烏化礦業(yè)束管監(jiān)測系統(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)測系統(tǒng)設(shè)計 編制部門：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)察條例及國家安全監(jiān)管總局國家煤礦安監(jiān)局關(guān)于加強煤礦防滅火工作的通知（安監(jiān)總煤行2008161號）的規(guī)定，開采容易自燃和自燃煤層時，必須編制相應(yīng)的防滅火設(shè)計。在防滅火設(shè)計中，烏化礦業(yè)設(shè)計安設(shè)束管防滅火自動監(jiān)測系統(tǒng)。一、編制設(shè)計的依據(jù)1、內(nèi)蒙古安科安全生產(chǎn)檢測檢驗有限公司2011年9月出具的烏化礦業(yè)9#煤層自燃傾向性鑒定報告鑒定結(jié)果為級自燃；2、內(nèi)蒙古安科安全生產(chǎn)檢測檢驗有限公司2011年9月出具的烏化礦業(yè)16#煤層自

2、燃傾向性鑒定報告鑒定結(jié)果為級自燃；3、煤礦安全規(guī)程；4、煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(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)測系統(tǒng)通用技術(shù)條件；二、設(shè)計的指導(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)氐膶嶋H情況，積極采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，開拓思路，借鑒國內(nèi)外先進的設(shè)計思想，建立比較先進的礦井火災(zāi)束管監(jiān)測監(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，地勢總體北高、南低，最高點位于勘探區(qū)北部，海拔標(biāo)高1301.5m，最低點位于井田南部，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， 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)方式為機械抽出式，三進一回?；仫L(fēng)立井位于工業(yè)場地內(nèi)。新鮮風(fēng)流由主副斜井、輔助進風(fēng)立井井底車場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)檢測檢驗有限公司中心鑒定，年度瓦斯等級鑒定結(jié)果為：礦井絕對瓦斯涌出量1.88m3/min，礦井相對瓦斯涌出量4

4、.51m3/t，二氧化碳絕對涌出量：2.68m3/min二氧化碳相對涌出量：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)檢測檢驗有限公司鑒定9#煤層與16#煤層為II類自燃煤層，鑒定結(jié)果見表。9#煤層自燃傾向性等級煤層水分%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自燃傾向性9#0.6441.0833.011.740.46II自燃16#煤層自燃傾向性等級煤層水分%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)自建井以來從未發(fā)生過煤層自燃現(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預(yù)防自然火災(zāi)。第二部分 井下束管火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計方案一、說明目前礦井火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)最常用的是礦井自燃火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)。束管監(jiān)測系統(tǒng)主要由束管取樣系統(tǒng)和地面氣體分析中心組成，通過束管將監(jiān)測點氣體抽取樣到地面，利用氣相色譜分析儀連續(xù)分析氣體組分濃度，通過各組分濃度的變化對煤層氧化自燃過程進行判斷分析并進行煤自然發(fā)火的早期預(yù)測預(yù)報。該系統(tǒng)能夠?qū)碌臍怏w成分及濃度變化實現(xiàn)有效的實時監(jiān)測，并在地面監(jiān)測中心對煤自燃災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展進行分析預(yù)測，實現(xiàn)了煤自燃預(yù)測預(yù)

6、報的智能化、自動化，操作方法簡便。在實際應(yīng)用中也存在一些問題，由于需要將氣樣采集至地面進行分析，當(dāng)束管管線較長時，束管抽出阻力大，使得氣體抽出時間太長，同時井下管路的維護工作量也大。針對烏化礦業(yè)井下生產(chǎn)實際布局，確定建立地面型束管監(jiān)測系統(tǒng)和人工采集氣體進行分析觀測的自然發(fā)火預(yù)測預(yù)報監(jiān)測系統(tǒng)。二、設(shè)備選型及參數(shù)本礦井配置一套KSS200C型束管監(jiān)測系統(tǒng)。1、設(shè)備組成 主要由粉塵過濾器、單管、束管、分路箱、抽氣泵、氣體采樣控制柜、監(jiān)控微機、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)庫分析某一監(jiān)測點氣體含量在一段時間內(nèi)變化情況的功能；b）自然火災(zāi)預(yù)報功能：通過各組分濃度、烷烯比、鏈烯

7、比的計算，及時準(zhǔn)確的反映火源溫度變化情況；爆炸危險程度判別功能；c）歷史數(shù)據(jù)查詢功能：為防滅火提供各種數(shù)據(jù)；d）自動控制功能：系統(tǒng)輸出功能齊全：氣體采樣控制柜可對至少12個采樣點自動巡回采樣，可對氣體進行濃度分析，分析數(shù)據(jù)由計算機存儲，并計算有關(guān)參數(shù)，發(fā)出自然發(fā)火報警； e）具有報表、曲線、儲存、打印功能。能提供檢測日報、月報、檢測譜圖報表、氣體含量變化趨勢報表等；f）具有設(shè)定氣體含量超限自動報警，流量顯示及自動調(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）色譜儀檢測限1PPM；c）系統(tǒng)測量精度誤差1；3、監(jiān)測內(nèi)容及其作用束管監(jiān)測系統(tǒng)是一項早期預(yù)報內(nèi)因火災(zāi)的有

8、效裝置。該系統(tǒng)是一種用泵通過束管把測點的氣樣抽至地面，利用氣體分析儀進行分析，以預(yù)報災(zāi)情的裝置，特別是井下人員無法進入的區(qū)域（如采空區(qū)等），它具有其它監(jiān)測手段無法替代的優(yōu)點，是采空區(qū)內(nèi)因火災(zāi)早期預(yù)報的有效技術(shù)途徑。以CO、C2H4、C2H2三種氣體作為自燃發(fā)火的預(yù)報指標(biāo)氣體。1）監(jiān)測點設(shè)置監(jiān)測點分為固定點、移動點和臨時觀測點。觀測點應(yīng)設(shè)置在能采集到觀測區(qū)內(nèi)的有代表性的氣體的地點。尤其固定觀測點，移動觀測點，應(yīng)盡量設(shè)置在巷道周圍壓力較小，支架完整，沒有拐彎，斷面沒有突然擴大或縮小的地點。根據(jù)上述要求監(jiān)測點主要布置在以下地點：a）工作面上隅角監(jiān)測點1個，隨工作面開采而移動。b）采空區(qū)監(jiān)測點，隨工作

9、面推進埋入采空區(qū)， 一個工作面布置1個點。當(dāng)測點采空區(qū)氧濃度降到5%后，斷開該測點，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，保護套管埋入采空區(qū)不回收。c ）備用面各布置一個，共兩個。2）監(jiān)測內(nèi)容監(jiān)測點主要監(jiān)測氣溫、采集氣樣等，以便提供分析數(shù)據(jù)，所有采集的氣樣通過束管管路送至地面進行自動分析。3）作用通過束管取樣，利用安裝在地面的抽氣泵，將所采樣的氣體送入分析儀進行分析。對井下任意地點的O2、N2、CO2、CH4、CO等氣體含量實現(xiàn)24小時連續(xù)循環(huán)監(jiān)測，經(jīng)過對自然火災(zāi)標(biāo)志氣體的確定和分析，及時預(yù)測預(yù)報發(fā)火點的自燃進程變化，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：具有監(jiān)測的連續(xù)性和準(zhǔn)確性，并可將監(jiān)測數(shù)據(jù)送入礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)或礦井計算機網(wǎng)絡(luò)中。三、人工采樣分析系統(tǒng)沒有布置束管采樣點或采樣束管不能到達(dá)，同時又需要進行氣體分析的地點，可人工利用取氣囊進行取樣。氣體分析則由氣相色譜儀完成。取樣時間可每天或根據(jù)需要定期取樣，取樣前必須用取樣地點氣體對取氣囊進行2-3次沖洗。氣樣采集后12小時內(nèi)必須送至氣樣分析室進行數(shù)據(jù)分析，如超過12小時，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)測系統(tǒng)安裝方案一、地面主系統(tǒng)安裝（一）地面機房平面布置1、地面監(jiān)控室約12平方米。2、房內(nèi)設(shè)備安裝布置詳見機房平面圖（圖2）。3、室內(nèi)設(shè)

11、備安裝、擺放的質(zhì)量要求如下1) 檢測室內(nèi)要配備空調(diào),無煤塵, 干凈整潔;2)擺放儀器的桌面要平整,無震動;3)電源不要同大功率的電器設(shè)備同接,無干擾;4)儀器要按所要求的位置擺放, 擺放要整齊,連接線要整齊規(guī)范;5) 檢測完后儀器要用防塵罩蓋住,要保持儀器整潔無灰塵。（二）電源配置監(jiān)控室需設(shè)單相電為主系統(tǒng)供電220?？偣β什恍∮?KVA。接地線單獨接地,接地電阻3。注意穩(wěn)壓電源火線零線不要反接.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)到輔助水平車場。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)安裝要牢固可靠無損傷;(2)無嚴(yán)重擠壓;(3)無劃傷;(4)無堵塞;(5)無折彎。（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,用膨脹螺絲固定在巷道壁上。(根據(jù)現(xiàn)場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點上，安裝粉塵過濾器進行采樣，井下束管安裝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)必需達(dá)到如下要求1、在安裝時必需懸掛,其高度應(yīng)保證管纜在礦車掉道時不受撞擊;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