阿城煤矿自然发火束管监测 昊通

潍坊昊通通信科技有限公司

1.设计背景
根据对XX煤矿的实地调查得知，XX煤矿没有配备火灾束管监测系统，和矿方沟通并根据设计要求和验收标准特制定本系统方案。
2.设计原则
1）选用的系统符合相关法规的要求，在技术上具有先进性。
选用的系统符合有关标准和行业标准要求，通过*检验机构审查和检验。束管监测系统技术上具有先进性，能够满足矿井今后一定时期内发展的需要。
2）系统稳定可靠，能够满足日常火灾监测的需要
系统能够实现对井下自燃气体的连续监测；能够实现对煤自燃过程中标志气体的准确分析；系统运行稳定可靠，日常维护工作量少，束管系统能够**取样的可靠。
3）监测点设置合理，满足火灾监测的要求，并可扩展，束管布置安装方便。
工作面和井下可能发火地点的监测布置合理，能够实现对井下火灾的全面监测。束管系统的布置要安装方便，并在今后可能使用的地点留有扩展的端头。所有设备应当能够在井下恶劣的自然条件下长期稳定工作，并且安装施工简便，便于维护
4）系统操作简单，配置灵活，分析功能强大，数据共享方便。
整个系统的控制应当采用统一的模式，实现自动控制，能够方便地进行计划的采样分析工作，并能将各类分析结果统一存储分析。提供功能强大的数据统计和分析工具，具有功能。能够实现系统数据的共享和同其它信息管理系统的结合。
根据以上设计原则，提出如下设计方案，并建议采用我公司研发生产的JSG8矿井火灾束管监测系统。

3.方案设计
根据目前井下工作面、采空区发火观测点的设置情况和预留发火观测点的情况，下井束管主管缆选择为16芯，配套设备按照32芯束管的配套能力选择。主束管管缆沿主斜井下井，在工作面的上下顺槽内采用单芯束管。
监测点设置：系统一共2个工作面，1个综采工作面共设置5个束管测点，用于投产时工作面及采空区的火灾防治。设置地点包括布置在回风顺槽上隅角（即工作面测点）；布置在回风顺槽口；布置在运输顺槽口；布置在回风顺槽距离工作面10m处；布置在采空区（距工作面30m处）；其余地点根据实际情况临时设置。
束管监测系统监测室设于地面联合建筑内，系统通过标准的通讯接口接合建筑内设置的环网交换机，通过地面工业以太环网将信息上传至矿调度中心。
什么是JSG9束管监测系统
井下煤层自然发火直接威胁煤矿安全生产，煤层自然发火严重时危及矿井生产安全及诱发瓦斯。只要能够准确监测、及时进行早期预报，才能有的放矢地采取措施，从而避免自燃事故的发生。该系统广泛适用于大、中、小各类煤矿自然火灾预报和防治工作。对井下任意地点的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2, H2等气体含量实现24小时连续循环监测，经过对自然火灾标志气体的确定和分析，就能预测自然发火变化趋势，为煤矿自然火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供科学依据。系统在地面设监测、分析中心，并通过束管采集监测点的气体，用抽气泵抽至地面监测室进行分析。

JSG9束管监测系统系统功能
1、分布式温度监测技术对采空区内部、回风巷的温度进行实时在线监测和定位；
2、采空区形成后，穿过密闭墙布置安装光纤瓦斯传感器，监测瓦斯浓度，并在气体浓度**危险值时进行；
3、使用光纤水位传感器监测采空区内的水位信息，并在**出一定高度后示警；
4、监测设备可通过网络接口接入到工业以太网中，可同时将数据传输的矿区各级管理部门，并在有互联网的前提下实现信息共享。
JSG9矿井火灾束管监测系统组成
1.井下束管部分：由粉尘过滤器、、分路箱(含滤水器)、束管等组成，其作用是运载井下气体。
2.采样控制部分：由输出控制接口板、电磁阀驱动电路、采样泵等组成，它们各自装在微机和控制柜内。其作用是按规定的顺序和时间将气体送入分析仪器中。
3.气体预处理部分：由过滤器、冷凝器和流量计等部分组成，其作用是把处理合格的样气送入分析仪器中。
4.气体分析部分： 由束管**气相色谱仪，**输入输出接口、空气发生器，氢气发生器（载气气源）等部分组成。
5.数据采样部分： 由数据采样接口板、采样程序组成．用以采集气体分析仪传来的数据，并进行数据预处理。
6.数据分析部分： 由测控软件内的数据分析、图形显示、谱图检测、计算结果等部分组成。通过分析将采样数据形成分析报告及谱图。
7.打印输出部分：由打印机及检测软件中的打印控制部分组成。用以输出所有的分析报告、图表等。
8.抽气泵部分：无油无水真空泵。把井下各个测点的气体抽到气体分析室。
JSG9矿井火灾束管监测系统专业用于各类煤矿自然火灾预报和防治工作。对井下任意地点的CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO2、O2、N2、H2等气体含量实现24小时连续监测，根据气体变化趋势判断自燃发火程度，为综合防治煤矿自然火灾确保安全生产提供科学依据。系统在地面设监测、分析中心，利用微机控制，通过抽气泵将井下工作面、密闭、采空区的气体经束管抽至地面监测室进行监测分析。可以指导采空区的配风、抽放瓦斯、调压、注浆等工作;通过敷设束管还便于对一些工作人员无法到达或危险大的盲巷等地方的瓦斯等气体成份浓度进行分析。 矿井火灾束管监测系统主要由粉尘过滤器、、束管、分路箱、抽气泵、气体采样控制柜、监控微机、束管**色谱仪、打印输出设备、系统软件等组成。 系统是在微机控制下，由地面抽气泵将井下气体送入色谱仪，色谱仪检测出结果后，由电脑进行分析，整个过程都在微机控制下进行，自动化程度高。可实现24小时连续在线检测与分析，所有分析数据均可保留。以便工作人员对数据的再利用。
监测特点：
1）结构功能采用模块化结构，集成了计算机强大的处理功能，具有体积小、结构简单、方便携带及功能强大等优势。
2）光纤传感中一条光纤即可实现温度的长距离连续在线监测，具有不带电，本质安全，不受电磁干扰，防潮湿等特点。
3）性能指标采用先进的半导体激光器、高灵敏度的光电探测器，自动调整增益，克服光学器件因工作时间长，造成的信号偏移，系统长期稳定可靠。
4）接口配置 WCF通讯协议，实现数据输入/输出。内置4路继器输出节点，具有灵活的远程控制功能。
5）*温度标定即可实现光缆的衰减系数差的自动测量。
软件功能：
1）系统具有模拟动画显示功能，地图可放大缩小、拖动，操作简单；
2）实时显示监测数据，异常信息及时；
3）显示巷道布置模拟图、设备、传感器等安装位置及状态直观明确；
4）历史数据、数据存储、查询功能；
5）故障信息提示、存储记录功能；
6）报表订制，导出打印功能；
7）数据库定时备份功能；
8）系统具有人机对话功能，以便于系统生成、参数修改、功能调用等；
9）系统具有操作权限管理功能，对参数设置等必须使用操作，并具有操作记录；
10）系统提供数据接口，系统数据可接入煤矿自动化管理平台；
11）系统软件实时显示温度分布曲线；快速查询各点温度随时间变化曲线；可设256分区，具有高温、低温、快速升温功能；web发布功能。
12）随工作面推进，进尺可编辑，具有良好的可视化效果。
4.3.3矿井气体多点参数色谱自动分析部分
为做好煤矿自然火灾预报和防治工作，对井下重点区域的CO、CO2、CH4、O2等气体浓度进行有效监测分析。
矿井气体多点参数色谱自动分析系统配置大屏幕液晶显示，实现在液晶屏上对仪器条件进行直接设置；配置优化后的检测器，检测数据更稳定；配置性能良好的真空泵，做到无油润滑、*水，具有体积小、噪声小、故障率低等优点；仪器装有特殊的反吹装置，大大缩短每个分析周期时间；更换现有监测16路管路，满足煤矿生产监测需求。
4.4其他技术要求
1）所有配件均应满足所安装系统的功能要求。
2）所有配套产品均应满足所安装系统的设计参数要求。
3） 设备厂家必须取得颁发的矿用产品安全标志证书。
4）温度监测设备要带有出厂标定检验报告。

JSG9矿井火灾束管监测系统产品介绍
JSG9型矿井火灾束管监测系统是通过束管取样分析矿井采空区、密闭区、巷道中一氧化碳、氧气、二氧化碳等气体浓度，预报煤矿自然火灾的成套装置。系统由放置在地面的气路控制柜、多参数气体分析仪、计算机、真空泵和放在井下的管缆、接管箱、过滤器、储水器等组成。利用真空泵和管缆将井下各监测点的气体取至地面监测室，通过气路控制装置，依次将各测点气体注入气体分析器，通过计算机数据采集、分析计算、显示、打印矿井大气和采空区、密闭区内的一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氧气等气体浓度。通过分析上述气体浓度参数及其变化趋势，计算火灾系数，提出矿井自然发火的可能性。系统具有安全可靠，维护简单，精度高、抗干扰能力强等优点。
JSG9矿井火灾束管监测系统功能介绍
1、实时采样、显示和分析
系统实时采集和显示：取样点编号、井下取样位置、取样时间、各个取样点一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氧气等气体浓度数值；
显示通过计算得到的氮气浓度和火灾系数（格拉哈姆系数）数值，显示状态等；
2、模拟动画显示
系统实时显示各通道动态采样结果图、监测点布置模拟图；
3、趋势曲线对比分析
系统能在同一时间坐标上用不同颜色显示二个以上被测参数的趋势变化曲线；
4、控制功能
软件具有取样电磁阀选通、停止和清洗电磁阀选通、停止的控制功能；
5、存储和查询
系统具有按取样点编号和监测参数类型为索引的存储和查询功能，能形成各种分析报表；
6、打印
系统具有报表、曲线、模拟图、初始化参数等的召唤打印功能。报表包括被测参数的日报表、月报表，异常报表等；
7、参数设置
1、设置和修改被测参数的量程、值；
2、设置、修改参与运行取样管的运行起止通道；
3、设置、修改控制取样电磁阀和清洗电磁阀的运行时间；
4、设置、修改取样地点名称。
8、网络接口功能
系统向外提供统一的数据接口，依据组网方提供的数据协议联网及以与其它数据分析系统联网。
JSG9矿井火灾束管监测系统主要技术指标
1、系统连接测点数：12、16、24（扩展）。
2、系统远测点距离：15km。
3、每路采样控制时间：2min-20min。
4、管缆芯数：16、12、6、4、1。
5、由多参数气体分析器组成：一氧化碳气体分析器、二化碳分析器、甲烷分析器、氧气分析器等组成。
煤矿自然发火束管监测
矿用气体监测分站实现功能如下
1）采样功能：通过束管将监测点的气体采集到分站中，该分站气体分路及采样、分析组件设计合理，配置灵活，扩充方便，接口通用，稳定可靠，维护简单。
2）设置功能：设置工作状态、分析装置的工作方式等。
3）转换功能：将分析的结果转换为传输所需的格式以传输。
4）传输功能：数据可通过串口的传输，协议设计规范、合理，传输功能强大，并且与公司的系统兼容，通过工业环网传输到地面监测站。
5）分析功能：对采样气体进行高精度的分析。
6）监测功能：气体组分数据、采样流量流速、各管路流量流速、采样压力、管路压力等实时监测。
7）气体监测站具有井上远程控制、井下近程控制、以及*异地控制等多种操作方式。
4.3.1.4的管理压力及流量监测，监测每根管路的泄露或堵塞情况，便于对束管的维护管理；并且有完善的气路阻火设计，系统更加安全。
4.3.1.5系统的抽气采样泵、采样、分析、系统校准、管路清洗等工作均可通过电脑控制自动或人工操作完成，并可实现远程自动检测和控制。
4.3.1.6系统具备数据保存、并有报表、曲线转换等功能。
4.3.1.7系统提供远程监控及数据网上实时发布功能。
4.3.2温度监测部分
分布式光纤测温主机技术指标
序号 项目 参数值 单位 备注
1 测温距离 6 km 需供检测报告
2 测温范围 -20～150 ℃ 据光缆而定
3 温度分辨率 0.1 ℃
4 测温精度 ±2 ℃
5 测温采集时间 <5 s
6 定位精度 ±2 m
7 通道数目 8 --
8 系统软件 WINDOWS操作系统 --
9 外部接口 以太网/单模双纤 -- 本安输出
10 显示方式 LCD 7寸
11 系统工作温度 0～+40 ℃
12 电源输入 AC660V/380V/50±5 Hz AC
13 尺寸 464×406×570 mm
气相色谱分析仪
气相色谱分析仪产品介绍
气相色谱仪广泛应用于石油化工、精细化工、生物医、环境保护、食品卫生、高纯气体、电力、酿酒、科研及教育等各个分析领域。是束管监测系统的重要组成部分。人性化的中文菜单式操作，精美的外观设计，让色谱分析工作者使用的更加自信。
气相色谱分析仪产品特点
1．高精度、稳定可靠的温度控制系统：
（1）仪器主控电路采用了功能先进的微处理器，大规模的集成电路，使电路结构紧密而稳定；一体化的主控电路板设计提高了仪器的抗干扰性和可靠性。
（2）温度控制电路采用微处理器控制，五路高精度的控制系统，其中柱箱可实现五阶程序升温，保证了客户进行宽沸程复杂样品的分析；各被控加热区的温度控制精度优于±0.1℃(200℃时测)。
（3）柱箱具有双重的**温保护功能；其中任一加热区温度**过设定极限，仪器均会自动保护停机，并且可以直接显示故障部位，方便了你的维护和维修。
（4）智能化的后开门技术，保证仪器的柱箱温度在接近室温工作时也有良好的控温精度，并且能快速降温。
2．人性化的设计，中文菜单式操作，通俗易学，更加适合国情：
（1）仪器采用了蓝色背光大屏幕(LCD)液晶显示，显示直观，操作方便。
（2）触摸式键盘，方便对仪器各项操作数据进行设定。
（3）仪器具有断电保护功能，所设定的参数在断电后能长期保存。
（4）具有秒表计时功能。
（5）主机自带三路阀件控制系统，方便实现在线进样和完成各种反吹切换的自动分析。
3．双重稳定的高精度气路控制系统。
（1）载气气路采用先稳压后稳流的双重稳定的气路系统
（2）流量调节阀采用数字式旋钮调节，直观、可靠性好。
（3）柱前压力均在压力表上显示。
气相色谱分析仪工作环境要求
气相色谱分析仪煤矿井下瓦斯气体成份浓度在线或离线监测，确保井下作业生产安全。
1、电源电压：220V～±22V 50Hz±0.5Hz
2、额定功率：＜1800W
3、环境温度：+5°C～+35°C
4、相对湿度：≤85%
5、仪器安放场合不得有腐蚀性气体及有影响正常工作的电场或磁场存在，仪器安放工作台应稳固，不得有振动。离氢气瓶2m以内不得有电炉和火种。
气相色谱分析仪监测成份及浓度范围
O2：20.9±5%；
N2：78±10%；
CH4：0.5PPm～10%；
CO：0.5PPm～0.3%；
CO2：1PPm～0.5%；
C2H6：1PPm～0.3%；
C2H4：1PPm～0.3%；
C2H2：1PPm～0.3%。