煤礦氣相色譜儀

煤自燃火災的發(fā)生是一個漸變的過程，要經(jīng)過潛伏期、自熱期和燃燒期三個階段，即在煤層被揭露（或與空氣接觸）一段時間之后，才會自然發(fā)火。煤在氧化自燃過程中產生的一系列反映煤自燃特征的氣體（指標氣體），可以用于煤自燃火災的早期預測預報。

    20世紀80年代以來，基于此原理的氣相色譜儀和束管監(jiān)測系統(tǒng)開始應用于煤自燃火災的預測預報，使得預報自然發(fā)火的裝備水平提高。研究人員對常見的指標氣體分析手段做過比較：

    1、便攜式甲烷和一氧化碳分析儀目標產物是甲烷，實際上它對可燃氣體都能產生信號，數(shù)據(jù)的真實性受到質疑。

    2、紅外分析儀可分析的氣體組份太少，且不能分析乙烯、乙炔等重要指標氣體。

    3、一氧化碳鑒定管檢測的諸多氣體都對它有影響，且是手動推，接測結果與推動的速度快慢有關，結果準確性受質疑。

    4、采用氣相色譜儀分析井下的氣體成分，它可以安裝在地面房間內，通過采集氣體樣送至地面進行分析。束管監(jiān)測系統(tǒng)用抽氣泵通過塑料管束將井下氣體抽至地面，束管管路的采樣點可放置在井下的任何地方，解決了自動和連續(xù)采樣的問題。氣相色譜儀是把井下氣體跟標準氣體做對比，無其他成分的干擾。分析氣體組份的種類全，精度高，是非常成熟的方法。

    由于煤層自燃指標氣體的選擇不存在統(tǒng)一的模式，必須根據(jù)本礦的實際情況和實驗室研究相結合的方法，所以提出適合本礦的煤炭自然發(fā)火早期預測預報的指標氣體，建立預測預報系統(tǒng)，制定適合本地的防滅火措施是非常必要的。

   煤礦氣相色譜儀

一、中泰煤業(yè)集團朝陽煤礦基本情況

 山東中泰煤業(yè)集團朝陽煤礦在推進精細化管理工作中，從安全生產、工程質量管理的基礎入手，抓細節(jié)、講環(huán)節(jié)，抓典型、找亮點，把精力用在安全工程建設上，有力地促進了礦井精細化管理不斷向縱深延伸。

 該礦在加強礦井質量標準化、精細化建設中，一方面改過去“眉毛胡子”一起抓的做法，將精細化管理12項要素與安全標準化、質量標準化工作結合，分專業(yè)負責，細化要素為53個達標點，分專業(yè)制定精品作業(yè)流程、職工行為規(guī)范流程、班組管理流程、精品工程驗收流程四體系，形成了項項有標準、事事講安全、人人有責任、處處有考核的質量標準化精品工程管理體系。另一方面在細節(jié)管理中，重點放在生產過程、安全過程抓精品，在不斷強化人的安全標準化意識的同時，抓好煤礦井下監(jiān)測系統(tǒng)建設，除配置必要的井下手持甲烷檢測儀、一氧化碳檢測儀、礦用粉塵儀等檢測氣體儀器設備外，又高標準配置煤礦井下氣體分析氣相色譜儀監(jiān)測系統(tǒng)，進一步提高了煤礦監(jiān)測安全標準，為創(chuàng)市優(yōu)、爭省優(yōu)打下良好的堅實基礎。

二、煤層發(fā)火標志氣體的指標分析與應用實例

    實例1：

    2015年10月20日早班，在東760二層采面，頂板老塘取樣的分析檢測到一氧化碳（CO）363.27ppm，乙稀（C2H4）20.66ppm，煤溫有29℃。第二天中班，采樣檢測到一氧化碳（CO）485.46ppm，乙稀（C2H4）28.74ppm。第三天早班，采樣檢測到一氧化碳（CO）639.80ppm，乙稀（C2H4）33.49ppm，煤溫有時達35℃，出現(xiàn)少余輕微的霧氣，有時還能聞道煤焦的油味的氣味，于是立即采取相對防火安全措施，經(jīng)過一段時間再采樣再觀察，經(jīng)采煤分析，一氧化碳（CO）下降到3.69ppm，乙稀（C2H4）下降到4.26ppm。持續(xù)到11月3日采煤分析，一氧化碳（CO）下降到0.07ppm，乙稀（C2H4）下降到0.03ppm，隨后分析己消失，確保了安全生產。

    實例2：

    2016年1月28日，煤礦井下1062密閉內的氣體檢測一氧化碳（CO）859.87ppm，乙稀（C2H4）300.15ppm，同時現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)冒青煙，立即采取有力的滅火措施，啟動滅火應急預案，經(jīng)處理后，乙稀（C2H4）降至15.20ppm，隨后逐漸消失，沒有造成影響生產。

    通過實例1、2可以看出，必須選擇正確的有利的措施，根據(jù)氣體分析報告及數(shù)據(jù)，進行觀察和具體情況仔細分析，利用分析結果指標對比，準確地預測預報煤層自然發(fā)火的過程，應用一氧化碳（CO），乙稀（C2H4），乙塊（C2H2）三個標志氣體指標綜合判斷，分別指導井下火災防治措施，對礦井生產和安全是有利的保證，從而取得明顯的效果和經(jīng)濟效益。

    三、色譜儀的使用

    我們通過實際應用認為，氣相色譜儀在使用中可能會遇到的問題有：1、色譜儀顯示兩種氣體不分離，如O2與N2不分離，空氣峰與CO不分離；2、色譜儀分析中有某種氣體分析不出，如分析中CO不出峰； 3、色譜儀分析某一樣品的分析值結果相差較；4、色譜儀對同一標準氣體分析結果有差值；5、色譜儀點火不起，儀器突然熄火，影響操作。氣相色譜法檢測煤自然發(fā)火過程中指標氣體是一項很成熟的技術，這些問題的產生是因為操作人員使用不當造成的。色譜儀對操作人員素質要求較高，操作人員需到廠家去進行系統(tǒng)培訓學習，沒有電子理論基礎，只會簡單儀器操作方式，儀器在使用和維護的過程中，就會出現(xiàn)各種不正常的現(xiàn)象。

    一個樣品氣體在不同礦井氣相色譜儀進行分析，其結果出現(xiàn)數(shù)據(jù)相差超過儀器分析標準誤差值，這種情況和現(xiàn)象的發(fā)生，是因為標準物質的濃度沒有統(tǒng)一。我們安全儀表檢驗站針對這一問題， 對礦井和檢驗站氣相色譜儀進行比對試驗和分析，統(tǒng)一標準物質濃度。

    在日常工作中，定期檢查和標定儀器，對礦井氣相色譜儀操作員進行培訓學習，有些儀器故障請廠家來人進行維修及更換配件，要求煤礦管理人員和操作人員加強業(yè)務學習，總結經(jīng)驗，對儀器的性能，試驗項目，分析標準，質量要求和相關知識需進一步了解全面和提高。這樣，消除了儀器的誤差和操作不正確出現(xiàn)的問題，確保儀器分析值準確性，可靠性，*的設備就能發(fā)揮作用，技術人員和色譜操作人員才能正常使用好儀器，為煤礦安全生產服務。