束管监测系统安装及安全措施培训

束管监测系统安装及安全措施培训勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01束管监测系统概述02安装前准备工作03地面系统安装规范04井下束管安装工艺CONTENTS目录05安装安全技术措施06系统调试与验收标准07安全操作规程与管理01束管监测系统概述系统定义系统定义与核心功能

束管监测系统是一种用于矿井瓦斯事故防治及煤矿自然火灾预报的监测系统，通过气相色谱技术对井下O₂、N₂、CO、CH₄等气体进行24小时连续监测，预测发火点温度变化。核心功能一：气体成分监测

可监测O₂、N₂、CO、CH₄、CO₂、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂等气体成分，色谱仪检测限≤0.1PPM，系统误差≤1.5%，支持12-30路气体同时监测。核心功能二：自然火灾预报

通过分析自然发火标志气体（如C₂H₄）的浓度变化，及时预测预报发火点的温度变化，为煤矿自然火灾防治提供科学依据。核心功能三：24小时连续监测与报警

系统支持24小时在线自动监测，气体超限自动报警，可生成正常分析、趋势分析报表及趋势图等11种图表，数据库记录个数无限制。核心功能四：数据联网与共享

具备联网功能，可实现分析数据共享，与矿井安全监控系统联网，为领导决策提供依据，部分系统利用工业环网实时传输数据至地面工作站。

系统组成与关键设备01核心硬件构成由粉尘过滤器、束管（单管/多芯束管）、分路箱、抽气泵、气体采样控制柜、束管专用色谱仪、监控电脑及打印输出设备组成，形成完整的气体采样与分析链路。

02气相色谱仪功能采用高精度煤矿专用气相色谱仪，可检测O₂、N₂、CO、CH₄、CO₂、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂等气体，检测限≤0.1PPM，系统误差≤1.5%，支持24小时连续循环监测。

03输气技术特点支持正压与负压输气技术，正压输气在长距离采样时流量可达负压方式的10-20倍，有效解决30公里内气体采样效率问题，部分系统将微型气相色谱仪部署于井下，避免样气污染。

04辅助设备功能配备粉尘过滤器、水蒸气过滤器去除杂质；分路箱实现多路气体切换；主站采样智能防护装置可自动除水除尘并检测束管漏气破损；工业环网保障数据实时传输至地面工作站。主要技术参数与运行环境

监测路束与分析气体成分系统可控制束管监测路束为12-30路（可扩充），能分析O₂、N₂、CO、CH₄、CO₂、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂等气体成分。

检测限与系统误差色谱仪检测限≤0.1PPM，系统误差≤1.5%，确保气体分析的高精度与低漂移。

运行时间与采样距离支持24小时连续监测或人工设定运行时间，井下管路最大采样距离可达30公里。

电源与功率要求电源需220V±5%或380V±10%50Hz交流电，总功率≤2.5KW（不含抽气泵）。

环境温湿度条件运行环境温度需控制在10-35℃，相对湿度≤90%，微机配置为P4以上原装机或工控机。

国内发展历程与技术演进

20世纪80年代初：起步探索阶段我国研制成功并应用束管监测煤层自然发火系统，如KHY-1、KHY-2型和ASZ型等红外束管监测系统，对煤层自燃隐患预测预报有一定效果，但设备复杂、管理技术要求高、装备费用昂贵，且分析精度相对较低，传感器元件寿命短，不能跟踪检测预报。

20世纪90年代：技术提升阶段在总结红外束管监测系统问题的基础上，基于微机自动控制、色谱仪高精度分析、束管负压采样等高新技术，开发出如ZS32F煤矿束管监测系统，可实现井下O₂、N₂、CH₄、CO、CO₂、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂等气体24小时连续循环监测，测定组分多、精确度高，可跟踪监测预报煤层自燃趋势并查找确定自燃标志性气体。

技术升级改造：功能拓展与性能优化部分系统将微型气相色谱仪部署于井下，采用正压输气技术避免样气污染，利用工业环网实时传输数据至地面工作站；新增乙烯、乙炔激光检测器可自动在线监测6种有毒有害气体，数据存入数据库并能远程控制采样泵启停；部分型号配备主站采样智能防护装置，可自动除水除尘并检测束管漏气破损。

输气技术研究：正压输气优势显著研究表明正压输气系统在相同束管长度下，采样时间更短、采样流量更大，是负压输气方式的10-20倍，且随束管长度增加优势越明显；在束管达到一定长度后，负压输气流量可能无法满足气体分析仪器最低流量要求，正压输气技术更适用于长距离采样。02安装前准备工作人员组织与职责分工成立安装领导组设立组长、副组长及成员，全面负责束管监测系统安装、调试、验收的技术管理工作，制定安装方案及安全措施，协调各相关部门配合。通风科职责负责安装期间通风管理，检查一氧化碳、瓦斯、氧气浓度，吊挂综采工作面上隅角、下隅角挡风帘，配合厂家安装监测系统。机电科职责负责安装期间用电安全及电路连接，确保设备供电符合要求，如分站电源接线桩抽头调整、变压器保护等。安全科职责负责安装期间安全管理，设置安全警戒，组织人员撤离，监督作业过程中的安全措施落实，确保无违规操作。调度室及其他队组职责调度室保障矿井上下通讯联络畅通；相关队组配合设备运输、现场协调等工作，确保安装顺利进行。

材料与工具准备及质量检验主要材料清单包括PE材质束管（如Φ10mm单管、4芯、8芯、16芯、24芯等）、分路箱、粉尘过滤器、滤水器、束管接头、法兰盘、保护管（如1寸铁管）等。

专用工具准备需准备安装支架、束管转盘、膨胀螺丝、挂钩、扎带、扳手、电焊机、切割机、防爆检修车等；检测工具包括气密性检测设备、标准气样等。

材料质量检验标准束管需无损伤、无严重挤压、无划伤、无堵塞、无折弯；连接件（如接头、分路箱）需密封良好；所有矿用材料需具备煤安证和防爆证。

工具安全检查要求电动工具需检查绝缘性能及接地是否良好；切割、焊接设备需确认防护装置完好；检测仪器需在校验有效期内，确保数据准确。作业环境安全评估要点作业环境安全评估与防护作业前需对作业区域进行全面检查，确认无物体阻挡、有害气体泄漏及火源等安全隐患。重点检查巷道支护完好情况、通风是否良好、有无淋水、瓦斯等有害气体浓度是否在安全范围内。温度与湿度控制要求地面监测机房温度应保持在10-35℃，相对湿度≤90%，有条件时配备空调。井下作业环境需关注温差变化，在温度急剧变化地点的低温侧设置除水器，标高较大的斜巷底部亦需设置除水器。防火防爆措施地面化验室必须配备不少于2台干粉灭火器，并悬挂“室内禁止明火”标识。井下作业严禁明火，避免产生静电，确保工作区域无可燃气体积聚，严格遵守《煤矿安全规程》中关于防火防爆的相关规定。个人防护装备要求操作人员必须佩戴合规的个人防护设备，包括安全帽、防护眼镜、防护手套、防护鞋等。进入工作地点前严格执行“敲帮问顶”制度，在密闭前工作时，必须先检查瓦斯、二氧化碳、一氧化碳、氧气浓度，符合规定后方可作业。

施工方案制定与审批流程施工方案核心内容施工方案需明确地面主系统安装（机房面积≥15平方米，配备空调、独立电源）、井下束管敷设（主束管规格、分路箱安装位置、测点布置如回采工作面、采空区等）、设备安装调试（色谱仪、抽气泵等）及工期安排，参考XX煤业16芯主束管沿主斜井敷设方案。

编制依据与技术规范依据《煤矿安全规程》第二百四十一条、《矿井防灭火规范》对一、二级自燃矿井的要求，结合束管监测系统技术参数（如采样距离≤30公里，分析气体组分包括CO、CH4等）及矿井实际地质条件编制。

审批流程与责任部门施工方案需经安装领导组（含通风科、机电科、安全科等）审核，报总工程师审批。例如某矿方案由通风队编制，经调度室、安健环管理部等多部门会审，最终由矿总工程师签字生效，确保合规性与可行性。03地面系统安装规范监测机房布置与设备摆放要求机房空间与环境要求地面监测机房总面积需达到15平方米以上，建议配备值班室约12平方米。室内需保持无煤尘、干净整洁，有条件时应配备空调以维持适宜温度。设备摆放规范摆放仪器的桌面需平整、无震动；仪器应按要求位置整齐摆放，连接线需整齐规范；检测完毕后仪器应用防尘罩盖住，保持仪器整洁无灰尘。电源配置要求主系统供电为220V±5%，接地线需单独接地，接地电阻≤3Ω。电源不要同大功率电器设备同接，以避免干扰。设备维护空间仪器周围需留出不小于600mm的维护空间，确保日常维护、检修操作的便捷与安全。电源配置与接地技术规范供电电压与频率要求系统主电源需满足220V±5%或380V±10%的交流电，频率为50Hz，总功率应≤2.5KW（不含抽气泵）。电源线路布设规范电源线路应独立敷设，避免与大功率电器设备同接以防止干扰，电缆规格需符合设备功率要求，如真空泵电机建议使用4mm²电缆线。接地系统技术要求系统需采用独立接地系统，接地电阻应≤3Ω，接地线需单极接地，确保设备外壳有效接地，防止电击事故。稳压电源使用规范应配置稳压电源，确保电压稳定在220V，安装时需注意火线零线不要反接，避免设备损坏。抽气泵安装与气路连接标准抽气泵安装位置与环境要求地面抽气泵应安装在靠近检测室的室内，具备独立接地系统，接地电阻≤3Ω；井下正压输气泵安装需严格遵循设备说明书，靠近采样点以减少阻力。抽气泵电源配置规范电源需符合220V±5%或380V±10%50Hz交流电要求，严禁与大功率电器同接，避免干扰；井下分站电源接线前需确认电压等级（如127V或660V），防止接错烧毁设备。气路连接密封与测试标准管路连接需使用特制束管接头，确保严密不漏气，安装后需用≥0.4MPa介质进行试漏；抽气管路应保持无漏气，正压输气系统流量需达到负压方式的10-20倍，确保满足分析仪器最低流量要求。气路防反水与防护措施进气管路建议加装横向逆止阀防止反水，替代传统电磁阀提升可靠性；管路穿过风门或墙壁时需穿管保护，转弯处半径应大于6倍管缆直径，避免打折堵塞。

色谱仪与控制系统安装调试色谱仪安装环境要求安装于地面化验室，需配备空调控制温度在10-35℃，相对湿度≤90%，远离大功率电器避免干扰，台面平整无震动，检测完后需用防尘罩遮盖。

色谱仪连接与启动流程先连接氢气发生器（压力0.4MPa）、空气发生器（压力0.4MPa）及标气，启动稳压电源至220V，待色谱仪温度达到设定值（如DET100℃、COL50℃、AUX360℃）且READY灯亮后，执行程升启动并测定基线。

控制系统软件安装与配置由售后服务工程师现场安装系统软件（如JSG9束管监测系统），完成参数设置（一般外标法/外标归一法）、束管参数核对及标准样标定，确保数据采集与上传功能正常。

系统联动调试与性能验证启动采样泵15分钟后进行束管检测，验证24小时连续循环监测功能，检查气体超限自动报警、数据趋势分析及11种图表输出能力，确保系统误差≤1.5%，色谱仪检测限≤0.1PPM。04井下束管安装工艺01主束管敷设路径规划与要求敷设路径选择原则主束管应选择支护完好、行人少的巷道，路径力求短直，减少拐弯以降低阻力；避开温差急剧变化区域，在温度低侧设置滤水器；标高差较大的斜巷底部需设置滤水器。02井筒束管安装规范井筒主束管沿井壁敷设，安装需牢固可靠，无损伤、挤压、划伤、堵塞及折弯；与动力电缆等管路分挂巷道两侧，采用吊钩悬挂，符合《煤矿安全规程》相关规定。03井下巷道敷设要求巷道内束管采用挂钩吊挂，间距不大于5米，水平或倾斜井巷弛度不超过0.3米；过风门或墙壁时需穿管保护，弯曲半径大于6倍管缆直径；与其他管线分挂两侧，避免交叉。04分路箱安装位置标准分路箱选择顶板完好、安全且不影响通行的位置，用膨胀螺丝固定于巷道壁；分路单管连接至箱内滤水器，放水开关关闭以防漏气，确保采样气体纯净。分路箱安装与固定规范安装位置选择标准分路箱应选择顶板完好、安全有保证且不影响正常通行的位置，优先布置在井下盘区变电所、大巷转弯处等便于维护的区域，采用平整井壁或专用支架固定。固定方式与要求使用膨胀螺丝或专用夹具将分路箱固定在巷道壁上，确保牢固可靠，避免松动。固定高度应与人体操作高度相适应，便于日常维护和管路连接。内部组件连接规范将分路单管接到分路箱内滤水器接口，确保接头严密不漏气，放水开关处于关闭状态。滤水器、电磁阀等组件布局合理，便于检查和更换。安装质量验收标准安装后需检查分路箱无损伤、无严重挤压，管路连接无堵塞、无折弯，整体布置整齐，符合《煤矿安全规程》关于管路敷设的相关要求。

监测点布置原则与技术要求核心监测区域确定原则重点布置于采煤工作面上隅角、回风侧采空区内部、密闭区，以及其他可能自然发火的巷道中，确保覆盖高风险区域。

测点位置选择标准应选择在浮煤被压酥的煤柱、采掘过程中有漏风和可能积热的地点，尽量布置在标高较高处及主要漏风通道中压差最大处。

探头安装技术规范束管监测探头应悬挂在监测地点回风流中，靠近巷道顶部，吸气口正对风流方向，设在顶板完好、无淋水处；采空区测点需加设保护管并埋入，采样探头内设置滤尘器。

管路敷设与标识要求管路系统应采取防砸坏、防漏气、防积水、防堵塞等措施，地面管路还应采取防冻措施；敷设完毕后需统一编号，并用压气检查管路顺序，确保气密性。

滤尘器与保护管安装标准滤尘器安装位置与固定要求滤尘器应安装在采煤面回风上隅角、采空区等监测点，需悬挂安装，高度和具体位置根据现场实际情况确定，确保能有效采集目标气体。

保护管材质与结构规范保护管采用1寸铁管，长度一般为60米，一端与2寸铁管通过法兰盘连接；采样探头为1米长2寸铁管，末端封口，四周钻有直径1CM、间距5CM的小孔，内置滤尘器。

安装质量控制要点安装时严禁将束管折伤、擦伤、刮伤，束管头保护胶套需保持完好，防止杂物进入导致堵塞；保护管埋入采空区时应确保牢固，避免受压损坏。

与束管连接及密封要求滤尘器与束管连接需保证严密不漏气，分路单管接到分路箱内滤水器上后，需关闭放水开关；两个束管接头处应预留2米富余量，采用特制束管接头连接。05安装安全技术措施井筒与大巷作业安全防护

井筒作业安全防护井筒束管安装时，严格执行"行车不行人，行人不行车"制度，在安装地点前后100米范围设立警戒。安装要牢固可靠无损伤、无严重挤压、无划伤、无堵塞、无折弯，沿井壁敷设方式与动力电缆相同。

大巷作业安全防护大巷安装束管时，由专人在安装地点前后100米范围设立警戒，注意来往车辆。电机车接近时，工作人员停止工作并躲避至行人侧较宽处，待车辆通过后方可继续。盘区巷道安装时，协调绞车司机派专人警戒，严格执行"行车不行人，行人不行车"。

管路敷设安全要求大巷束管采用挂钩吊挂，同固定橡套电缆方法固定，挂钩距离不大于5m，水平或倾斜井巷中应有适当弛度，垂度不超过0.3m。过风门或墙壁时穿管保护，弯曲处最小半径大于6倍管缆直径。

电气安全与防爆防静电措施01电气设备选型与认证要求选用符合矿用防爆标准的管路材料和设备，所有电气开关和线缆需具备煤安证和防爆证，确保在矿井易燃易爆环境下的安全运行。

02供电系统安全配置主系统供电采用220V±5%或380V±10%50Hz交流电，接地线需单独接地，接地电阻≤3Ω。稳压电源火线零线禁止反接，避免电源干扰。

03防静电措施通过接地、使用防静电材料等方法消除或减少静电对管路的影响。确保管路与电气设备、其他潜在点火源保持足够的安全距离，防止静电火花引发事故。

04电气设备安装与维护规范电气设备安装需远离大功率电器设备，避免干扰。定期检查电缆连接情况、设备接地是否良好，确保无破损、无漏电，维护记录需详细完整。

密闭区与采空区作业风险控制作业前气体检测要求在密闭前工作时，必须先检查瓦斯、二氧化碳、一氧化碳、氧气的浓度，在浓度符合《煤矿安全规程》规定后，方可进行作业。

密闭区测点布置规范工作面正常封闭后，在进、回风侧密闭分别设观测孔，并在密闭内各布置一个测点；与采空区相连（尤其是与火区相通）的闭墙内也应设置测点进行监测。

采空区束管保护措施采空区监测点的束管要加设1寸铁管加以保护，并设置采样探头，采样探头内设置滤尘器；埋入采空区的保护管应随工作面开采循环布置，确保监测连续性。

紧急撤离与应急响应作业人员需熟知紧急撤离路线，确保通道畅通；发现气体浓度超限时，立即停止作业，执行应急撤离程序，并向调度室报告。紧急情况应急处置流程

紧急停机操作步骤立即关闭采样泵，切断气体采样控制柜电源；关闭色谱仪电源，退出监测系统软件并关闭计算机；30分钟后关闭氢气发生器、空气发生器及稳压电源。火灾事故应急响应当发生火灾时，立即启动机房灭火器材，迅速撤离至安全区域；报告矿调度室及安全管理部门，同时切断机房总电源，防止火势蔓延。有害气体泄漏处理发现气体泄漏时，立即停止系统运行，打开通风设备；佩戴防护呼吸器，检查泄漏点并采取封堵措施；疏散周边人员，检测环境气体浓度至安全范围。设备故障应急措施系统报警或数据异常时，首先检查电源、通讯线路及硬件连接；若为束管堵塞，使用压缩空气吹扫管路；无法现场解决时，立即联系技术支持并启用备用监测方案。06系统调试与验收标准

气密性检测与管路吹扫工艺气密性检测方法与标准气密性检测需采用压气检查，压力不低于0.4MPa，通过观察压力变化或肥皂水涂抹接口处检查是否漏气，确保整个管路系统无泄漏，传输损失在允许范围内。

管路吹扫目的与操作流程管路吹扫旨在清除管内杂物和积水，通常使用空气压缩机加压空气进行。对于水堵等故障，需针对性吹扫，完成后需复查管路气密性，确保通畅。

检测与吹扫质量控制要点检测前需确认管路连接牢固、无折弯打折；吹扫时注意保护束管，避免过度压力损伤管路。完成后需统一编号，并记录气压值、气体传输时间等关键数据。仪器校准与数据准确性验证

校准周期与标准气样要求系统需定期使用标准气样进行校准，色谱仪检测限应≤0.1PPM，系统误差需控制在≤1.5%范围内，确保气体分析数据的准确性。校准操作流程启动系统后，待氢气、空气发生器压力稳定至0.4MPa，色谱仪各部件温度达到设定值（如DET100度、COL50度），通过进样口注入标准样，测定基线并进行标定，生成校正因子。数据准确性验证方法采用外标法与归一法结合，对CO、CH₄、C₂H₄等标志性气体进行比对分析，同时通过历史数据趋势对比，验证当前数据的一致性和可靠性，确保监测结果真实反映井下气体状况。校准记录与文档管理校准过程需详细记录标准气样浓度、仪器参数、校正因子等信息，形成校准报告并存档，作为系统运行维护和数据溯源的依据，确保符合煤矿安全监测相关规范要求。

系统联调与功能测试流程系统联调准备检查束管系统各组件连接是否正确，包括束管、分路箱、采样泵、色谱仪及数据传输线路，确保无松动、漏气现象。确认电源电压稳定在220V±5%，接地电阻≤3Ω。

分步联调步骤启动抽气泵，检查束管内负压是否达到≥0.05MPa；开启色谱仪，待温度稳定（如柱箱50℃、检测器100℃）后进行标气校准；测试数据传输系统，确保井下与地面工作站通讯正常。

功能测试项目24小时连续监测功能：验证系统循环采样1