為確保礦井安全生產(chǎn),井下環(huán)境監(jiān)測(cè)需設(shè)一套束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng),主要利用紅外技術(shù)對(duì)井下氣體成份的分析,實(shí)現(xiàn)CO、CO2、CH4、O2、N2(計(jì)算值)等氣體含量的24小時(shí)在線連續(xù)監(jiān)測(cè),對(duì)其含量變化情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。
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(cè)到自燃的臨界點(diǎn)。
束管監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)在回采工作面。
煤礦自燃火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)說(shuō)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(bào)和防治工作。利用紅外技術(shù)對(duì)井下任意地點(diǎn)的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等氣體含量實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)循環(huán)監(jiān)測(cè),經(jīng)過(guò)對(duì)自然火災(zāi)標(biāo)志氣體的確定和分析,及時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)發(fā)火點(diǎn)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(cè)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(cè)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(cè)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(hù)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(hù)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(jìn)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(wú)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(cè)定基本誤差
4.3.1.1 甲烷濃度測(cè)定誤差
低濃度時(shí)應(yīng)符合MT 444中4.3.1的規(guī)定;高濃度時(shí)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(cè)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(cè)定誤差
為±5%F.S。
4.3.1.4 氧氣濃度測(cè)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(cè)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(cè)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(yàn)期間其零位漂移量及量程漂移量應(yīng)不超過(guò)4.3.1規(guī)定的基本誤差。
4.3.3 響應(yīng)時(shí)間
井下用氣體傳感器示值達(dá)到氣樣的穩(wěn)定示值90%的時(shí)間應(yīng)不超過(guò)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(hào)制
用于井下的氣體傳感器輸出信號(hào)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(shí)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(yùn)輸環(huán)境溫度試驗(yàn)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(yàn)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(dòng)試驗(yàn)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(yàn)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(yàn);
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(duì)井下監(jiān)測(cè)型系統(tǒng)可達(dá)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(diǎn)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(guò)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(shí)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(diǎn)集中監(jiān)測(cè)中使用的自動(dòng)巡回采樣裝置每路運(yùn)行最短時(shí)間為2min,最長(zhǎng)時(shí)間20min。
4.5.2 控制裝置中的抽氣泵應(yīng)能保證長(zhǎng)時(shí)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(zhǎng)時(shí)連續(xù)工作。并應(yīng)設(shè)備用取樣泵。
4.5.4 正常取樣時(shí)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(dòng)試驗(yàn)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(yàn)時(shí),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(yùn)輸環(huán)境溫度試驗(yàn)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(yàn)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(dòng)試驗(yàn)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(yàn)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(yàn);
c)應(yīng)符合4.5.1~4.5.4規(guī)定。
4.6 井下監(jiān)測(cè)分站與信號(hào)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(lái)的測(cè)點(diǎn)配置表,自動(dòng)循環(huán)采集各傳感器的信息。
4.6.1.2 分站能自動(dòng)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(gè)輸入端可以輸入開(kāi)關(guān)量或模擬量。
4.6.2 分站容量
輸入8路開(kāi)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(duì)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(shí)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(yàn)時(shí),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(yùn)輸環(huán)境溫度試驗(yàn)后,應(yīng)符合4.6.1的規(guī)定。
4.6.10 分站經(jīng)沖擊試驗(yàn)后,應(yīng)符合4.6.1的規(guī)定。
4.6.11 分站經(jīng)振動(dòng)試驗(yàn)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(yàn)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(yàn);
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(yàn)、信道檢測(cè)、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(jì)功能。
4.7.4 中心站應(yīng)具備模擬量的分平均值、小時(shí)平均值、日、月值計(jì)算功能。
4.7.5 中心站應(yīng)具備數(shù)據(jù)貯存功能:
a)實(shí)時(shí)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(shí)平均值、值、最小值貯存時(shí)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(cè)試時(shí)間、通道、地點(diǎn)、傳感器測(cè)定參數(shù)和測(cè)定值等全部信息;
b)傳感器分類信息顯示;
c)圖形顯示:按時(shí)間間隔表明安全性的柱狀圖,將日趨勢(shì)曲線、月趨勢(shì)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(bào)警信息及報(bào)警期間值和平均值。
4.7.7 中心站應(yīng)具備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)表的打印功能和趨勢(shì)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(hào)
發(fā)射端接有安全柵,發(fā)射到井下分站的驅(qū)動(dòng)電平應(yīng)不超過(guò)15V。
5 試驗(yàn)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(jìn)行。
5.3 基本誤差測(cè)定:
5.3.1 甲烷濃度基本誤差測(cè)定:
a)井下使用的甲烷傳感器,對(duì)0~4%CH4量程,按MT 444中5.2規(guī)定的方法進(jìn)行;對(duì)0~100%CH4量程,按MT 445—1995中4.3規(guī)定的方法進(jìn)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(jìn)行。
5.3.2 一氧化碳濃度基本誤差測(cè)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(jìn)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(jìn)行。
5.3.3 二氧化碳濃度基本誤差測(cè)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(jì)算指示值、輸出信號(hào)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(cè)試結(jié)束后,用清潔空氣清洗,待零點(diǎn)穩(wěn)定后進(jìn)行下一次試驗(yàn)。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(jìn)行。
5.3.4 氧氣濃度基本誤差測(cè)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(jìn)行。
5.3.5 乙烯濃度基本誤差測(cè)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(cè)試方法和數(shù)據(jù)處理方法按5.4.3a)規(guī)定的方法進(jìn)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(yàn)
5.4.1 甲烷濃度的測(cè)定穩(wěn)定性
a)井下使用的甲烷傳感器,對(duì)0~4%CH4量程,按MT 444中5.3規(guī)定的方法進(jìn)行;對(duì)0~100%CH4量程,按MT 445中4.5規(guī)定的方法進(jìn)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(jìn)行。
5.4.2 一氧化碳濃度的測(cè)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(jìn)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(jìn)行。
5.4.3 二氧化碳濃度的測(cè)定穩(wěn)定性
a)井下使用的二氧化碳傳感器的零點(diǎn)漂移與量程漂移的試驗(yàn)和計(jì)算方法按5.5.2a)規(guī)定的方法進(jìn)行,試驗(yàn)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(jìn)行。
5.4.4 氧氣濃度的測(cè)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(jìn)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(jìn)行。
5.4.5 乙烯濃度的測(cè)定穩(wěn)定性
井下使用的乙烯傳感器的零點(diǎn)漂移與量程漂移的試驗(yàn)和計(jì)算方法按5.5.2的規(guī)定進(jìn)行,試驗(yàn)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(shí)間測(cè)定;
對(duì)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(diǎn)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(dá)到90%穩(wěn)定值所需時(shí)間。重復(fù)測(cè)量3次,取其算術(shù)平均值。
5.6 溫度試驗(yàn):
5.6.1 對(duì)井下使用的甲烷傳感器按MT 443中5.8規(guī)定的方法進(jìn)行。
5.6.2 對(duì)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(jìn)行。
5.7 非工作狀態(tài)下高溫、低溫貯存和運(yùn)輸環(huán)境溫度試驗(yàn):
5.7.1 低溫貯存試驗(yàn)
按GB/T 2423.1中試驗(yàn)Ab方法進(jìn)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(jìn)行中間檢測(cè)。試驗(yàn)后,在室溫中恢復(fù)4h。
5.7.2 高溫貯存試驗(yàn)
按GB/T 2423.2中試驗(yàn)Bb方法進(jìn)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(jìn)行中間檢測(cè)。試驗(yàn)后,在室溫中恢復(fù)4h。
5.8 沖擊試驗(yàn):
按GB/T 2423.5方法進(jìn)行。嚴(yán)酷等級(jí):峰值加速度為500m/s2,脈沖持續(xù)時(shí)間為11±1ms,3個(gè)軸線每個(gè)方向連續(xù)沖擊3次(共18次);不包裝,不通電,不進(jìn)行中間檢測(cè)。
5.9 振動(dòng)試驗(yàn):
按GB/T 2423.10方法進(jìn)行。嚴(yán)酷等級(jí):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(yàn):
按GB/T 2423.4方法進(jìn)行。溫度為40±2℃,持續(xù)時(shí)間12d。試驗(yàn)后恢復(fù)2h。
5.11 其他試驗(yàn):
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(shí)際操作與測(cè)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(jī)通電的條件下采用實(shí)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(jì)算方法應(yīng)按MT 382附錄A電纜仿真電路的要求進(jìn)行。
6 檢驗(yàn)規(guī)則
6.1 鑒定檢驗(yàn)
6.1.1 檢驗(yàn)實(shí)施
由的質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)部門(mén)及制造廠質(zhì)量檢驗(yàn)部門(mén)進(jìn)行。
6.1.2 檢驗(yàn)項(xiàng)目
按表2規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)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(yàn)規(guī)則
a)表2中出廠合格檢驗(yàn)的項(xiàng)目,每套均需進(jìn)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(xiàng)目,在出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目合格的產(chǎn)品中抽取1套進(jìn)行。
6.1.5 判定規(guī)則
a)4.2.1、4.2.3的檢驗(yàn)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(xiàng)目的檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求;
c)鑒定檢驗(yàn)中只要有一項(xiàng)不合格,則判定該檢驗(yàn)不合格。
6.2 出廠檢驗(yàn)
6.2.1 檢驗(yàn)實(shí)施
由制造廠質(zhì)量檢驗(yàn)部門(mén)負(fù)責(zé)進(jìn)行。
6.2.2 檢驗(yàn)項(xiàng)目
按表2規(guī)定項(xiàng)目進(jìn)行。
6.2.3 檢驗(yàn)規(guī)則
出廠檢驗(yàn)中只要有一項(xiàng)不合格,必須查明原因,消除弊病,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修改,并重新進(jìn)行檢驗(yàn)。
6.3 型式檢驗(yàn)
6.3.1 檢驗(yàn)周期
在下列情況下進(jìn)行型式檢驗(yàn):
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(shí);
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(shí);
d)出廠檢驗(yàn)結(jié)果與上次型式檢驗(yàn)有較大差異時(shí);
e)產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠時(shí);
f)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)提出檢驗(yàn)要求時(shí)。
6.3.2 檢驗(yàn)實(shí)施
由的質(zhì)量檢驗(yàn)部門(mén)進(jìn)行。
6.3.3 檢驗(yàn)項(xiàng)目
按表2的規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行。
6.3.4 檢驗(yàn)規(guī)則
6.3.4.1 應(yīng)從出廠檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品中抽取1~2套進(jìn)行試驗(yàn)。
6.3.4.2 試驗(yàn)中若有某項(xiàng)不合格,則應(yīng)取加倍數(shù)量對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行復(fù)試,若仍有一臺(tái)不合格,則型式檢驗(yàn)不合格,必須對(duì)產(chǎn)品或個(gè)別零部件停止生產(chǎn),在消除缺陷并檢驗(yàn)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(hào)、名稱;
——防爆標(biāo)志,應(yīng)符合GB 3836.1中30規(guī)定;
——防爆檢驗(yàn)合格證編號(hào);
——煤礦安全儀表檢驗(yàn)合格證編號(hào)(可用“MYJ”代表);
——煤礦安全標(biāo)志編號(hào);
——計(jì)量器具許可證編號(hào);
——關(guān)聯(lián)設(shè)備型號(hào);
——主要測(cè)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(hù)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(shuō)明書(shū)(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(cè)系統(tǒng)
一、礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)對(duì)井下重點(diǎn)區(qū)域的氣體成份進(jìn)行分析、判斷、預(yù)測(cè),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(bào)和防治工作。對(duì)井下重點(diǎn)區(qū)域的CO、CO2、CH4、O2等氣體濃度通過(guò)紅外分析儀進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)循環(huán)監(jiān)測(cè)分析,C2H6、C2H4、C2H2、H2、N2等氣體的濃度通過(guò)氣相色譜儀進(jìn)行采樣分析,經(jīng)過(guò)對(duì)自燃火災(zāi)標(biāo)志氣體的確定和分析,及時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)發(fā)火點(diǎn)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(cè)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(dòng)控制。包括:井下束管系統(tǒng)、真空泵機(jī)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(cè)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(cè)定數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、分析;束管采樣控制、管路維護(hù)控制等的軟件系統(tǒng);專業(yè)化的測(cè)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(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Web服務(wù)器、打印機(jī)、工作站、系統(tǒng)軟件等。
火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成圖(1張)
三、礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要功能特點(diǎn):
?。簩?shí)現(xiàn)了對(duì)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(cè)系統(tǒng)對(duì)礦山各重點(diǎn)區(qū)域的CO、CO2、CH4、O2濃度通過(guò)紅外分析儀進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)循環(huán)監(jiān)測(cè)分析,C2H6、C2H4、C2H2、H2、N2等氣體的濃度通過(guò)氣相色譜儀進(jìn)行采樣分析,并將監(jiān)測(cè)結(jié)果和采樣氣體組分存入數(shù)據(jù)庫(kù)中,以報(bào)表、曲線、爆炸三角形、爆炸趨勢(shì)四方圖等形式在網(wǎng)上實(shí)時(shí)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(cè)系統(tǒng)。
1. 紅外分析儀的檢測(cè)器均從德國(guó)進(jìn)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(cè)器(一氧化碳0-50ppm、0-1000ppm;甲烷0-5%、0-99%),以滿足測(cè)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(jìn)行測(cè)量。
4. 分析儀的校準(zhǔn)由電腦控制自動(dòng)完成標(biāo)氣的進(jìn)樣、切換、測(cè)量、計(jì)算等整個(gè)過(guò)程。
5. 整體性能優(yōu)于西門(mén)子的四合一分析儀,西門(mén)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(huì)達(dá)到±15~±25ppm,0-99%量程的甲烷誤差會(huì)達(dá)到±1.5~±2.5%甲烷,無(wú)法達(dá)到礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)的要求(國(guó)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(wú)法達(dá)到礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)的要求(國(guó)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(shí)會(huì)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(jì),配置靈活,擴(kuò)充方便,通用的接口,智能化設(shè)計(jì),維護(hù)簡(jiǎn)單。
2.獨(dú)立的管路壓力及流量監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)每根管路的泄漏情況,便于對(duì)井下束管的維護(hù)管理。
3. 電磁閥、流量計(jì)及壓力測(cè)量等關(guān)鍵部件均從美國(guó)進(jìn)口。
4.系統(tǒng)的抽氣采用德國(guó)進(jìn)口的無(wú)油、無(wú)水、體積小、便于安裝、免維護(hù)的干式真空泵,可以通過(guò)系統(tǒng)軟件控制其開(kāi)停,停電后可由UPS供電,繼續(xù)連續(xù)工作4小時(shí)。
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(guò)電腦控制自動(dòng)或人工操作完成,并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制。
6.具有完善的氣路阻火設(shè)計(jì),系統(tǒng)更加安全。(如沒(méi)有此設(shè)計(jì),則會(huì)很危險(xiǎn))
第四:系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)保存、報(bào)警并以報(bào)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(xiǎn)趨勢(shì)四方圖,用于判斷混合氣體在成分變化的過(guò)程中爆炸危險(xiǎn)性的趨勢(shì),從而為判斷其爆炸危險(xiǎn)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(guò)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(shí)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(wú)效氣樣,避免錯(cuò)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(lái)確定的。當(dāng)比例不正常時(shí),意味著氣樣受到某種干擾而無(wú)效。當(dāng)氣樣的Tr超過(guò)1.6時(shí),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(yuǎn)程監(jiān)控及數(shù)據(jù)網(wǎng)上實(shí)時(shí)發(fā)布功能。
四、礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)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(duì)CO、CO2、CH4、O2進(jìn)行24小時(shí)在線式連續(xù)監(jiān)測(cè)。同時(shí)配備的氣相色譜分析儀在發(fā)現(xiàn)有異常樣本時(shí),再對(duì)其詳細(xì)分析C2H6、C2H4、C2H2、H2、N2等氣體的濃度,并將監(jiān)測(cè)結(jié)果和采樣氣體組分存入數(shù)據(jù)庫(kù)中,以報(bào)表、曲線、爆炸三角形、爆炸趨勢(shì)四方圖等形式在網(wǎng)上實(shí)時(shí)發(fā)布,從而更精確地掌握井下氣體的狀況。
2.快速自動(dòng)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(jī)組,無(wú)油、無(wú)水、,體積小、便于安裝、免維護(hù),可以通過(guò)系統(tǒng)軟件控制開(kāi)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(yùn)行4小時(shí)。(含真空泵機(jī)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(mén)的清洗泵用于束管堵塞時(shí)的快速處理。
7.系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行,包括分析儀的自動(dòng)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(cè)、管路清洗時(shí)間、自動(dòng)循環(huán)或單路監(jiān)測(cè)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(shì)四方圖、特里克特比率Tr、Graham’s Ration指數(shù).
9. 每一個(gè)氣體警報(bào)都要有各自獨(dú)立的可設(shè)定的四個(gè)警報(bào)臨界點(diǎn)。
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(cè)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(cè)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(jī)組)
后備電源:UPS電源(為含真空泵機(jī)組在內(nèi)的在線系統(tǒng)提供4小時(shí)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(kuò)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(guò)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(shí)間成正比,能反映燃料氧化反應(yīng)狀況。該值用于預(yù)報(bào)煤的自燃發(fā)火趨勢(shì)。在以ICO作為自燃發(fā)火預(yù)報(bào)指標(biāo)時(shí),應(yīng)根據(jù)各礦具體條件確定自燃發(fā)火過(guò)程中ICO的臨界值。因?yàn)镮CO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(shì),而非單個(gè)ICO值來(lái)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(jì)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(shí)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(huì)趨于穩(wěn)定。
• 以ICO作為自然發(fā)火預(yù)報(bào)指標(biāo)時(shí),應(yīng)根據(jù)各礦具體條件確定自燃發(fā)火過(guò)程中ICO的臨界值。因?yàn)镮CO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(shì),而非單個(gè)ICO值來(lái)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(tái)礦(氣煤)為例,當(dāng)溫度升高,出現(xiàn)微量CO和有煤油味時(shí),ICO臨界值為0.0046~0.04;煤油味加重,自熱嚴(yán)重時(shí),ICO報(bào)警值為0.041~0.09;出現(xiàn)灼熱煙霧,處于陰燃狀態(tài)時(shí),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(huì)使災(zāi)區(qū)或?yàn)?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(bǔ)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(xiǎn)性,進(jìn)一步采取可靠預(yù)防措施,保障安全的一個(gè)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(diǎn)做直線,在直線上作出可燃?xì)怏w爆炸上、下限點(diǎn),結(jié)合鼻點(diǎn)三點(diǎn)通過(guò)三點(diǎn)法做出瓦斯爆炸科瓦德三角形。
計(jì)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(diǎn),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(diǎn),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(diǎn)。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(wú)效氣樣,避免錯(cuò)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(lái)確定的。當(dāng)比例不正常時(shí),意味著氣樣受到某種干擾而無(wú)效。當(dāng)氣樣的Tr超過(guò)1.6時(shí),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(jì)算公式為:
特里克特比率Tr(1張)
美國(guó)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(diǎn)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(jì)算,即組分點(diǎn)隨混合氣體組分變化。通過(guò)了解混合氣體組分點(diǎn)是否在爆炸三角形內(nèi)來(lái)了解其爆炸性。
用標(biāo)準(zhǔn)的圖形與計(jì)算的R值進(jìn)行比較。
美國(guó)礦業(yè)局爆炸三角形(1張)
氣體爆炸危險(xiǎn)趨勢(shì)四方圖
該圖依據(jù)混合氣體爆炸三角形的計(jì)算,進(jìn)行變換獲得,主要用于判斷混合氣體在成分變化的過(guò)程中爆炸危險(xiǎn)性的趨勢(shì)。計(jì)算原理是:將對(duì)同一測(cè)點(diǎn)不同時(shí)間測(cè)定獲得的多個(gè)氣樣數(shù)據(jù),固定氣體爆炸三角形的邊界,計(jì)算混合氣體的坐標(biāo)點(diǎn)距離爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的距離,從而為判斷其爆炸危險(xiǎn)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(cè)點(diǎn)的位置和時(shí)間
氣體爆炸危險(xiǎn)趨勢(shì)四方圖(1張)
災(zāi)區(qū)封閉過(guò)程中氣體的爆炸性分析
災(zāi)區(qū)封閉過(guò)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(diǎn):
A、人工測(cè)量或取樣
由測(cè)量人員直接在測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,或取樣后送至地面進(jìn)行分析。測(cè)定地點(diǎn)靈活,但頻度低,且只能測(cè)定正常氣樣,危險(xiǎn)環(huán)境測(cè)點(diǎn)無(wú)法測(cè)量。
B、井下實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)(以重慶煤科院等為代表)
能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)選定測(cè)點(diǎn)的連續(xù)可靠測(cè)量,但測(cè)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(jìn)一步改善,傳感器易受環(huán)境影響,維護(hù)工作量大,且災(zāi)變時(shí)期無(wú)法使用。
C、代礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)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(diǎn)方便、測(cè)定不受環(huán)境影響,測(cè)定范圍、精度不受限制。但實(shí)際運(yùn)行中存在如下缺點(diǎn):
1) 氣樣分析時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。從進(jìn)氣到出結(jié)果需十幾分鐘,不能適應(yīng)連續(xù)檢測(cè)的要求。
2) 氣相色譜儀不適宜長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行,為保證可靠性,檢測(cè)不同含量氣體時(shí)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(hù)工作。
3) 氣樣分析有時(shí)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(cè)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(cè)系統(tǒng)。
2) 可測(cè)量大多數(shù)的混合性氣體,包括缺氧區(qū)域的測(cè)量或?yàn)?zāi)變時(shí)氣體分析。
3) 在線式紅外分析儀可以在2-3分鐘的時(shí)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(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)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(shí)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(jì)原理,具有良好的穩(wěn)定性和可靠性;采用免維護(hù)和智能化設(shè)計(jì),避免每天要對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行校準(zhǔn)等繁瑣的工作環(huán)節(jié)。
6) 色譜分析儀可檢驗(yàn)出氧氣、氮?dú)?、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(jì)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(jìn)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(fèi)時(shí)費(fèi)力,通常在系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)氣體異常狀況時(shí)再啟動(dòng),進(jìn)行核實(shí),并獲得完整的氣樣成分。