煤矿自然发火束管监测系统通用技术条件

为确保矿井安全生产，井下环境监测需设一套束管监测系统，主要利用红外技术对井下气体成份的分析，实现CO、CO2、CH4、O2、N2（计算值）等气体含量的24小时在线连续监测，对其含量变化情况进行预测。
　　系统采用高精度、低漂移的气体分析仪，能够在早期监测到自燃的临界点。
　　束管监测点设在回采工作面。
　　煤矿自燃火灾束管监测系统说明
　用途
　　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。利用红外技术对井下任意地点的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2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温度变化，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。
　　

e)乙烯
0～20×10—6；井下主要采用电化学原理。
除上述测定原理外也可采用其他原理。
4．2 一般要求
4．2．1 井下监测型系统中的传感器、分站、传输部分应采用本质安全型或隔爆兼本质安全型结构，应符合GB 3836．1、GB 3836．2、GB 3836．3和GB 3836．4的有关规定。
4．2．2 井下监测型系统中取样控制装置应采用隔爆兼本安全型结构，应符合GB 3836．1、GB 3836．2、GB 3836．3和GB 3836．4的有关规定。
4．2．3 系统各部件表面不应有明显的划痕；外壳表面涂镀层应牢固，不应有锈蚀和变形。
4．2．4 系统各组成部分应保证调试、维护和安装方便与可靠。
4．2．5 使用于井下的系统各组成部分外壳防护性能应符合GB 4208中IP 54的规定。
4．2．6 使用于井下的系统各组成部分应采用不锈材料或进行防锈处理。
4．2．7 系统中所有管件及连接件、接插件或紧固件连接应牢固、可靠。
4．2．8 系统中所有观察窗玻璃的透光应良好，无油垢、擦痕等缺陷。
4．2．9 系统中的按钮应灵活可靠，指示灯和显示装置应清晰。
4．3 气体传感器或气体分析器
4．3．1 系统气体浓度测定基本误差
4．3．1．1 甲烷浓度测定误差
低浓度时应符合MT 444中4．3．1的规定；高浓度时应符合MT 445中3．1．3的规定。
4．3．1．2 一氧化碳浓度测定误差
应符合MT 446中4．3．1的规定。
4．3．1．3 二氧化碳浓度测定误差
为±5％F．S。
4．3．1．4 氧气浓度测定误差
应符合MT 447中3．13的规定。
4．3．1．5 乙烯浓度的测定误差
应符合表1的规定。

4．3．1．6 其他气体浓度的测定误差
应符合相应产品标准的规定。
4．3．2 工作稳定性
井下用气体传感器在工作稳定性试验期间其零位漂移量及量程漂移量应不超过4．3．1规定的基本误差。
4．3．3 响应时间
井下用气体传感器示值达到气样的稳定示值90％的时间应不超过60s。
4．3．4 井下用传感器工作电压
用于井下的气体传感器的电源应符合MT／T 408的规定。
4．3．5 井下用传感器输出信号制
用于井下的气体传感器输出信号制应符合MT 443中4．2．5的规定。
4．3．6 环境适应能力
4．3．6．1 井下用气体传感器在工作温度范围内的误差，应符合4．2．3要求；使用电化学电池作为敏感元件的产品在每变化10℃时引起的附加误差应符合4．3．1的规定。
4．3．6．2 井下用气体传感器经非工作状态下的高温、低温贮存和运输环境温度试验后，应符合4．3．1的规定。
4．3．6．3 用于井下的气体传感器经冲击试验后，应符合4．3．1的规定。
4．3．6．4 用于井下的气体传感器经振动试验后，应符合4．3．1的规定。
4．3．6．5 用于井下的气体传感器经非工作状态下的交变湿热试验后，应符合下列规定：
a)带电回路与外壳之间的绝缘电阻应不小于1MΩ；
b)带电回路与外壳之间应承受频率为50Hz、电压为500V，1min的耐压试验；
c)应符合4．3．1的规定。
4．4 气体取样管路
4．4．1 抽取气样的聚乙烯塑料管内径应不小于8mm。
4．4．2 对井下监测型系统可达到的取样距离应不小于2．0km。
4．4．3 取样管之间的联接应做到阻力小、密封好。
4．4．4 在井下取样点空气入口处和在传感器或分析器气样入口处应设有粉尘过滤器。
4．4．5 在取样控制装置入口处应设有火焰消焰器。
4．4．6 在井下取样的管路中应能及时有效地排除管路中的冷凝水，宜在管路中设贮水器。
4．5 取样控制装置
4．5．1 多点集中监测中使用的自动巡回采样装置每路运行最短时间为2min，最长时间20min。
4．5．2 控制装置中的抽气泵应能保证长时连续工作。并应设备用抽气泵。
4．5．3 控制装置中的取样泵应能保证长时连续工作。并应设备用取样泵。
4．5．4 正常取样时的负压应不大于0．04MPa。
4．5．5 用于井下的取样控制装置的供电电压为AC 660，380，127 V；经电压波动试验后，应符合4．5．1～4．5．4规定。
4．5．6 用于井下的取样控制装置在工作状态下高温、低温环境温度试验时，应符合4．5．1～4．5．4规定。
4．5．7 用于井下的取样控制装置经非工作状态下的高温、低温贮存运输环境温度试验后，应符合4．5．1～4．5．4规定。
4．5．8 用于井下的取样控制装置经冲击试验后，应符合4．5．1～4．5．4规定。
4．5．9 用于井下的取样控制装置经振动试验后，应符合4．5．1～4．5．4规定。
4．5．10 用于井下的取样控制装置经非工作状态下交变湿热试验后，应符合下列规定。
a)电气绝缘电阻应不低于20MΩ；
b)能承受频率为50Hz、电压为2 500V，1 min的耐压试验；
c)应符合4．5．1～4．5．4规定。
4．6 井下监测分站与信号传输装置
4．6．1 主要功能
4．6．1．1 分站按照系统中心站送来的测点配置表，自动循环采集各传感器的信息。
4．6．1．2 分站能自动控制取样电控箱中各路取样泵电磁阀的转换与抽气泵的转换。
4．6．1．3 分站的每个输入端可以输入开关量或模拟量。
4．6．2 分站容量
输入8路开关量或模拟量，控制输出16路本安输出，容量为DC 5V，50mA。
4．6．3 分站与中心站地面接口距离与参数
分站与中心站向传输距离为10km，传输线分布参数为：
——分布电容：≤0．1μF／km，
——分布电感：≤0．5mH／km。
4．6．4 分站与传感器间距离
分站与传感器间距离为10m。
4．6．5 分站与井下束管取样控制箱之间距离
分站与井下束管取样控制箱之间距离为5m。
4．6．6 分站采集精度
分站对模拟量采集精度为量程的1％。
4．6．7 传输方式和速率
分站与中心站间双工传输信息采用时分制基带传输方式。传输速率应符合MT 443中的规定。
4．6．8 分站在工作状态下高温、低温环境温度试验时，应符合4．6．1的规定。
4．6．9 分站经非工作状态下的高温、低温贮存运输环境温度试验后，应符合4．6．1的规定。
4．6．10 分站经冲击试验后，应符合4．6．1的规定。
4．6．11 分站经振动试验后，应符合4．6．1的规定。
4．6．12 分站经非工作状态下交变湿热试验后，应符合下列规定。
a)电气绝缘电阻应不低于20MΩ；
b)能承受频率为50Hz，电压为2 500V的耐压试验；
c)应符合4．6．1的规定。
4．7 地面中心站
4．7．1 中心站应具备数据发送、接收的功能。
4．7．2 中心站应具备数码检验、信道检测、误码重发及初始化分站等功能。
4．7．3 中心站应具备误码率统计功能。
4．7．4 中心站应具备模拟量的分平均值、小时平均值、日、月值计算功能。
4．7．5 中心站应具备数据贮存功能：
a)实时数据按每分钟平均值、值、最小值贮存1 h；
b)历史数据按小时平均值、值、最小值贮存时间应不少于30d。
4．7．6 中心站应具备以下显示功能：
a)分站检索显示，各分站的测试时间、通道、地点、传感器测定参数和测定值等全部信息；
b)传感器分类信息显示；
c)图形显示：按时间间隔表明安全性的柱状图，将日趋势曲线、月趋势曲线以值或最小值表示；在表明传感器与分站位置、参数数据等信息的巷道布置示意图上显示报警信息及报警期间值和平均值。
4．7．7 中心站应具备监测数据报表的打印功能和趋势图和柱状图屏幕拷贝的打印功能。
4．7．8 地面中心站通信接口发射信号
发射端接有安全栅，发射到井下分站的驱动电平应不超过15V。

5 试验方法
5．1 4．2．3、4．2．4、4．2．6、4．2．7、4．2．8、4．2．9采用感官与操作检查法。
5．2 4．2．5按GB 4208中5和6的规定进行。
5．3 基本误差测定：
5．3．1 甲烷浓度基本误差测定：
a)井下使用的甲烷传感器，对0～4％CH4量程，按MT 444中5．2规定的方法进行；对0～100％CH4量程，按MT 445—1995中4．3规定的方法进行。
b)井上使用的红外线甲烷分析仪器按ZB Y 324中4．2规定的方法进行。
5．3．2 一氧化碳浓度基本误差测定：
a)井下使用的一氧化碳传感器应按MT 446中的5．2规定的方法进行。
b)井上使用的红外线一氧化碳分析器按ZB Y 324中4．2规定的方法进行。
5．3．3 二氧化碳浓度基本误差测定：
a)井下使用的二氧化碳传感器先通电12h后，用浓度为0．5％、1．5％、2．5％、4．5％的标准气样；以200～300mL／min流量通气3min，由低浓度到高浓度依次通入传感器，每种气样通入3次，记录指示和输出电流，取3次算术平均值，并分别计算指示值、输出信号值同标准气样的差值，取值大者为基本误差。每次通气测试结束后，用清洁空气清洗，待零点稳定后进行下一次试验。环境条件应符合MT 210中4．1的规定。
b)井上使用的红外线二氧化碳分析器按ZB Y 324中4．2规定的方法进行。
5．3．4 氧气浓度基本误差测定：
井下使用的氧气传感器按MT 447中4．2和4．3规定的方法进行。
5．3．5 乙烯浓度基本误差测定：
井下使用的乙烯传感器用浓度为5×10-6、10×10-6、15×10-6的标准气样。测试方法和数据处理方法按5．4．3a)规定的方法进行。环境条件应符合MT 210中4．1的规定。
5．4 稳定性试验
5．4．1 甲烷浓度的测定稳定性
a)井下使用的甲烷传感器，对0～4％CH4量程，按MT 444中5．3规定的方法进行；对0～100％CH4量程，按MT 445中4．5规定的方法进行。
b)井上使用的红外线甲烷分析器按ZB Y 324中5．10规定的方法进行。
5．4．2 一氧化碳浓度的测定稳定性
a)井下使用的一氧化碳传感器按MT 446中5．3规定的方法进行。
b)井上使用的红外线一氧化碳分析器按ZB Y 324中5．10规定的方法进行。
5．4．3 二氧化碳浓度的测定稳定性
a)井下使用的二氧化碳传感器的零点漂移与量程漂移的试验和计算方法按5．5．2a)规定的方法进行，试验用标准气样为2％CO2。环境条件应符合MT 210中4．1规定。
b)井上使用的红外线二氧化碳分析器按ZB Y 324中5．10规定的方法进行。
5．4．4 氧气浓度的测定稳定性
a)井下使用的氧气传感器按MT 447中4．5规定的方法进行；
b)井上使用的热磁式氧分析器按GB／* 11166中4．6规定的方法进行。
5．4．5 乙烯浓度的测定稳定性
井下使用的乙烯传感器的零点漂移与量程漂移的试验和计算方法按5．5．2的规定进行，试验用标准气样为8×10-6C2H4。环境条件应符合MT 210中4．1的规定。
5．5 响应时间测定；
对井下使用的气体传感器，先通电2h待稳定后调校好，通入零点气体待稳定后立即通入浓度为量程80％以上的气样，记录传感器指示值达到90％稳定值所需时间。重复测量3次，取其算术平均值。
5．6 温度试验：
5．6．1 对井下使用的甲烷传感器按MT 443中5．8规定的方法进行。
5．6．2 对井下使用的一氧化碳、二氧化碳、氧气和乙烯传感器按MT 446中5．4规定的方法进行。
5．7 非工作状态下高温、低温贮存和运输环境温度试验：
5．7．1 低温贮存试验
按GB／T 2423．1中试验Ab方法进行。在温度为－40±3℃(电化学式气体传感器为－10±3℃)条件下，持续16h。传感器非包装，不通电，不进行中间检测。试验后，在室温中恢复4h。
5．7．2 高温贮存试验
按GB／T 2423．2中试验Bb方法进行。在温度为60±2℃(电化学式气体传感器为45±2℃)条件下，持续16h。传感器非包装，不通电，不进行中间检测。试验后，在室温中恢复4h。
5．8 冲击试验：
按GB／T 2423．5方法进行。严酷等级：峰值加速度为500m／s2，脉冲持续时间为11±1ms，3个轴线每个方向连续冲击3次(共18次)；不包装，不通电，不进行中间检测。
5．9 振动试验：
按GB／T 2423．10方法进行。严酷等级：扫频频率范围为10～150Hz，加速度幅值为50m／s2，扫频循环次数为5次。
5．10 交变湿热试验：
按GB／T 2423．4方法进行。温度为40±2℃，持续时间12d。试验后恢复2h。
5．11 其他试验：
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采用实际操作与测试相结合的方法；
b)4．4．3～4．4．6采用感官检查方法；
c)4．5．2、4．5．3、4．6．1、4．7．1～4．7．8是在成套联机通电的条件下采用实际操作与感官检查相结合的方法。
5．12 4．6．3分布参数的计算方法应按MT 382附录A电缆仿真电路的要求进行。

6 检验规则
6．1 鉴定检验
6．1．1 检验实施
由的质量监督检验部门及制造厂质量检验部门进行。
6．1．2 检验项目
按表2规定的项目进行。

6．1．3 抽样方法
按GB／T 10111的规定，从出厂合格的产品中抽取，抽样数量应不少于2套，抽样基数不少于3套。
6．1．4 检验规则
a)表2中出厂合格检验的项目，每套均需进行；
b)4．2．1、4．2．2应按GB 3836．1、GB 3836．2、GB 3836．3和GB 3836。4及其他有关规定；
c)表中的其他项目，在出厂检验项目合格的产品中抽取1套进行。
6．1．5 判定规则
a)4．2．1、4．2．3的检验结果，按GB 3836．1、GB 3836．2、GB 3836．3和GB 3836．4及其他有关规定，
b)其他项目的检验结果应符合产品标准的要求；
c)鉴定检验中只要有一项不合格，则判定该检验不合格。
6．2 出厂检验
6．2．1 检验实施
由制造厂质量检验部门负责进行。
6．2．2 检验项目
按表2规定项目进行。
6．2．3 检验规则
出厂检验中只要有一项不合格，必须查明原因，消除弊病，对产品进行修改，并重新进行检验。
6．3 型式检验
6．3．1 检验周期
在下列情况下进行型式检验：
a)正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；
b)正式生产的产品每5年1次；
c)停产2年以上再次恢复生产时；
d)出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；
e)产品转厂时；
f)国家质量监督机构提出检验要求时。
6．3．2 检验实施
由的质量检验部门进行。
6．3．3 检验项目
按表2的规定的项目进行。
6．3．4 检验规则
6．3．4．1 应从出厂检验合格的产品中抽取1～2套进行试验。
6．3．4．2 试验中若有某项不合格，则应取加倍数量对该项目进行复试，若仍有一台不合格，则型式检验不合格，必须对产品或个别零部件停止生产，在消除缺陷并检验合格后才能继续生产。

7 标志、包装
7．1 标志
7．1．1 传感器标志应符合MT 443中的有关要求。
7．7．2 在井下用取样控制装置、井下分站的外壳明显处应设有“Ex”和“MA”标志。
7．1．3 在井下用取样控制装置、井下分站的上应有下列内容：
——产品型号、名称；
——防爆标志，应符合GB 3836．1中30规定；
——防爆检验合格证编号；
——煤矿安全仪表检验合格证编号(可用“MYJ”代表)；
——煤矿安全标志编号；
——计量器具许可证编号；
——关联设备型号；
——主要测量参数和电气参数。
7．1．4 包装箱上的标志应符合：
——发货标志应符合GB／T 6388的规定；
——作业标志应符合GB 191的规定。
7．2 包装
7．2．1 包装应采用复合防护包装类型，具有防雨、防潮能力。
7．2．2 包装箱内应有下列文件：
——产品合格证；
——产品使用说明书(应包括电气原理图和印制电路板图)；
——装箱单。

矿井火灾束管监测系统
一、矿井火灾束管监测系统的用途：
　　为确保矿井安全生产，需设一套火灾束管监测系统对井下重点区域的气体成份进行分析、判断、预测，为提前的干预提供准确的数据支持。
　　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。对井下重点区域的CO、CO2、CH4、O2等气体浓度通过红外分析仪进行24小时连续循环监测分析，C2H6、C2H4、C2H2、H2、N2等气体的浓度通过气相色谱仪进行采样分析，经过对自燃火灾标志气体的确定和分析，及时预测预报发火点的温度变化，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。
二、矿井火灾束管监测系统的组成：
　　本系统主要由三部分组成：
　　1）气体采样子系统：主要完成井下气体的采集和气体样本地面输送的自动控制。包括：井下束管系统、真空泵机组、采样泵、分路控制箱、采样控制箱等。
　　2）气体分析子系统：主要完成气体样本组分的精确测量。包括：连续在线红外分析仪、气相色谱仪、顺磁氧分析仪及相关配套装置等。
　　3）数据处理和共享子系统：主要完成测定数据的获取、存储、分析；束管采样控制、管路维护控制等的软件系统；专业化的测量数据辅助分析和数据Web共享所需的软件系统。包括：系统控制工控机、数据库服务器、Web服务器、打印机、工作站、系统软件等。

火灾束管监测系统组成图(1张)
三、矿井火灾束管监测系统的主要功能特点：
　　：实现了对井下自燃标志气体的连续、在线分析。
　　矿井火灾束管监测系统对矿山各重点区域的CO、CO2、CH4、O2浓度通过红外分析仪进行24小时连续循环监测分析，C2H6、C2H4、C2H2、H2、N2等气体的浓度通过气相色谱仪进行采样分析，并将监测结果和采样气体组分存入数据库中，以报表、曲线、爆炸三角形、爆炸趋势四方图等形式在网上实时发布。
　　第二：系统采用适合煤矿使用的矿井气体在线式红外分析仪为核心的矿山气
　　体在线监测系统。
　　1. 红外分析仪的检测器均从德国进口。
　　2. 为适应宽量程高精度的要求（一氧化碳0-1000ppm；甲烷0-99%），一氧化碳和甲烷均采用高低量程双检测器（一氧化碳0-50ppm、0-1000ppm；甲烷0-5%、0-99%），以满足测量范围的高低端要求。
　　3. 氧气采用高性能的热磁氧分析仪进行测量。
　　4. 分析仪的校准由电脑控制自动完成标气的进样、切换、测量、计算等整个过程。
　　5. 整体性能优于西门子的四合一分析仪，西门子的四合一分析仪为单量程，氧气采用电化学传感器，目前的分析仪精度为满量程的±1.5%～±2.5%，0-1000ppm量程的一氧化碳误差会达到±15～±25ppm，0-99%量程的甲烷误差会达到±1.5～±2.5%甲烷,无法达到矿井火灾束管监测的要求（国家标准要求0-20ppm一氧化碳误差为±2ppm，0-1%甲烷误差为±0.1%甲烷）。而氧电化学传感器的性能也无法达到矿井火灾束管监测的要求（国家标准要求使用顺磁氧分析仪，电化学传感器在缺氧时会失效损坏）。
　　第三：系统采用可靠的样品采集装置。
　　1.系统的气体分路及采样、分析部件采用4U的标准化设计，配置灵活，扩充方便，通用的接口，智能化设计，维护简单。
　　2.独立的管路压力及流量监测，监测每根管路的泄漏情况，便于对井下束管的维护管理。
　　3. 电磁阀、流量计及压力测量等关键部件均从美国进口。
　　4.系统的抽气采用德国进口的无油、无水、体积小、便于安装、免维护的干式真空泵，可以通过系统软件控制其开停，停电后可由UPS供电，继续连续工作4小时。
　　5.系统的抽气真空泵、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，并可实现远程自动监测和控制。
　　6.具有完善的气路阻火设计，系统更加安全。（如没有此设计，则会很危险）
　　第四：系统具备数据保存、报警并以报表、曲线、爆炸三角形等形式查询外，还具备如下功能：
　　1.系统提供的气体爆炸危险趋势四方图，用于判断混合气体在成分变化的过程中爆炸危险性的趋势，从而为判断其爆炸危险性提供方便的工具。
　　2.系统提供的Graham’s Ration指数也称CO指数（ICO），分析煤在自燃发火过程中，氧化产生的一氧化碳与氧耗量之比（CO/△O2），该值与氧化源温度及氧化时间成正比，反映燃料氧化反应状况。
　　3.系统提供的特里克特比率(琼斯—特里克特比率) Tr，是一种剔除无效气样，避免错误判断的有力工具，增加了系统的可靠性。它主要根据火灾生成气体的浓度之间有一定的相互依存比例来确定的。当比例不正常时，意味着气样受到某种干扰而无效。当气样的Tr超过1.6时，该气样不予考虑。若火灾的主要燃料是煤，Tr大于1的气样就值得怀疑。
　　4.系统提供远程监控及数据网上实时发布功能。
四、矿井火灾束管监测系统的主要技术参数：
　　主要技术性能：
　　1. 利用在线式红外分析仪对CO、CO2、CH4、O2进行24小时在线式连续监测。同时配备的气相色谱分析仪在发现有异常样本时，再对其详细分析C2H6、C2H4、C2H2、H2、N2等气体的浓度，并将监测结果和采样气体组分存入数据库中，以报表、曲线、爆炸三角形、爆炸趋势四方图等形式在网上实时发布，从而更精确地掌握井下气体的状况。
　　2.快速自动循环分析，1-2分钟分析一路气体。
　　3.采用的干式真空泵机组，无油、无水、，体积小、便于安装、免维护，可以通过系统软件控制开停。
　　4.配备3kw的UPS电源，并配电池组，使系统在断电后还能继续运行4小时。（含真空泵机组）
　　5.具有束管抽气流量显示功能，能够直观地反应每路束管的气体流量，并可方便调节控制。
　　6.系统配备专门的清洗泵用于束管堵塞时的快速处理。
　　7.系统的自动运行，包括分析仪的自动校准，用户均可以自行设定校准周期、管路堵塞监测、管路清洗时间、自动循环或单路监测等。
　　8.系统具备如下数据分析功能：
　　爆炸三角图、爆炸趋势四方图、特里克特比率Tr、Graham’s Ration指数.
　　9. 每一个气体警报都要有各自独立的可设定的四个警报临界点。
　　10.系统具有联网功能，支持web发布功能，具备数据上传功能。
　　主要技术指标：
　　系统分类：地面监测型
　　系统容量：≤248路
　　分析气体： CO、CO2、CH4、O2、C2H4、C2H2、C2H6、H2、N2等
　　系统精度：≤1.5%
　　检测范围： 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）；
　　供电电源：220V±10%（含真空泵机组）
　　后备电源：UPS电源（为含真空泵机组在内的在线系统提供4小时的后备电源）
　　工作环境：湿度 5-95%（非冷凝）
　　温度 0℃-40℃（地面）
五、扩充资料：
　　1、数据分析和预警原理
　　Graham’s Ration指数（ICO指数）
　　　Graham’s Ration指数也称CO指数（ICO），是指煤在自燃发火过程中，氧化产生的一氧化碳与氧耗量之比（CO/△O2），该值与氧化源温度及氧化时间成正比，能反映燃料氧化反应状况。该值用于预报煤的自燃发火趋势。在以ICO作为自燃发火预报指标时，应根据各矿具体条件确定自燃发火过程中ICO的临界值。因为ICO值受煤质和环境条件影响很大，而是应根据ICO的变化趋势，而非单个ICO值来判断采空区自燃发火的可能或封闭火区的状态变化。
　　• 其值计算方法：
　　• ICO= CO/（0.265*（N2+Ar）-O2）= CO/△O2
　　• 式中：
　　• CO—风流流经着火带后生成CO浓度，%；
　　• △O2—风流流经着火带后O2消耗的浓度，%；
　　• O2—风流流经着火带后O2浓度，%。
　　• 当煤氧化升温时ICO指标增加较快；在着火燃烧后，增加速率变缓，大多情况下会趋于稳定。
　　• 以ICO作为自然发火预报指标时，应根据各矿具体条件确定自燃发火过程中ICO的临界值。因为ICO值受煤质和环境条件影响很大。特别应根据ICO的变化趋势，而非单个ICO值来判断采空区自燃发火的可能或封闭火区的状态变化。以抚顺局老虎台矿(气煤)为例，当温度升高，出现微量CO和有煤油味时，ICO临界值为0.0046~0.04；煤油味加重，自热严重时，ICO报警值为0.041~0.09；出现灼热烟雾，处于阴燃状态时，ICO值＞0.09。
　　科瓦德三角形
　　　含有多种单一可燃气体的混合气体发生火灾或爆炸都十分突然，经常出乎人的意料，而且发展迅猛、激烈，灾害本身具有很大的危害性，可致人伤亡，而燃烧或爆炸所产生的有毒有害气体还会使灾区或灾区波及区域中的人员中毒伤亡。酿成重大事故，使企业蒙受难以弥补的损失和危害。所以分析混合气体爆炸性是判断混合气体危险性，进一步采取可靠预防措施,保障安全的一个重要步骤。
　　科瓦德三角形的做法：

科瓦德三角形(1张)
　　横坐标为可燃气体浓度（%）0~99%，纵坐标为O2浓度（%）0~22%，沿横坐标的（99%，0）和纵坐标的（0，21%）两点做直线，在直线上作出可燃气体爆炸上、下限点，结合鼻点三点通过三点法做出瓦斯爆炸科瓦德三角形。
　　计算属性可输入的数据：各种可燃气体浓度值，N2、 O2浓度值。
　　A：可燃气体爆炸下限点，横坐标代表可燃气体浓度下限用LTL表示，纵坐标代表氧气浓度
　　B：可燃气体爆炸上限点，横坐标代表可燃气体浓度上限用LTU表示，纵坐标代表氧气浓度
　　C：混合气体失爆点。坐标用（LTN，LTO2）表示
　　特里克特比率Tr
　　　特里克特比率(琼斯—特里克特比率) Tr；是一种剔除无效气样，避免错误判断的有力工具。它主要根据火灾生成气体的浓度之间有一定的相互依存比例来确定的。当比例不正常时，意味着气样受到某种干扰而无效。当气样的Tr超过1.6时，该气样不予考虑。若火灾的主要燃料是煤，Tr大于1的气样就值得怀疑。
　　其计算公式为：

特里克特比率Tr(1张)
　　美国矿业局爆炸三角形
　　　该方法既考虑了可燃气体的多样性，包括CH4、H2、CO等，也考虑了几种常用的惰气如二氧化碳的混合物。与科瓦德爆炸三角形不同的是这种三角形基本固定，但混合气体组分点坐标值根据各种可燃气体浓度和各种惰性气体浓度按其爆炸或惰化特性加权综合计算，即组分点随混合气体组分变化。通过了解混合气体组分点是否在爆炸三角形内来了解其爆炸性。
　　用标准的图形与计算的R值进行比较。

美国矿业局爆炸三角形(1张)
　　气体爆炸危险趋势四方图
　　　该图依据混合气体爆炸三角形的计算，进行变换获得，主要用于判断混合气体在成分变化的过程中爆炸危险性的趋势。计算原理是：将对同一测点不同时间测定获得的多个气样数据，固定气体爆炸三角形的边界，计算混合气体的坐标点距离爆炸危险区域的距离，从而为判断其爆炸危险性提供方便的工具。
　　四方图的绘制要求有查询条件输入。输入内容为测点的位置和时间

气体爆炸危险趋势四方图(1张)
　　灾区封闭过程中气体的爆炸性分析

灾区封闭过程中气体的爆炸性分析(1张)
　　2、当前煤矿井下的气体分析主要采用的四种方法及其优缺点：
　　　A、人工测量或取样
　　由测量人员直接在测定现场测量，或取样后送至地面进行分析。测定地点灵活，但频度低，且只能测定正常气样，危险环境测点无法测量。
　　B、井下实时监控系统（以重庆煤科院等为代表）
　　能够实现对选定测点的连续可靠测量，但测量的气体种类和范围、精度均受限制，系统的稳定性有待进一步改善，传感器易受环境影响，维护工作量大，且灾变时期无法使用。
　　C、代矿井火灾束管监测系统：束管系统+色谱分析（以北京中才华源公司、淄博立伟、北京东西电子等厂家为代表）
　　当前多数采用束管取样+色谱分析系统。布点方便、测定不受环境影响，测定范围、精度不受限制。但实际运行中存在如下缺点：
　　1) 气样分析时间过长。从进气到出结果需十几分钟，不能适应连续检测的要求。
　　2) 气相色谱仪不适宜长期连续运行，为保证可靠性，检测不同含量气体时都要配置不同标准的标气、做模板、调试环境等维护工作。
　　3) 气样分析有时需人工参与，通常需要专业人员操作。
　　D、第二代矿井火灾束管监测系统：束管系统+在线式红外分析+色谱仪分析（以北京中才华源公司为代表）
　　1) 以适合煤矿使用的在线式红外分析仪为核心的矿山气体在线监测系统。
　　2) 可测量大多数的混合性气体，包括缺氧区域的测量或灾变时气体分析。
　　3) 在线式红外分析仪可以在2-3分钟的时间内完成一路气体的分析。
　　4) 在线式红外分析仪可以24小时连续监测井下的一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氧气，免除繁琐的人工操作环节，能够实时在线分析气体的数据。
　　5) 在线式红外分析仪采用红外设计原理，具有良好的稳定性和可靠性；采用免维护和智能化设计，避免每天要对测量仪器进行校准等繁琐的工作环节。
　　6) 色谱分析仪可检验出氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氢气、乙烯、乙烷、乙炔、丙烷等多种气体。
　　7) 色谱分析仪可提供更完整的气体分析数据以完善高质量的气体爆炸图表及比例计算。
　　8) 色谱分析仪是煤矿气体精确分析的仪器，主要用于：
　　a) 准确获知的人工取样气样；
　　b) 进一步确定的束管分析气路；
　　c) 深入调查的可疑分析结果或相关气样；
　　d) 校准仪器所用的标准气体。
　　9) 由于色谱分析比较费时费力，通常在系统连续监测发现气体异常状况时再启动，进行核实，并获得完整的气样成分。