束管监测系统设计方案.doc

XXX煤矿
KSS-200束管色谱微机监测系统设计方案

搞好内因火灾的预测预报工作,是防止煤炭自然发火的重要措施,早期发现并争取时间及时扑救,将火灾危害减少到最低程度，是确保矿井安全生产重要手段。孙村煤矿随着矿井向深部延深，地温越来越高、地压越来越大，密闭受压变形漏风，后一、前四采区上行开采、二层煤托顶煤开采等因素影响容易造成采空区自然发火，威胁我矿安全生产。因此必须进行煤炭自然发火监控，做到提前预防,及时采取措施,确保矿井安全生产。
一、KSS-200束管色谱微机监测系统功能
1、系统用途
KSS煤矿自燃火灾束管监测系统适用于大、 中、 小各类煤矿自然火灾预报和防治工作 。对煤矿井下任意地点的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等气体含量实现24小时连续循环监测，进行取样分析，连续监测井下回风道、采掘工作面及密闭区域的各种气体的浓度变化，通过烷烯比、链烷比的计算，及时预测预报发火点的温度变化，为煤矿自然发火早期预报及火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供科学依据。特别使用于采空区、巷道高冒点、封闭火区地点的监测，为火区启封提供依据。
2、系统组成
    KSS煤矿自燃火灾束管监测系统在微机自动控制、色谱仪多参数高精度分析、束管负压采样等三项高新技术的基础上，开发出来的高技术产品，设计合理，技术先进，精度高，准确先进。主要系统有束管、抽气泵、气体采样控制柜、监测监控微机、双路24位采样接口、32路输出控制接口、束管专用色谱仪、打印输出设备、系统软件、网卡及滤水器、粉尘过滤器、单管、分路箱等组成。
系统工作原理: 系统工作时，先启动抽气泵，使束管形成负压，即井下外部压力大于束管内的压力，使井下气体被吸入束管，达到井上的电磁阀前并处于等待检测状态。气相色谱仪达到稳定工作状态后，微机通过控制接口板输出一个开关量给驱动电路，驱动电路的继电器吸合，接通某一路束管的电磁阀，该路束管内的气体被送入气相色谱仪，由气相色谱仪进行分析。气相色谱仪的分析结果被送到微机内的数据采样接口板上，经过信号放大，模数转换，将模拟量变成数字量，然后由分析软件进行处理，形成谱图和分析结果，分别在屏幕和打印机上表现出来，完成某一路束管气体的检测分析过程。在需要多路检测时，由微机按照用户设定的检测顺序和检测次数自动循环进行，无需人工干涉，可实现24小时连续在线检测和分析，所有分析数据均可保留。以便工作人员对数据的再利用。
3、系统主要功能
（1）束管负压采样、色谱分析，无需任何电化学传感器；
（2）自然火灾预报功能：通过对烷烯比、链烷比的计算、自然火灾标志气体的确定和分析，及时准确的预测火源温度变化情况；
（3）系统自动控制24小时在线监测，实现无人职守；
（4）输出功能齐全：产生正常分析、束管分析、趋势分析报表及趋势图等11种图表；
（5）具有气体含量超限自动报警功能；
（6）数据库记录个数≤108，对历史数据进行分析比较；
（7）具有联网功能：实现分析数据共享， 为领导决策提供依据；
（8）可判别火灾瓦斯爆炸危险的程度。
（9）最大抽气采样距离≤30KM。具有束管抽气量显示功能，直观地反应每路束管气体流量，并方便控制。
4、主要技术参数
(1)控制束管监测路数：12-30路（可扩充）；
(2) 运行时间：24小时连续监测或人工设定；
(3)分析气体成份：CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2、O2、N2等八种。
(4)色谱仪正常分析≤0.1%,检测限≤1PPM； 
(5)系统精度≤1.5%；
(6)监测范围: O2：0-25%, N2:70-98%, CO、、C2H4、C2H6、C2H2:0-50%, CH4、CO2：0-80%；
5、主机运行环境
（1）电源：220V±5%，单相50Hz交流电；
（2）总功率：2.5KW 220V 50Hz（不含抽气泵）；
抽气泵5 KW 380V 50Hz
（3） 温度：10-35℃
（4）相对湿度≤90%；
（5）微机：PII以上原装机或工控机。
二、束管敷设及设备选型方案
1、束管敷设方案
根据矿井延深生产布局和我矿高温高压特点，主要对正在生产回采工作面上隅角、可能发火的密闭、延空送巷上一工作面回风巷密闭进行监测。
由于生产工作面主要集中在-800水平以下，因此确定地面机房设备安装布置在北立井地面。系统整体结构简单,微机、气相色谱仪、采样柜主体部分在地面室内，安全可靠，操作简单，维修方便，不受井下各种不安全因素及条件的干扰。
主束管沿千米立井利用钢丝绳作引绳进行敷设，在千米井井底设置分路箱，向采区敷设直到密闭、工作面。
根据目前生产布局，束管监测点设置如下：
（1） 11120面上隅角
（2）11120老面回风巷密闭
（3）2421面上隅角
（4）4219面回风巷密闭
（5）3420面回风巷密闭
（6）2221面回风巷密闭
（7）2220运输巷
扩大区束管敷设路线:
扩大区轨道巷→扩大区回风上山→2220运输巷密闭→2421面上隅角
后一束管敷设路线:
-800北石门→2221面回风巷密闭→-800南石门→-800十三层轨道上山下段→11120面回风巷→11120面回风巷密闭→11120面上隅角
前四束管敷设路线：
-800北石门→-800大巷→-800前四轨道上山→4219回风密闭

2、设备选型方案
序号
名称
规格尺寸
单位
数量
总价(万元)
1
气体采样控制柜(16路)
KSS-200-16
台
1
3.8
2
束管专用色谱仪
SP3430
台
1
11.91
3
双通道24位A/D转换器
KSS-200-1
块
1
1.76
4
32路系统输出控制器
KSS-200-2
块
1
0.89
5
系统分析控制软件
KSS2100版
套
1
1.0
6
工控机
研华610P4/80G/17纯平
台
1
0.9
7
系统计算机
联想P4/17纯平
台
1
0.7
8
激光打印机
三星
台
1
0.36
9
束管抽气泵
2SK-1.5
台
2
2.24
10
氢气发生器
SGH-300
台
1
0.98
11
空气发生器
SGK-2LB
台
1
0.56
12
标准气体
CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2、O2、N2
瓶
1
0.29
13
马夫炉
SK-10-4
台
1
0.46
14
净化稳压电源
JJW-5K
台
1
0.62
15
束管清洗机
0.2/10-3KW
台
1
0.82
16
空调机
海尔2匹
台
1
0.4
17
双头工作台
1500*700
张
2
0.092
18
工作椅

把
2
0.042
19
冷却水箱
1000×800×600
个
1
0.08
20
氮气瓶
40L
个
1
0.12
21
16芯束管
ZR-KYV-¢8×1.1×16
米
1352
5.03
22
8芯束管
ZR-KYV-¢8×1.1×8
米
1000
2.184
23
4芯束管
ZR-KYV-¢8×1.1×4
米
3700
5.3058
24
单管
ZR-KYV-¢8×1.1
米
3000
0.432
25
16路分路箱
KSS-200-20-16
个
2
0.72
26
8路分路箱
KSS-200-20-8
个
2
0.448
27
4路分路箱
KSS-200-20-4
个
1
0.156
28
粉尘过滤器
KSS-200-21
个
2
0.018
29
滤水器
KSS-200-22
个
10
0.17
30
束管接头
RH×14
个
30
0.032
31
球阀

个
4

42.52

XXX煤矿KSS-200束管色谱
微机监测系统设计方案请示报告

集团公司:
根据开采容易自燃和自燃煤层必须建立束管监测系统的规定,我矿属于自然煤层,煤层自然发火期为6-12月。XX煤矿随着矿井向深部延深，地温越来越高、地压越来越大，密闭受压变形容易造成漏风，后一、前四采区上行开采、二层煤托顶煤开采等因素影响容易造成采空区自然发火，威胁我矿安全生产。因此必须进行煤炭自然发火监控，做到提前预防,及时采取措施,确保矿井安全生产。
根据我矿延深及生产布局，主要对正在生产回采工作面上隅角、可能发火的密闭、延空送巷上一工作面回风巷密闭进行监测。由于生产工作面主要集中在-800水平以下，因此确定地面机房设备安装布置在北立井地面。主束管沿千米立井利用钢丝绳作引绳进行敷设，在千米井井底设置分路箱，向采区敷设直到密闭、工作面。共设点7个，需资金42.52万元。
附KSS-200束管色谱微机监测系统设计方案
当否
请批示

XX煤矿
Xxxx年x月xx日