乌化矿业束管监测系统布控方案

1、乌海市乌化矿业有限责任公司束管火灾监测系统设计 编制部门：生产技术部 编制日期：2013年2月22日 编制人：贾伟前 言为保障煤矿安全生产和职工人身安全，防止煤矿事故。根据煤矿安全监察条例及国家安全监管总局国家煤矿安监局关于加强煤矿防灭火工作的通知（安监总煤行2008161号）的规定，开采容易自燃和自燃煤层时，必须编制相应的防灭火设计。在防灭火设计中，乌化矿业设计安设束管防灭火自动监测系统。一、编制设计的依据1、内蒙古安科安全生产检测检验有限公司2011年9月出具的乌化矿业9#煤层自燃倾向性鉴定报告鉴定结果为级自燃；2、内蒙古安科安全生产检测检验有限公司2011年9月出具的乌化矿业16#煤层自

2、燃倾向性鉴定报告鉴定结果为级自燃；3、煤矿安全规程；4、煤炭工业矿井设计规范；5、煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法；6、煤矿自然发火束管监测系统通用技术条件；二、设计的指导思想：以“预防为主、防治结合”的方针为指导，结合乌化矿业和当地的实际情况，积极采用新技术、新设备、新工艺，开拓思路，借鉴国内外先进的设计思想，建立比较先进的矿井火灾束管监测监控系统，从而保障煤矿生产和职工人身安全，防止煤矿火灾事故的发生。 第一部分 矿井概况一、概述乌化一矿位于白云乌素矿区南部，属高原低山丘陵地貌，地势总体北高、南低，最高点位于勘探区北部，海拔标高1301.5m，最低点位于井田南部，海拔标高 1245.0m，高差

3、56.5m。各煤层原煤灰分产率在16.1939.69%之间波动， 各煤层灰分平均值为27.2235.17%。原煤灰分变化较大，煤经洗选后灰 分产 率有很大程度的降低，两极值为 7.7718.48%，各煤层平均值为 9.6611.92%。 本矿井通风系统为中央并列式。通风方式为机械抽出式，三进一回。回风立井位于工业场地内。新鲜风流由主副斜井、辅助进风立井井底车场8#煤轨道大巷9101综采工作面，乏风由9101工作面回风顺槽9101回风绕道总回风巷回风立井排出地面。2012年由安可安全生产检测检验有限公司中心鉴定，年度瓦斯等级鉴定结果为：矿井绝对瓦斯涌出量1.88m3/min，矿井相对瓦斯涌出量4

4、.51m3/t，二氧化碳绝对涌出量：2.68m3/min二氧化碳相对涌出量：6.4m3/t，为低瓦斯矿井。二、矿井自燃发火情况1、9#煤层自然发火倾向性鉴定经内蒙古安科安全生产检测检验有限公司鉴定9#煤层与16#煤层为II类自燃煤层，鉴定结果见表。9#煤层自燃倾向性等级煤层水分%Mad灰份%Aad挥发份%Vdaf真密度TRDg/cm3吸氧量ml/g干煤自燃倾向性等级自燃倾向性9#0.6441.0833.011.740.46II自燃16#煤层自燃倾向性等级煤层水分%Mad灰份%Aad挥发份%Vdaf真密度TRDg/cm3吸氧量ml/g干煤自燃倾向性等级自燃倾向性16#0.5644.433.11.

5、760.44II自燃2、矿井自然发火史乌化矿业自建井以来从未发生过煤层自燃现象。3、矿井现采取的防灭火措施乌化矿业采用喷洒阻化剂、注氮防灭火的方法来预防自然火灾。第二部分 井下束管火灾监测系统设计方案一、说明目前矿井火灾监测系统最常用的是矿井自燃火灾束管监测系统。束管监测系统主要由束管取样系统和地面气体分析中心组成，通过束管将监测点气体抽取样到地面，利用气相色谱分析仪连续分析气体组分浓度，通过各组分浓度的变化对煤层氧化自燃过程进行判断分析并进行煤自然发火的早期预测预报。该系统能够对井下的气体成分及浓度变化实现有效的实时监测，并在地面监测中心对煤自燃灾害的发生发展进行分析预测，实现了煤自燃预测预

6、报的智能化、自动化，操作方法简便。在实际应用中也存在一些问题，由于需要将气样采集至地面进行分析，当束管管线较长时，束管抽出阻力大，使得气体抽出时间太长，同时井下管路的维护工作量也大。针对乌化矿业井下生产实际布局，确定建立地面型束管监测系统和人工采集气体进行分析观测的自然发火预测预报监测系统。二、设备选型及参数本矿井配置一套KSS200C型束管监测系统。1、设备组成 主要由粉尘过滤器、单管、束管、分路箱、抽气泵、气体采样控制柜、监控微机、矿用色谱仪、打印输出设备、等组成。2、主要功能a）利用数据库分析某一监测点气体含量在一段时间内变化情况的功能；b）自然火灾预报功能：通过各组分浓度、烷烯比、链烯

7、比的计算，及时准确的反映火源温度变化情况；爆炸危险程度判别功能；c）历史数据查询功能：为防灭火提供各种数据；d）自动控制功能：系统输出功能齐全：气体采样控制柜可对至少12个采样点自动巡回采样，可对气体进行浓度分析，分析数据由计算机存储，并计算有关参数，发出自然发火报警； e）具有报表、曲线、储存、打印功能。能提供检测日报、月报、检测谱图报表、气体含量变化趋势报表等；f）具有设定气体含量超限自动报警，流量显示及自动调节功能功能。3）主要技术参数 a）分析气体成分：CO、CH4、O2、N2。b）色谱仪检测限1PPM；c）系统测量精度误差1；3、监测内容及其作用束管监测系统是一项早期预报内因火灾的有

8、效装置。该系统是一种用泵通过束管把测点的气样抽至地面，利用气体分析仪进行分析，以预报灾情的装置，特别是井下人员无法进入的区域（如采空区等），它具有其它监测手段无法替代的优点，是采空区内因火灾早期预报的有效技术途径。以CO、C2H4、C2H2三种气体作为自燃发火的预报指标气体。1）监测点设置监测点分为固定点、移动点和临时观测点。观测点应设置在能采集到观测区内的有代表性的气体的地点。尤其固定观测点，移动观测点，应尽量设置在巷道周围压力较小，支架完整，没有拐弯，断面没有突然扩大或缩小的地点。根据上述要求监测点主要布置在以下地点：a）工作面上隅角监测点1个，随工作面开采而移动。b）采空区监测点，随工作

9、面推进埋入采空区， 一个工作面布置1个点。当测点采空区氧浓度降到5%后，断开该测点，重新布置采样探头。埋入采空区的束管要用DN25-50mm的钢管加以保护，保护套管埋入采空区不回收。c ）备用面各布置一个，共两个。2）监测内容监测点主要监测气温、采集气样等，以便提供分析数据，所有采集的气样通过束管管路送至地面进行自动分析。3）作用通过束管取样，利用安装在地面的抽气泵，将所采样的气体送入分析仪进行分析。对井下任意地点的O2、N2、CO2、CH4、CO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，及时预测预报发火点的自燃进程变化，为煤矿自然火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供

10、科学依据。系统特点：具有监测的连续性和准确性，并可将监测数据送入矿井安全监测系统或矿井计算机网络中。三、人工采样分析系统没有布置束管采样点或采样束管不能到达，同时又需要进行气体分析的地点，可人工利用取气囊进行取样。气体分析则由气相色谱仪完成。取样时间可每天或根据需要定期取样，取样前必须用取样地点气体对取气囊进行2-3次冲洗。气样采集后12小时内必须送至气样分析室进行数据分析，如超过12小时，气样应舍弃不用，重新取样，以保证分析数据准确。第三部分 井下束管火灾监测系统安装方案一、地面主系统安装（一）地面机房平面布置1、地面监控室约12平方米。2、房内设备安装布置详见机房平面图（图2）。3、室内设

11、备安装、摆放的质量要求如下1) 检测室内要配备空调,无煤尘, 干净整洁;2)摆放仪器的桌面要平整,无震动;3)电源不要同大功率的电器设备同接,无干扰;4)仪器要按所要求的位置摆放, 摆放要整齐,连接线要整齐规范;5) 检测完后仪器要用防尘罩盖住,要保持仪器整洁无灰尘。（二）电源配置监控室需设单相电为主系统供电220。总功率不小于5KVA。接地线单独接地,接地电阻3。注意稳压电源火线零线不要反接.二、井下束管安装（一）主束管的安装1、主束管从监控室开始布设，沿副斜井向井下布设，一直布设到辅助水平车场。2、主分路箱再拉3路单管为9101工作面、9102备用面、9103备用面使用。3、井筒束管安装的

12、质量标准， 严格把好质量关达到如下的要求(1)安装要牢固可靠无损伤;(2)无严重挤压;(3)无划伤;(4)无堵塞;(5)无折弯。（二）分路箱的安装分路箱一定要选择顶板好、安全有保证不影响正常通行的位置，选适平整的井壁吊挂主分路箱1个,用膨胀螺丝固定在巷道壁上。(根据现场情况也可使用其它方式固定)将分路单管接到分路箱内滤水器上,将放水开关关闭(以免漏气)。其他的分路箱也是这样安装。（三）井下巷道的束管安装束管从分路箱顺至回风隅角或者是其它需要的检测点上，安装粉尘过滤器进行采样，井下束管安装的质量标准必需达到如下要求1、在安装时必需悬挂,其高度应保证管缆在矿车掉道时不受撞击;2、在巷道中采用挂钩吊挂,同固定橡套电缆一样的方法固定;3、挂钩距离不大于5m,在