束管粉尘过滤器(井下煤自燃预警——煤矿束管监测系统)

Posted 2023-05-29

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束管粉尘过滤器(井下煤自燃预警——煤矿束管监测系统)

据统计，在我国开采的煤矿中，存在自燃发火危险的矿井占总矿井数的70%左右，自燃发火煤层占累计可采煤层数的80%，且自燃火灾发生的次数占矿井火灾总数的94%以上。因此，自然发火事故的预防必然成为煤矿安全研究的重点。及时准确地发出火灾早期预报，并能及时确定火源点位置，不仅可以及时采取防灭火措施，将火灾事故消除于萌芽状态，而且大大减少灭火造成的经济损失，防止火灾甚至爆炸事故的发生，避免因此造成的巨大经济损失。

研究表明，煤的自燃发展，一般要经过三个时期，即潜伏期、自热期和燃烧期。在潜伏期，也称准备期，煤体温度与周围环境温度基本没有什么变化，但煤的着火温度降低，化学活性增强。进入自燃期，煤的氧化速度增加，并分解出水、二氧化碳和一氧化碳。氧化生成热开始使煤体温度升高，当煤温超过自热的临界值60~80℃时，煤温将急剧上升，氧化速度加快，并出现煤的干馏，生成碳氢化合物CmHn、氢H2及一氧化碳CO等可燃气体。这时也是防火灭火最关键的时期。如果此时不及时采取一些防灭火措施，煤温将继续上升至着火温度而进入燃烧期。

煤在氧化自燃过程中，不仅放出一定的热量，而且还热解释放出CO、C2H4和C2H6等碳氢化合物，且分解的气体成分及其浓度与煤温之间有一定的对应关系。因此，直接检测煤的热解气体产物和空气中成分变化即可判断煤的自燃发展程度，以便进行火灾的早期预报。

目前，煤矿矿井安全束管监测系统已经开始在煤矿中得到越来越多的普及和应用。矿井安全束管监测系统是借助束管将井下各处的空气抽取、汇总到指定的地点，再借助色谱检测装置对管束所采集的空气样本进行分析，实现对CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、O2、N2等气体含量的在线监测，其分析结果在以实时监测报告、分析日报两种方式提供数据的同时，亦可自动存入数据库中，以便今后对某种气体含量的变化趋势进行分析，从而实现了对矿井自燃火灾的早期预测，但是因矿井面积非常大，难以找到火源点，有时为避免爆炸或造成大的火灾，不得不封闭矿井，造成巨大经济损失。

煤矿井下一般会在采空区铺设束管监测系统并布置一定量的测点对采空区的气体和温度进行监测监控，通过对采空区指标气体含量及温度的分析，判断采空区是否发火，进而制定采空区的防灭火措施。因此束管监测系统对于保障井下工作人员生命安全具有重要意义。

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。