2、氣體成分分析法
用儀器分析和檢測煤在自燃和可燃物在燃燒過程中釋放出的煙氣或其它氣體產(chǎn)物,預(yù)報(bào)火災(zāi)。
1)指標(biāo)氣體及其臨界指標(biāo)
能反映煤炭自熱或可燃物燃燒初期階段特征的、并可用來作為火災(zāi)早期預(yù)報(bào)的氣體叫指標(biāo)氣體。指標(biāo)氣體必須具備如下條件:①靈敏性,即正常大氣中不含有,或雖含有但數(shù)量很少且比較穩(wěn)定,一旦發(fā)生煤炭自熱或可燃物燃燒,則該種氣體濃度就會(huì)發(fā)生較明顯的變化。②規(guī)律性,即生成量或變化趨勢與自熱溫度之間呈現(xiàn)一定的規(guī)律和對應(yīng)關(guān)系。③可測性,可利用現(xiàn)有的儀器進(jìn)行檢測。目前,如表10—4-3所示。
2)常用的指標(biāo)氣體
(1)一氧化碳(CO),一氧化碳生成溫度低,生成量大,其生成量隨溫度升高按指數(shù)規(guī)律增加,是預(yù)報(bào)煤炭自燃火災(zāi)的較靈敏的指標(biāo)之一。在正常時(shí)若大氣中含有CO,則采用CO作為指標(biāo)氣體時(shí),要確定預(yù)報(bào)的臨界值。確定臨界值時(shí)一般要考慮下列因素:①各采樣地點(diǎn)在正常時(shí)風(fēng)流中CO的本底濃度;②臨界值時(shí)所對應(yīng)的煤溫適當(dāng),即留有充分的時(shí)間尋找和處理自熱源。
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應(yīng)該指出的是,應(yīng)用CO作為指標(biāo)氣體預(yù)報(bào)自然發(fā)火時(shí),要同時(shí)滿足以下兩點(diǎn):
?、伲茫系臐舛然蚪^對值要大于臨界值;②CO的濃度或絕對值要有穩(wěn)定增加的趨勢。
?。?)乙烯,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),煤溫升高到80℃~120℃后,會(huì)解析出乙烯、丙烯等烯烴類氣體產(chǎn)物,而這些氣體的生成量與煤溫成指數(shù)關(guān)系。一般礦井的大氣中是不含有乙烯的,因此,只要井下空氣中檢測出乙烯,則說明已有煤炭在自燃了。同時(shí)根據(jù)乙烯和丙烯出現(xiàn)的時(shí)間還可推測出煤的自熱溫度。
?。ǎ矗┢渌笜?biāo)氣體,國外有的煤礦采用烯炔比(乙烯和乙炔(C2H2)之比)和鏈烷比(C2H6/CH4)來預(yù)測煤的自熱與自燃。
五、采樣點(diǎn)設(shè)置
測點(diǎn)設(shè)置的總要求是,既要保證一切火災(zāi)隱患都要在控制范圍之內(nèi),并有利于準(zhǔn)確地判斷火源的位置,同時(shí)要求安裝傳感器少。測點(diǎn)布置一般原則是:1)在已封閉火區(qū)的出風(fēng)側(cè)密閉墻內(nèi)設(shè)置測點(diǎn),取樣管伸入墻內(nèi)1m以上;2)有發(fā)火危險(xiǎn)的工作面的回風(fēng)巷內(nèi)設(shè)測點(diǎn);3)潛在火源的下風(fēng)側(cè),距火源的距離應(yīng)適當(dāng);4)溫度測點(diǎn)設(shè)置要保證在傳感器的有效控制范圍之內(nèi);5)測點(diǎn)應(yīng)隨采場變化和火情的變化而調(diào)整。
六、連續(xù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)
目前實(shí)現(xiàn)連續(xù)巡回自動(dòng)檢測系統(tǒng)基本上有兩種形式:
1、束管系統(tǒng)
采樣系統(tǒng)。由抽氣泵和管路組成。管路一般采用管徑為6~8mm聚乙稀塑料管,在采樣管的入口裝有干燥、粉塵和水捕集器等凈化和保護(hù)單元。濾塵材料一般用玻璃纖維和粉沫冶金材料。在管路的適當(dāng)位置裝有貯放水器,以排除管中的冷凝水。整個(gè)管路要絕對嚴(yán)密,管路上裝有真空計(jì)指示管路的工作狀態(tài)。在儀器入口裝有分子篩或硅膠,以進(jìn)一步凈化氣樣??刂蒲b置。主要有三通實(shí)現(xiàn)井下多取樣點(diǎn)進(jìn)行巡回取樣。氣樣分析??墒褂脷庀嗌V儀、紅外氣體分析儀等儀器。數(shù)據(jù)貯存、顯示和報(bào)警。分析儀器輸出的模擬信號(hào)可用圖形顯示、記錄儀記錄,起過臨界指標(biāo)時(shí)發(fā)出霰聲光報(bào)警。必要時(shí)進(jìn)行打印,也可計(jì)算機(jī)貯存。束管檢測系統(tǒng)的缺點(diǎn)是,管路長,維護(hù)工作量大。
?。?、礦井火災(zāi)監(jiān)測與監(jiān)控
煤礦建立現(xiàn)代化的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行火災(zāi)早期預(yù)報(bào),是改變煤礦安全面貌防止重大火災(zāi)事故的根本出路。近年來,國內(nèi)外的煤礦安全監(jiān)測技術(shù)發(fā)展很快。法國、波蘭、日體、德國、美國等國家先后研制了不同型號(hào)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。我國從80年代開始,通過對國外技術(shù)的引進(jìn)、消化和吸收,環(huán)境監(jiān)測技術(shù)有了很大的進(jìn)步。除分別引進(jìn)波蘭的CMC-1系統(tǒng)、英國的MINOS系統(tǒng)、美國MSA公司DAN-6400系統(tǒng)以及德國TF-200系統(tǒng)外,國內(nèi)一些軍工和煤礦研究單位也研制了一些監(jiān)測和監(jiān)控系統(tǒng),對我國部分煤礦進(jìn)行了裝備,為改變我國煤礦的安全狀況起到一定作用。