(guān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在能采集到觀(guān)測(cè)區(qū)內(nèi)的有代表性的氣體的地點(diǎn)。尤其固定觀(guān)測(cè)點(diǎn)，移動(dòng)觀(guān)測(cè)點(diǎn)，應(yīng)盡量設(shè)置在巷道周?chē)鷫毫^小，支架完整，沒(méi)有拐彎，斷面沒(méi)有突然擴(kuò)大或縮小的地點(diǎn)。根據(jù)上述要求監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要布置在以下地點(diǎn)：a）工作面上隅角監(jiān)測(cè)點(diǎn)1個(gè)，隨工作面開(kāi)采而移動(dòng)。b）采空區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，隨工作

9、面推進(jìn)埋入采空區(qū)， 一個(gè)工作面布置1個(gè)點(diǎn)。當(dāng)測(cè)點(diǎn)采空區(qū)氧濃度降到5%后，斷開(kāi)該測(cè)點(diǎn)，重新布置采樣探頭。埋入采空區(qū)的束管要用DN25-50mm的鋼管加以保護(hù)，保護(hù)套管埋入采空區(qū)不回收。c ）備用面各布置一個(gè)，共兩個(gè)。2）監(jiān)測(cè)內(nèi)容監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要監(jiān)測(cè)氣溫、采集氣樣等，以便提供分析數(shù)據(jù)，所有采集的氣樣通過(guò)束管管路送至地面進(jìn)行自動(dòng)分析。3）作用通過(guò)束管取樣，利用安裝在地面的抽氣泵，將所采樣的氣體送入分析儀進(jìn)行分析。對(duì)井下任意地點(diǎn)的O2、N2、CO2、CH4、CO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(guò)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)的自燃進(jìn)程變化，為煤礦自然火災(zāi)和礦井瓦斯事故的防治工作提供

10、科學(xué)依據(jù)。系統(tǒng)特點(diǎn)：具有監(jiān)測(cè)的連續(xù)性和準(zhǔn)確性，并可將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)送入礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或礦井計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中。三、人工采樣分析系統(tǒng)沒(méi)有布置束管采樣點(diǎn)或采樣束管不能到達(dá)，同時(shí)又需要進(jìn)行氣體分析的地點(diǎn)，可人工利用取氣囊進(jìn)行取樣。氣體分析則由氣相色譜儀完成。取樣時(shí)間可每天或根據(jù)需要定期取樣，取樣前必須用取樣地點(diǎn)氣體對(duì)取氣囊進(jìn)行2-3次沖洗。氣樣采集后12小時(shí)內(nèi)必須送至氣樣分析室進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，如超過(guò)12小時(shí)，氣樣應(yīng)舍棄不用，重新取樣，以保證分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。第三部分 井下束管火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝方案一、地面主系統(tǒng)安裝（一）地面機(jī)房平面布置1、地面監(jiān)控室約12平方米。2、房?jī)?nèi)設(shè)備安裝布置詳見(jiàn)機(jī)房平面圖（圖2）。3、室內(nèi)設(shè)

11、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(wú)煤塵, 干凈整潔;2)擺放儀器的桌面要平整,無(wú)震動(dòng);3)電源不要同大功率的電器設(shè)備同接,無(wú)干擾;4)儀器要按所要求的位置擺放, 擺放要整齊,連接線(xiàn)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(wú)灰塵。（二）電源配置監(jiān)控室需設(shè)單相電為主系統(tǒng)供電220。總功率不小于5KVA。接地線(xiàn)單獨(dú)接地,接地電阻3。注意穩(wěn)壓電源火線(xiàn)零線(xiàn)不要反接.二、井下束管安裝（一）主束管的安裝1、主束管從監(jiān)控室開(kāi)始布設(shè)，沿副斜井向井下布設(shè)，一直布設(shè)到輔助水平車(chē)場(chǎng)。2、主分路箱再拉3路單管為9101工作面、9102備用面、9103備用面使用。3、井筒束管安裝的

12、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)， 嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)達(dá)到如下的要求(1)安裝要牢固可靠無(wú)損傷;(2)無(wú)嚴(yán)重?cái)D壓;(3)無(wú)劃傷;(4)無(wú)堵塞;(5)無(wú)折彎。（二）分路箱的安裝分路箱一定要選擇頂板好、安全有保證不影響正常通行的位置，選適平整的井壁吊掛主分路箱1個(gè),用膨脹螺絲固定在巷道壁上。(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況也可使用其它方式固定)將分路單管接到分路箱內(nèi)濾水器上,將放水開(kāi)關(guān)關(guān)閉(以免漏氣)。其他的分路箱也是這樣安裝。（三）井下巷道的束管安裝束管從分路箱順至回風(fēng)隅角或者是其它需要的檢測(cè)點(diǎn)上，安裝粉塵過(guò)濾器進(jìn)行采樣，井下束管安裝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)必需達(dá)到如下要求1、在安裝時(shí)必需懸掛,其高度應(yīng)保證管纜在礦車(chē)掉道時(shí)不受撞擊;2、在巷道中采用掛鉤吊掛,同固定橡套電纜一樣的方法固定;3、掛鉤距離不大于5m,在