為確保礦井安全生產(chǎn)，井下環(huán)境監(jiān)測需設(shè)一套束管監(jiān)測系統(tǒng)，主要利用紅外技術(shù)對井下氣體成份的分析，實現(xiàn)CO、CO2、CH4、O2、N2（計算值）等氣體含量的24小時在線連續(xù)監(jiān)測，對其含量變化情況進行預(yù)測。
　　系統(tǒng)采用高精度、低漂移的氣體分析儀，能夠在早期監(jiān)測到自燃的臨界點。
　　束管監(jiān)測點設(shè)在回采工作面。
　　煤礦自燃火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)說明
　用途
　　該系統(tǒng)廣泛適用于大、中、小各類煤礦自然火災(zāi)預(yù)報和防治工作。利用紅外技術(shù)對井下任意地點的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2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)火點的溫度變化，為煤礦自然火災(zāi)和礦井瓦斯事故的防治工作提供科學(xué)依據(jù)。
　　

e)乙烯
0～20×10—6；井下主要采用電化學(xué)原理。
除上述測定原理外也可采用其他原理。
4．2 一般要求
4．2．1 井下監(jiān)測型系統(tǒng)中的傳感器、分站、傳輸部分應(yīng)采用本質(zhì)安全型或隔爆兼本質(zhì)安全型結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合GB 3836．1、GB 3836．2、GB 3836．3和GB 3836．4的有關(guān)規(guī)定。
4．2．2 井下監(jiān)測型系統(tǒng)中取樣控制裝置應(yīng)采用隔爆兼本安全型結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合GB 3836．1、GB 3836．2、GB 3836．3和GB 3836．4的有關(guān)規(guī)定。
4．2．3 系統(tǒng)各部件表面不應(yīng)有明顯的劃痕；外殼表面涂鍍層應(yīng)牢固，不應(yīng)有銹蝕和變形。
4．2．4 系統(tǒng)各組成部分應(yīng)保證調(diào)試、維護和安裝方便與可靠。
4．2．5 使用于井下的系統(tǒng)各組成部分外殼防護性能應(yīng)符合GB 4208中IP 54的規(guī)定。
4．2．6 使用于井下的系統(tǒng)各組成部分應(yīng)采用不銹材料或進行防銹處理。
4．2．7 系統(tǒng)中所有管件及連接件、接插件或緊固件連接應(yīng)牢固、可靠。
4．2．8 系統(tǒng)中所有觀察窗玻璃的透光應(yīng)良好，無油垢、擦痕等缺陷。
4．2．9 系統(tǒng)中的按鈕應(yīng)靈活可靠，指示燈和顯示裝置應(yīng)清晰。
4．3 氣體傳感器或氣體分析器
4．3．1 系統(tǒng)氣體濃度測定基本誤差
4．3．1．1 甲烷濃度測定誤差
低濃度時應(yīng)符合MT 444中4．3．1的規(guī)定；高濃度時應(yīng)符合MT 445中3．1．3的規(guī)定。
4．3．1．2 一氧化碳濃度測定誤差
應(yīng)符合MT 446中4．3．1的規(guī)定。
4．3．1．3 二氧化碳濃度測定誤差
為±5％F．S。
4．3．1．4 氧氣濃度測定誤差
應(yīng)符合MT 447中3．13的規(guī)定。
4．3．1．5 乙烯濃度的測定誤差
應(yīng)符合表1的規(guī)定。

4．3．1．6 其他氣體濃度的測定誤差
應(yīng)符合相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
4．3．2 工作穩(wěn)定性
井下用氣體傳感器在工作穩(wěn)定性試驗期間其零位漂移量及量程漂移量應(yīng)不超過4．3．1規(guī)定的基本誤差。
4．3．3 響應(yīng)時間
井下用氣體傳感器示值達到氣樣的穩(wěn)定示值90％的時間應(yīng)不超過60s。
4．3．4 井下用傳感器工作電壓
用于井下的氣體傳感器的電源應(yīng)符合MT／T 408的規(guī)定。
4．3．5 井下用傳感器輸出信號制
用于井下的氣體傳感器輸出信號制應(yīng)符合MT 443中4．2．5的規(guī)定。
4．3．6 環(huán)境適應(yīng)能力
4．3．6．1 井下用氣體傳感器在工作溫度范圍內(nèi)的誤差，應(yīng)符合4．2．3要求；使用電化學(xué)電池作為敏感元件的產(chǎn)品在每變化10℃時引起的附加誤差應(yīng)符合4．3．1的規(guī)定。
4．3．6．2 井下用氣體傳感器經(jīng)非工作狀態(tài)下的高溫、低溫貯存和運輸環(huán)境溫度試驗后，應(yīng)符合4．3．1的規(guī)定。
4．3．6．3 用于井下的氣體傳感器經(jīng)沖擊試驗后，應(yīng)符合4．3．1的規(guī)定。
4．3．6．4 用于井下的氣體傳感器經(jīng)振動試驗后，應(yīng)符合4．3．1的規(guī)定。
4．3．6．5 用于井下的氣體傳感器經(jīng)非工作狀態(tài)下的交變濕熱試驗后，應(yīng)符合下列規(guī)定：
a)帶電回路與外殼之間的絕緣電阻應(yīng)不小于1MΩ；
b)帶電回路與外殼之間應(yīng)承受頻率為50Hz、電壓為500V，1min的耐壓試驗；
c)應(yīng)符合4．3．1的規(guī)定。
4．4 氣體取樣管路
4．4．1 抽取氣樣的聚乙烯塑料管內(nèi)徑應(yīng)不小于8mm。
4．4．2 對井下監(jiān)測型系統(tǒng)可達到的取樣距離應(yīng)不小于2．0km。
4．4．3 取樣管之間的聯(lián)接應(yīng)做到阻力小、密封好。
4．4．4 在井下取樣點空氣入口處和在傳感器或分析器氣樣入口處應(yīng)設(shè)有粉塵過濾器。
4．4．5 在取樣控制裝置入口處應(yīng)設(shè)有火焰消焰器。
4．4．6 在井下取樣的管路中應(yīng)能及時有效地排除管路中的冷凝水，宜在管路中設(shè)貯水器。
4．5 取樣控制裝置
4．5．1 多點集中監(jiān)測中使用的自動巡回采樣裝置每路運行最短時間為2min，最長時間20min。
4．5．2 控制裝置中的抽氣泵應(yīng)能保證長時連續(xù)工作。并應(yīng)設(shè)備用抽氣泵。
4．5．3 控制裝置中的取樣泵應(yīng)能保證長時連續(xù)工作。并應(yīng)設(shè)備用取樣泵。
4．5．4 正常取樣時的負(fù)壓應(yīng)不大于0．04MPa。
4．5．5 用于井下的取樣控制裝置的供電電壓為AC 660，380，127 V；經(jīng)電壓波動試驗后，應(yīng)符合4．5．1～4．5．4規(guī)定。
4．5．6 用于井下的取樣控制裝置在工作狀態(tài)下高溫、低溫環(huán)境溫度試驗時，應(yīng)符合4．5．1～4．5．4規(guī)定。
4．5．7 用于井下的取樣控制裝置經(jīng)非工作狀態(tài)下的高溫、低溫貯存運輸環(huán)境溫度試驗后，應(yīng)符合4．5．1～4．5．4規(guī)定。
4．5．8 用于井下的取樣控制裝置經(jīng)沖擊試驗后，應(yīng)符合4．5．1～4．5．4規(guī)定。
4．5．9 用于井下的取樣控制裝置經(jīng)振動試驗后，應(yīng)符合4．5．1～4．5．4規(guī)定。
4．5．10 用于井下的取樣控制裝置經(jīng)非工作狀態(tài)下交變濕熱試驗后，應(yīng)符合下列規(guī)定。
a)電氣絕緣電阻應(yīng)不低于20MΩ；
b)能承受頻率為50Hz、電壓為2 500V，1 min的耐壓試驗；
c)應(yīng)符合4．5．1～4．5．4規(guī)定。
4．6 井下監(jiān)測分站與信號傳輸裝置
4．6．1 主要功能
4．6．1．1 分站按照系統(tǒng)中心站送來的測點配置表，自動循環(huán)采集各傳感器的信息。
4．6．1．2 分站能自動控制取樣電控箱中各路取樣泵電磁閥的轉(zhuǎn)換與抽氣泵的轉(zhuǎn)換。
4．6．1．3 分站的每個輸入端可以輸入開關(guān)量或模擬量。
4．6．2 分站容量
輸入8路開關(guān)量或模擬量，控制輸出16路本安輸出，容量為DC 5V，50mA。
4．6．3 分站與中心站地面接口距離與參數(shù)
分站與中心站向傳輸距離為10km，傳輸線分布參數(shù)為：
——分布電容：≤0．1μF／km，
——分布電感：≤0．5mH／km。
4．6．4 分站與傳感器間距離
分站與傳感器間距離為10m。
4．6．5 分站與井下束管取樣控制箱之間距離
分站與井下束管取樣控制箱之間距離為5m。
4．6．6 分站采集精度
分站對模擬量采集精度為量程的1％。
4．6．7 傳輸方式和速率
分站與中心站間雙工傳輸信息采用時分制基帶傳輸方式。傳輸速率應(yīng)符合MT 443中的規(guī)定。
4．6．8 分站在工作狀態(tài)下高溫、低溫環(huán)境溫度試驗時，應(yīng)符合4．6．1的規(guī)定。
4．6．9 分站經(jīng)非工作狀態(tài)下的高溫、低溫貯存運輸環(huán)境溫度試驗后，應(yīng)符合4．6．1的規(guī)定。
4．6．10 分站經(jīng)沖擊試驗后，應(yīng)符合4．6．1的規(guī)定。
4．6．11 分站經(jīng)振動試驗后，應(yīng)符合4．6．1的規(guī)定。
4．6．12 分站經(jīng)非工作狀態(tài)下交變濕熱試驗后，應(yīng)符合下列規(guī)定。
a)電氣絕緣電阻應(yīng)不低于20MΩ；
b)能承受頻率為50Hz，電壓為2 500V的耐壓試驗；
c)應(yīng)符合4．6．1的規(guī)定。
4．7 地面中心站
4．7．1 中心站應(yīng)具備數(shù)據(jù)發(fā)送、接收的功能。
4．7．2 中心站應(yīng)具備數(shù)碼檢驗、信道檢測、誤碼重發(fā)及初始化分站等功能。
4．7．3 中心站應(yīng)具備誤碼率統(tǒng)計功能。
4．7．4 中心站應(yīng)具備模擬量的分平均值、小時平均值、日、月值計算功能。
4．7．5 中心站應(yīng)具備數(shù)據(jù)貯存功能：
a)實時數(shù)據(jù)按每分鐘平均值、值、最小值貯存1 h；
b)歷史數(shù)據(jù)按小時平均值、值、最小值貯存時間應(yīng)不少于30d。
4．7．6 中心站應(yīng)具備以下顯示功能：
a)分站檢索顯示，各分站的測試時間、通道、地點、傳感器測定參數(shù)和測定值等全部信息；
b)傳感器分類信息顯示；
c)圖形顯示：按時間間隔表明安全性的柱狀圖，將日趨勢曲線、月趨勢曲線以值或最小值表示；在表明傳感器與分站位置、參數(shù)數(shù)據(jù)等信息的巷道布置示意圖上顯示報警信息及報警期間值和平均值。
4．7．7 中心站應(yīng)具備監(jiān)測數(shù)據(jù)報表的打印功能和趨勢圖和柱狀圖屏幕拷貝的打印功能。
4．7．8 地面中心站通信接口發(fā)射信號
發(fā)射端接有安全柵，發(fā)射到井下分站的驅(qū)動電平應(yīng)不超過15V。

5 試驗方法
5．1 4．2．3、4．2．4、4．2．6、4．2．7、4．2．8、4．2．9采用感官與操作檢查法。
5．2 4．2．5按GB 4208中5和6的規(guī)定進行。
5．3 基本誤差測定：
5．3．1 甲烷濃度基本誤差測定：
a)井下使用的甲烷傳感器，對0～4％CH4量程，按MT 444中5．2規(guī)定的方法進行；對0～100％CH4量程，按MT 445—1995中4．3規(guī)定的方法進行。
b)井上使用的紅外線甲烷分析儀器按ZB Y 324中4．2規(guī)定的方法進行。
5．3．2 一氧化碳濃度基本誤差測定：
a)井下使用的一氧化碳傳感器應(yīng)按MT 446中的5．2規(guī)定的方法進行。
b)井上使用的紅外線一氧化碳分析器按ZB Y 324中4．2規(guī)定的方法進行。
5．3．3 二氧化碳濃度基本誤差測定：
a)井下使用的二氧化碳傳感器先通電12h后，用濃度為0．5％、1．5％、2．5％、4．5％的標(biāo)準(zhǔn)氣樣；以200～300mL／min流量通氣3min，由低濃度到高濃度依次通入傳感器，每種氣樣通入3次，記錄指示和輸出電流，取3次算術(shù)平均值，并分別計算指示值、輸出信號值同標(biāo)準(zhǔn)氣樣的差值，取值大者為基本誤差。每次通氣測試結(jié)束后，用清潔空氣清洗，待零點穩(wěn)定后進行下一次試驗。環(huán)境條件應(yīng)符合MT 210中4．1的規(guī)定。
b)井上使用的紅外線二氧化碳分析器按ZB Y 324中4．2規(guī)定的方法進行。
5．3．4 氧氣濃度基本誤差測定：
井下使用的氧氣傳感器按MT 447中4．2和4．3規(guī)定的方法進行。
5．3．5 乙烯濃度基本誤差測定：
井下使用的乙烯傳感器用濃度為5×10-6、10×10-6、15×10-6的標(biāo)準(zhǔn)氣樣。測試方法和數(shù)據(jù)處理方法按5．4．3a)規(guī)定的方法進行。環(huán)境條件應(yīng)符合MT 210中4．1的規(guī)定。
5．4 穩(wěn)定性試驗
5．4．1 甲烷濃度的測定穩(wěn)定性
a)井下使用的甲烷傳感器，對0～4％CH4量程，按MT 444中5．3規(guī)定的方法進行；對0～100％CH4量程，按MT 445中4．5規(guī)定的方法進行。
b)井上使用的紅外線甲烷分析器按ZB Y 324中5．10規(guī)定的方法進行。
5．4．2 一氧化碳濃度的測定穩(wěn)定性
a)井下使用的一氧化碳傳感器按MT 446中5．3規(guī)定的方法進行。
b)井上使用的紅外線一氧化碳分析器按ZB Y 324中5．10規(guī)定的方法進行。
5．4．3 二氧化碳濃度的測定穩(wěn)定性
a)井下使用的二氧化碳傳感器的零點漂移與量程漂移的試驗和計算方法按5．5．2a)規(guī)定的方法進行，試驗用標(biāo)準(zhǔn)氣樣為2％CO2。環(huán)境條件應(yīng)符合MT 210中4．1規(guī)定。
b)井上使用的紅外線二氧化碳分析器按ZB Y 324中5．10規(guī)定的方法進行。
5．4．4 氧氣濃度的測定穩(wěn)定性
a)井下使用的氧氣傳感器按MT 447中4．5規(guī)定的方法進行；
b)井上使用的熱磁式氧分析器按GB／* 11166中4．6規(guī)定的方法進行。
5．4．5 乙烯濃度的測定穩(wěn)定性
井下使用的乙烯傳感器的零點漂移與量程漂移的試驗和計算方法按5．5．2的規(guī)定進行，試驗用標(biāo)準(zhǔn)氣樣為8×10-6C2H4。環(huán)境條件應(yīng)符合MT 210中4．1的規(guī)定。
5．5 響應(yīng)時間測定；
對井下使用的氣體傳感器，先通電2h待穩(wěn)定后調(diào)校好，通入零點氣體待穩(wěn)定后立即通入濃度為量程80％以上的氣樣，記錄傳感器指示值達到90％穩(wěn)定值所需時間。重復(fù)測量3次，取其算術(shù)平均值。
5．6 溫度試驗：
5．6．1 對井下使用的甲烷傳感器按MT 443中5．8規(guī)定的方法進行。
5．6．2 對井下使用的一氧化碳、二氧化碳、氧氣和乙烯傳感器按MT 446中5．4規(guī)定的方法進行。
5．7 非工作狀態(tài)下高溫、低溫貯存和運輸環(huán)境溫度試驗：
5．7．1 低溫貯存試驗
按GB／T 2423．1中試驗Ab方法進行。在溫度為－40±3℃(電化學(xué)式氣體傳感器為－10±3℃)條件下，持續(xù)16h。傳感器非包裝，不通電，不進行中間檢測。試驗后，在室溫中恢復(fù)4h。
5．7．2 高溫貯存試驗
按GB／T 2423．2中試驗Bb方法進行。在溫度為60±2℃(電化學(xué)式氣體傳感器為45±2℃)條件下，持續(xù)16h。傳感器非包裝，不通電，不進行中間檢測。試驗后，在室溫中恢復(fù)4h。
5．8 沖擊試驗：
按GB／T 2423．5方法進行。嚴(yán)酷等級：峰值加速度為500m／s2，脈沖持續(xù)時間為11±1ms，3個軸線每個方向連續(xù)沖擊3次(共18次)；不包裝，不通電，不進行中間檢測。
5．9 振動試驗：
按GB／T 2423．10方法進行。嚴(yán)酷等級：掃頻頻率范圍為10～150Hz，加速度幅值為50m／s2，掃頻循環(huán)次數(shù)為5次。
5．10 交變濕熱試驗：
按GB／T 2423．4方法進行。溫度為40±2℃，持續(xù)時間12d。試驗后恢復(fù)2h。
5．11 其他試驗：
a)4．3．4、4．3．5、4．4．1、4．4．2、4．5．1、4．5．4、4．5．5、4．6．2、4．6．5、4．6．6～4．6．8采用實際操作與測試相結(jié)合的方法；
b)4．4．3～4．4．6采用感官檢查方法；
c)4．5．2、4．5．3、4．6．1、4．7．1～4．7．8是在成套聯(lián)機通電的條件下采用實際操作與感官檢查相結(jié)合的方法。
5．12 4．6．3分布參數(shù)的計算方法應(yīng)按MT 382附錄A電纜仿真電路的要求進行。

6 檢驗規(guī)則
6．1 鑒定檢驗
6．1．1 檢驗實施
由的質(zhì)量監(jiān)督檢驗部門及制造廠質(zhì)量檢驗部門進行。
6．1．2 檢驗項目
按表2規(guī)定的項目進行。

6．1．3 抽樣方法
按GB／T 10111的規(guī)定，從出廠合格的產(chǎn)品中抽取，抽樣數(shù)量應(yīng)不少于2套，抽樣基數(shù)不少于3套。
6．1．4 檢驗規(guī)則
a)表2中出廠合格檢驗的項目，每套均需進行；
b)4．2．1、4．2．2應(yīng)按GB 3836．1、GB 3836．2、GB 3836．3和GB 3836。4及其他有關(guān)規(guī)定；
c)表中的其他項目，在出廠檢驗項目合格的產(chǎn)品中抽取1套進行。
6．1．5 判定規(guī)則
a)4．2．1、4．2．3的檢驗結(jié)果，按GB 3836．1、GB 3836．2、GB 3836．3和GB 3836．4及其他有關(guān)規(guī)定，
b)其他項目的檢驗結(jié)果應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求；
c)鑒定檢驗中只要有一項不合格，則判定該檢驗不合格。
6．2 出廠檢驗
6．2．1 檢驗實施
由制造廠質(zhì)量檢驗部門負(fù)責(zé)進行。
6．2．2 檢驗項目
按表2規(guī)定項目進行。
6．2．3 檢驗規(guī)則
出廠檢驗中只要有一項不合格，必須查明原因，消除弊病，對產(chǎn)品進行修改，并重新進行檢驗。
6．3 型式檢驗
6．3．1 檢驗周期
在下列情況下進行型式檢驗：
a)正式生產(chǎn)后，如結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大改變，可能影響產(chǎn)品性能時；
b)正式生產(chǎn)的產(chǎn)品每5年1次；
c)停產(chǎn)2年以上再次恢復(fù)生產(chǎn)時；
d)出廠檢驗結(jié)果與上次型式檢驗有較大差異時；
e)產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠時；
f)國家質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)提出檢驗要求時。
6．3．2 檢驗實施
由的質(zhì)量檢驗部門進行。
6．3．3 檢驗項目
按表2的規(guī)定的項目進行。
6．3．4 檢驗規(guī)則
6．3．4．1 應(yīng)從出廠檢驗合格的產(chǎn)品中抽取1～2套進行試驗。
6．3．4．2 試驗中若有某項不合格，則應(yīng)取加倍數(shù)量對該項目進行復(fù)試，若仍有一臺不合格，則型式檢驗不合格，必須對產(chǎn)品或個別零部件停止生產(chǎn)，在消除缺陷并檢驗合格后才能繼續(xù)生產(chǎn)。

7 標(biāo)志、包裝
7．1 標(biāo)志
7．1．1 傳感器標(biāo)志應(yīng)符合MT 443中的有關(guān)要求。
7．7．2 在井下用取樣控制裝置、井下分站的外殼明顯處應(yīng)設(shè)有“Ex”和“MA”標(biāo)志。
7．1．3 在井下用取樣控制裝置、井下分站的上應(yīng)有下列內(nèi)容：
——產(chǎn)品型號、名稱；
——防爆標(biāo)志，應(yīng)符合GB 3836．1中30規(guī)定；
——防爆檢驗合格證編號；
——煤礦安全儀表檢驗合格證編號(可用“MYJ”代表)；
——煤礦安全標(biāo)志編號；
——計量器具許可證編號；
——關(guān)聯(lián)設(shè)備型號；
——主要測量參數(shù)和電氣參數(shù)。
7．1．4 包裝箱上的標(biāo)志應(yīng)符合：
——發(fā)貨標(biāo)志應(yīng)符合GB／T 6388的規(guī)定；
——作業(yè)標(biāo)志應(yīng)符合GB 191的規(guī)定。
7．2 包裝
7．2．1 包裝應(yīng)采用復(fù)合防護包裝類型，具有防雨、防潮能力。
7．2．2 包裝箱內(nèi)應(yīng)有下列文件：
——產(chǎn)品合格證；
——產(chǎn)品使用說明書(應(yīng)包括電氣原理圖和印制電路板圖)；
——裝箱單。

礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)
一、礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)的用途：
　　為確保礦井安全生產(chǎn)，需設(shè)一套火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)對井下重點區(qū)域的氣體成份進行分析、判斷、預(yù)測，為提前的干預(yù)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
　　該系統(tǒng)廣泛適用于大、中、小各類煤礦自然火災(zāi)預(yù)報和防治工作。對井下重點區(qū)域的CO、CO2、CH4、O2等氣體濃度通過紅外分析儀進行24小時連續(xù)循環(huán)監(jiān)測分析，C2H6、C2H4、C2H2、H2、N2等氣體的濃度通過氣相色譜儀進行采樣分析，經(jīng)過對自燃火災(zāi)標(biāo)志氣體的確定和分析，及時預(yù)測預(yù)報發(fā)火點的溫度變化，為煤礦自然火災(zāi)和礦井瓦斯事故的防治工作提供科學(xué)依據(jù)。
二、礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)的組成：
　　本系統(tǒng)主要由三部分組成：
　　1）氣體采樣子系統(tǒng)：主要完成井下氣體的采集和氣體樣本地面輸送的自動控制。包括：井下束管系統(tǒng)、真空泵機組、采樣泵、分路控制箱、采樣控制箱等。
　　2）氣體分析子系統(tǒng)：主要完成氣體樣本組分的精確測量。包括：連續(xù)在線紅外分析儀、氣相色譜儀、順磁氧分析儀及相關(guān)配套裝置等。
　　3）數(shù)據(jù)處理和共享子系統(tǒng)：主要完成測定數(shù)據(jù)的獲取、存儲、分析；束管采樣控制、管路維護控制等的軟件系統(tǒng)；專業(yè)化的測量數(shù)據(jù)輔助分析和數(shù)據(jù)Web共享所需的軟件系統(tǒng)。包括：系統(tǒng)控制工控機、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器、打印機、工作站、系統(tǒng)軟件等。

火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)組成圖(1張)
三、礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能特點：
　　：實現(xiàn)了對井下自燃標(biāo)志氣體的連續(xù)、在線分析。
　　礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)對礦山各重點區(qū)域的CO、CO2、CH4、O2濃度通過紅外分析儀進行24小時連續(xù)循環(huán)監(jiān)測分析，C2H6、C2H4、C2H2、H2、N2等氣體的濃度通過氣相色譜儀進行采樣分析，并將監(jiān)測結(jié)果和采樣氣體組分存入數(shù)據(jù)庫中，以報表、曲線、爆炸三角形、爆炸趨勢四方圖等形式在網(wǎng)上實時發(fā)布。
　　第二：系統(tǒng)采用適合煤礦使用的礦井氣體在線式紅外分析儀為核心的礦山氣
　　體在線監(jiān)測系統(tǒng)。
　　1. 紅外分析儀的檢測器均從德國進口。
　　2. 為適應(yīng)寬量程高精度的要求（一氧化碳0-1000ppm；甲烷0-99%），一氧化碳和甲烷均采用高低量程雙檢測器（一氧化碳0-50ppm、0-1000ppm；甲烷0-5%、0-99%），以滿足測量范圍的高低端要求。
　　3. 氧氣采用高性能的熱磁氧分析儀進行測量。
　　4. 分析儀的校準(zhǔn)由電腦控制自動完成標(biāo)氣的進樣、切換、測量、計算等整個過程。
　　5. 整體性能優(yōu)于西門子的四合一分析儀，西門子的四合一分析儀為單量程，氧氣采用電化學(xué)傳感器，目前的分析儀精度為滿量程的±1.5%～±2.5%，0-1000ppm量程的一氧化碳誤差會達到±15～±25ppm，0-99%量程的甲烷誤差會達到±1.5～±2.5%甲烷,無法達到礦井火災(zāi)束管監(jiān)測的要求（國家標(biāo)準(zhǔn)要求0-20ppm一氧化碳誤差為±2ppm，0-1%甲烷誤差為±0.1%甲烷）。而氧電化學(xué)傳感器的性能也無法達到礦井火災(zāi)束管監(jiān)測的要求（國家標(biāo)準(zhǔn)要求使用順磁氧分析儀，電化學(xué)傳感器在缺氧時會失效損壞）。
　　第三：系統(tǒng)采用可靠的樣品采集裝置。
　　1.系統(tǒng)的氣體分路及采樣、分析部件采用4U的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，配置靈活，擴充方便，通用的接口，智能化設(shè)計，維護簡單。
　　2.獨立的管路壓力及流量監(jiān)測，監(jiān)測每根管路的泄漏情況，便于對井下束管的維護管理。
　　3. 電磁閥、流量計及壓力測量等關(guān)鍵部件均從美國進口。
　　4.系統(tǒng)的抽氣采用德國進口的無油、無水、體積小、便于安裝、免維護的干式真空泵，可以通過系統(tǒng)軟件控制其開停，停電后可由UPS供電，繼續(xù)連續(xù)工作4小時。
　　5.系統(tǒng)的抽氣真空泵、采樣泵，采樣、分析、系統(tǒng)校準(zhǔn)、管路清洗等工作均可通過電腦控制自動或人工操作完成，并可實現(xiàn)遠程自動監(jiān)測和控制。
　　6.具有完善的氣路阻火設(shè)計，系統(tǒng)更加安全。（如沒有此設(shè)計，則會很危險）
　　第四：系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)保存、報警并以報表、曲線、爆炸三角形等形式查詢外，還具備如下功能：
　　1.系統(tǒng)提供的氣體爆炸危險趨勢四方圖，用于判斷混合氣體在成分變化的過程中爆炸危險性的趨勢，從而為判斷其爆炸危險性提供方便的工具。
　　2.系統(tǒng)提供的Graham’s Ration指數(shù)也稱CO指數(shù)（ICO），分析煤在自燃發(fā)火過程中，氧化產(chǎn)生的一氧化碳與氧耗量之比（CO/△O2），該值與氧化源溫度及氧化時間成正比，反映燃料氧化反應(yīng)狀況。
　　3.系統(tǒng)提供的特里克特比率(瓊斯—特里克特比率) Tr，是一種剔除無效氣樣，避免錯誤判斷的有力工具，增加了系統(tǒng)的可靠性。它主要根據(jù)火災(zāi)生成氣體的濃度之間有一定的相互依存比例來確定的。當(dāng)比例不正常時，意味著氣樣受到某種干擾而無效。當(dāng)氣樣的Tr超過1.6時，該氣樣不予考慮。若火災(zāi)的主要燃料是煤，Tr大于1的氣樣就值得懷疑。
　　4.系統(tǒng)提供遠程監(jiān)控及數(shù)據(jù)網(wǎng)上實時發(fā)布功能。
四、礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)：
　　主要技術(shù)性能：
　　1. 利用在線式紅外分析儀對CO、CO2、CH4、O2進行24小時在線式連續(xù)監(jiān)測。同時配備的氣相色譜分析儀在發(fā)現(xiàn)有異常樣本時，再對其詳細(xì)分析C2H6、C2H4、C2H2、H2、N2等氣體的濃度，并將監(jiān)測結(jié)果和采樣氣體組分存入數(shù)據(jù)庫中，以報表、曲線、爆炸三角形、爆炸趨勢四方圖等形式在網(wǎng)上實時發(fā)布，從而更精確地掌握井下氣體的狀況。
　　2.快速自動循環(huán)分析，1-2分鐘分析一路氣體。
　　3.采用的干式真空泵機組，無油、無水、，體積小、便于安裝、免維護，可以通過系統(tǒng)軟件控制開停。
　　4.配備3kw的UPS電源，并配電池組，使系統(tǒng)在斷電后還能繼續(xù)運行4小時。（含真空泵機組）
　　5.具有束管抽氣流量顯示功能，能夠直觀地反應(yīng)每路束管的氣體流量，并可方便調(diào)節(jié)控制。
　　6.系統(tǒng)配備專門的清洗泵用于束管堵塞時的快速處理。
　　7.系統(tǒng)的自動運行，包括分析儀的自動校準(zhǔn)，用戶均可以自行設(shè)定校準(zhǔn)周期、管路堵塞監(jiān)測、管路清洗時間、自動循環(huán)或單路監(jiān)測等。
　　8.系統(tǒng)具備如下數(shù)據(jù)分析功能：
　　爆炸三角圖、爆炸趨勢四方圖、特里克特比率Tr、Graham’s Ration指數(shù).
　　9. 每一個氣體警報都要有各自獨立的可設(shè)定的四個警報臨界點。
　　10.系統(tǒng)具有聯(lián)網(wǎng)功能，支持web發(fā)布功能，具備數(shù)據(jù)上傳功能。
　　主要技術(shù)指標(biāo)：
　　系統(tǒng)分類：地面監(jiān)測型
　　系統(tǒng)容量：≤248路
　　分析氣體： CO、CO2、CH4、O2、C2H4、C2H2、C2H6、H2、N2等
　　系統(tǒng)精度：≤1.5%
　　檢測范圍： CO：0～1000ppm（分辨率0.1ppm）；
　　CO2：0～30%（分辨率0.1%）；
　　CH4：0～99%（分辨率0.1%）；
　　O2：0～25%（分辨率0.1%）；
　　N2：0～99%（分辨率0.1%）；
　　H2：0～1000ppm（分辨率0.5ppm）；
　　C2H4：0～500ppm（分辨率0.5ppm）；
　　C2H2：0～500ppm（分辨率0.5ppm）；
　　C2H6：0～500ppm（分辨率0.5ppm）；
　　供電電源：220V±10%（含真空泵機組）
　　后備電源：UPS電源（為含真空泵機組在內(nèi)的在線系統(tǒng)提供4小時的后備電源）
　　工作環(huán)境：濕度 5-95%（非冷凝）
　　溫度 0℃-40℃（地面）
五、擴充資料：
　　1、數(shù)據(jù)分析和預(yù)警原理
　　Graham’s Ration指數(shù)（ICO指數(shù)）
　　　Graham’s Ration指數(shù)也稱CO指數(shù)（ICO），是指煤在自燃發(fā)火過程中，氧化產(chǎn)生的一氧化碳與氧耗量之比（CO/△O2），該值與氧化源溫度及氧化時間成正比，能反映燃料氧化反應(yīng)狀況。該值用于預(yù)報煤的自燃發(fā)火趨勢。在以ICO作為自燃發(fā)火預(yù)報指標(biāo)時，應(yīng)根據(jù)各礦具體條件確定自燃發(fā)火過程中ICO的臨界值。因為ICO值受煤質(zhì)和環(huán)境條件影響很大，而是應(yīng)根據(jù)ICO的變化趨勢，而非單個ICO值來判斷采空區(qū)自燃發(fā)火的可能或封閉火區(qū)的狀態(tài)變化。
　　• 其值計算方法：
　　• ICO= CO/（0.265*（N2+Ar）-O2）= CO/△O2
　　• 式中：
　　• CO—風(fēng)流流經(jīng)著火帶后生成CO濃度，%；
　　• △O2—風(fēng)流流經(jīng)著火帶后O2消耗的濃度，%；
　　• O2—風(fēng)流流經(jīng)著火帶后O2濃度，%。
　　• 當(dāng)煤氧化升溫時ICO指標(biāo)增加較快；在著火燃燒后，增加速率變緩，大多情況下會趨于穩(wěn)定。
　　• 以ICO作為自然發(fā)火預(yù)報指標(biāo)時，應(yīng)根據(jù)各礦具體條件確定自燃發(fā)火過程中ICO的臨界值。因為ICO值受煤質(zhì)和環(huán)境條件影響很大。特別應(yīng)根據(jù)ICO的變化趨勢，而非單個ICO值來判斷采空區(qū)自燃發(fā)火的可能或封閉火區(qū)的狀態(tài)變化。以撫順局老虎臺礦(氣煤)為例，當(dāng)溫度升高，出現(xiàn)微量CO和有煤油味時，ICO臨界值為0.0046~0.04；煤油味加重，自熱嚴(yán)重時，ICO報警值為0.041~0.09；出現(xiàn)灼熱煙霧，處于陰燃狀態(tài)時，ICO值＞0.09。
　　科瓦德三角形
　　　含有多種單一可燃?xì)怏w的混合氣體發(fā)生火災(zāi)或爆炸都十分突然，經(jīng)常出乎人的意料，而且發(fā)展迅猛、激烈，災(zāi)害本身具有很大的危害性，可致人傷亡，而燃燒或爆炸所產(chǎn)生的有毒有害氣體還會使災(zāi)區(qū)或災(zāi)區(qū)波及區(qū)域中的人員中毒傷亡。釀成重大事故，使企業(yè)蒙受難以彌補的損失和危害。所以分析混合氣體爆炸性是判斷混合氣體危險性，進一步采取可靠預(yù)防措施,保障安全的一個重要步驟。
　　科瓦德三角形的做法：

科瓦德三角形(1張)
　　橫坐標(biāo)為可燃?xì)怏w濃度（%）0~99%，縱坐標(biāo)為O2濃度（%）0~22%，沿橫坐標(biāo)的（99%，0）和縱坐標(biāo)的（0，21%）兩點做直線，在直線上作出可燃?xì)怏w爆炸上、下限點，結(jié)合鼻點三點通過三點法做出瓦斯爆炸科瓦德三角形。
　　計算屬性可輸入的數(shù)據(jù)：各種可燃?xì)怏w濃度值，N2、 O2濃度值。
　　A：可燃?xì)怏w爆炸下限點，橫坐標(biāo)代表可燃?xì)怏w濃度下限用LTL表示，縱坐標(biāo)代表氧氣濃度
　　B：可燃?xì)怏w爆炸上限點，橫坐標(biāo)代表可燃?xì)怏w濃度上限用LTU表示，縱坐標(biāo)代表氧氣濃度
　　C：混合氣體失爆點。坐標(biāo)用（LTN，LTO2）表示
　　特里克特比率Tr
　　　特里克特比率(瓊斯—特里克特比率) Tr；是一種剔除無效氣樣，避免錯誤判斷的有力工具。它主要根據(jù)火災(zāi)生成氣體的濃度之間有一定的相互依存比例來確定的。當(dāng)比例不正常時，意味著氣樣受到某種干擾而無效。當(dāng)氣樣的Tr超過1.6時，該氣樣不予考慮。若火災(zāi)的主要燃料是煤，Tr大于1的氣樣就值得懷疑。
　　其計算公式為：

特里克特比率Tr(1張)
　　美國礦業(yè)局爆炸三角形
　　　該方法既考慮了可燃?xì)怏w的多樣性，包括CH4、H2、CO等，也考慮了幾種常用的惰氣如二氧化碳的混合物。與科瓦德爆炸三角形不同的是這種三角形基本固定，但混合氣體組分點坐標(biāo)值根據(jù)各種可燃?xì)怏w濃度和各種惰性氣體濃度按其爆炸或惰化特性加權(quán)綜合計算，即組分點隨混合氣體組分變化。通過了解混合氣體組分點是否在爆炸三角形內(nèi)來了解其爆炸性。
　　用標(biāo)準(zhǔn)的圖形與計算的R值進行比較。

美國礦業(yè)局爆炸三角形(1張)
　　氣體爆炸危險趨勢四方圖
　　　該圖依據(jù)混合氣體爆炸三角形的計算，進行變換獲得，主要用于判斷混合氣體在成分變化的過程中爆炸危險性的趨勢。計算原理是：將對同一測點不同時間測定獲得的多個氣樣數(shù)據(jù)，固定氣體爆炸三角形的邊界，計算混合氣體的坐標(biāo)點距離爆炸危險區(qū)域的距離，從而為判斷其爆炸危險性提供方便的工具。
　　四方圖的繪制要求有查詢條件輸入。輸入內(nèi)容為測點的位置和時間

氣體爆炸危險趨勢四方圖(1張)
　　災(zāi)區(qū)封閉過程中氣體的爆炸性分析

災(zāi)區(qū)封閉過程中氣體的爆炸性分析(1張)
　　2、當(dāng)前煤礦井下的氣體分析主要采用的四種方法及其優(yōu)缺點：
　　　A、人工測量或取樣
　　由測量人員直接在測定現(xiàn)場測量，或取樣后送至地面進行分析。測定地點靈活，但頻度低，且只能測定正常氣樣，危險環(huán)境測點無法測量。
　　B、井下實時監(jiān)控系統(tǒng)（以重慶煤科院等為代表）
　　能夠?qū)崿F(xiàn)對選定測點的連續(xù)可靠測量，但測量的氣體種類和范圍、精度均受限制，系統(tǒng)的穩(wěn)定性有待進一步改善，傳感器易受環(huán)境影響，維護工作量大，且災(zāi)變時期無法使用。
　　C、代礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)：束管系統(tǒng)+色譜分析（以北京中才華源公司、淄博立偉、北京東西電子等廠家為代表）
　　當(dāng)前多數(shù)采用束管取樣+色譜分析系統(tǒng)。布點方便、測定不受環(huán)境影響，測定范圍、精度不受限制。但實際運行中存在如下缺點：
　　1) 氣樣分析時間過長。從進氣到出結(jié)果需十幾分鐘，不能適應(yīng)連續(xù)檢測的要求。
　　2) 氣相色譜儀不適宜長期連續(xù)運行，為保證可靠性，檢測不同含量氣體時都要配置不同標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)氣、做模板、調(diào)試環(huán)境等維護工作。
　　3) 氣樣分析有時需人工參與，通常需要專業(yè)人員操作。
　　D、第二代礦井火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)：束管系統(tǒng)+在線式紅外分析+色譜儀分析（以北京中才華源公司為代表）
　　1) 以適合煤礦使用的在線式紅外分析儀為核心的礦山氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)。
　　2) 可測量大多數(shù)的混合性氣體，包括缺氧區(qū)域的測量或災(zāi)變時氣體分析。
　　3) 在線式紅外分析儀可以在2-3分鐘的時間內(nèi)完成一路氣體的分析。
　　4) 在線式紅外分析儀可以24小時連續(xù)監(jiān)測井下的一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氧氣，免除繁瑣的人工操作環(huán)節(jié)，能夠?qū)崟r在線分析氣體的數(shù)據(jù)。
　　5) 在線式紅外分析儀采用紅外設(shè)計原理，具有良好的穩(wěn)定性和可靠性；采用免維護和智能化設(shè)計，避免每天要對測量儀器進行校準(zhǔn)等繁瑣的工作環(huán)節(jié)。
　　6) 色譜分析儀可檢驗出氧氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氫氣、乙烯、乙烷、乙炔、丙烷等多種氣體。
　　7) 色譜分析儀可提供更完整的氣體分析數(shù)據(jù)以完善高質(zhì)量的氣體爆炸圖表及比例計算。
　　8) 色譜分析儀是煤礦氣體精確分析的儀器，主要用于：
　　a) 準(zhǔn)確獲知的人工取樣氣樣；
　　b) 進一步確定的束管分析氣路；
　　c) 深入調(diào)查的可疑分析結(jié)果或相關(guān)氣樣；
　　d) 校準(zhǔn)儀器所用的標(biāo)準(zhǔn)氣體。
　　9) 由于色譜分析比較費時費力，通常在系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)氣體異常狀況時再啟動，進行核實，并獲得完整的氣樣成分。